C650普通车床数控化改造进给系统的PMC设计
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C650普通车床数控化改造进给系统的PMC设计,c650,普通,车床,数控,改造,进给,系统,pmc,设计
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无锡职业技术学院毕业设计说明书 I 摘 要 更新改造旧机床是最近几年发展起来的一个新兴产业，该设计是基于西门子数控系统，对 C650普通车床进行数控化改造中的 PLC控制部分研究设计。 采用 连线少、体积小、功耗小、控制速度快、可靠性高、功能完善的 PLC控制系统，来代替电气控制系统中继电器控制逻辑，配以合适的数控系统，可使机床控制 功能更加丰富，自动化水平大大提高。 此次设计 从被控对象的 I/O点数和性价比高、综合成本低这几个主要原则出发， 采用西门子的 802D数控系统和西门子的 S7-200的 PLC作 为机床数控改造设计的控制装置。 主要进行了控制装置选型， PLC的地址分配和用梯形图编辑的 PLC控制程序设计。 改造后的机床在实现机床原有功能的基础上还增加了自动加工、自动换刀等多种功能。 关键词 ：数控改造；继电器； PLC；梯形图 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 II ABSTRACT Retrofitting obsolete old machine tools is an industry developed in the recent years, this design makes a reconstruction towards PLC of C650 tradition machine tools based on SINUMERIK numerical control system. My purpose is to use the state of PLC memorizer unit to replace the relay mechanical touch in series or parallel connection in electric control system, Systems controlled by PLC have few line connected and small cubage, little power cost and high control speed as well as precision, and that PLC have count function, which the electric control system dont have commonly. This design choose SINUMERIK 802D numerical control system and SINUMERIK S7-200 on the principle of the number of I/O spot in object controlled and high performance to price ratio and low comprehensive cost. PLCs address distribution and PLC control edited by ladder diagram is mainly designed. On the basis of carrying out machine tools intrinsic functions, other functions such as automatic machining and automatic tool change is added after reconstruction. Keywords: digital control reconstruction; relay; PLC; ladder program nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 III 目 录 摘要 Abstract 1 绪论 . 1 1.1 普通机床改造的意义和前景 . 1 1.2 PLC 的基础知识 . 1 2 C650 普通车床电气控制概述 . 2 2.1 电气控制线路特点 . 2 2.2 电路工作原理 . 3 3 PLC 和系统的选型 . 5 3.1 PLC 的选型 . 5 3.2 数控系统的选型 . 6 4 PLC 编程及说明 . 9 4.1 PLC 地址分配 . 9 4.2 PLC 程序 . 21 结 论 . 35 参考文献 . 36 致 谢 . 37 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 1 第 1 章 绪论 1.1 普通机床改造的意义和前景 随着我国机床业自动化产业的发展，机床产业结构升级和技术进步已取得了较大的发展，这也为我国加速实现依靠技术进步和可持续发展的新型工业化道路转变。但是，华夏模具网表示，机床制造业是我国高端装备制造业的重要体现，随着机床产业对产品生产精密度及效率要求的提升，我国机床行业当前急需通过 对数量庞大的普通机床数控化改造相契合。 数控机床改造的市场前景 近几年，我国机床业经济增长迅速，生产机床的数控化率有所提升。但是我国有各类普通机床 400 多万台，其中有 1/4 的机床是超过 30 年役龄的，这些机床已无改造价值，需淘汰更新，剩余约七成的机床是可进行数控化改造。对众多台普通机床实施改造和更新，可形成上千亿的更新市场需求，对保持经济增长可发挥一定的作用。所以，华夏模具网表示，数控化改造工程可形成数千亿元的工业增加值。 提高数控机床的安全水平 目前，我国所使用的机床中绝大多数是普通机床。普 通机床数量庞大，安全问题凸显。所以，安全问题成为制约其发展的一大阻碍。增加安全性能，提高机床本质安全水平，解决数控化程度较低、人员伤害事故频发、安全水平较低、生产效率不高的问题。 普通机床完成数控化改造后，可大幅提高机床的加工效率和自动化、智能化程度。降低了操作者接触危险部位的可能性 ;操作系统和操作界面越来越符合人机工程学的要求，可有效减少操作者的失误率，减少因失误产生的事故。华夏模具网指出，机床经数控化改造后，安全性能得到明显改善，事故率显着降低，将带来巨大的安全效益。 减少机床成本，提高加工效率 普通机床数控化改造与购置新机床相比，特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只需新机床购置费用的 1/3。在节约成本的同时，数控化改造还可以节省因全部更新而造成相应的能源消耗和污染排放。 根据以往改造经验，普通机床数控化改造后，机床效率明显提高。原来一台机床需要一个人控制，改造后一个工人可以同时操控两台机床。同时，机床经改造后加工精度大幅提高，由人为失误造成的废品率显着降低。同时，华夏模具网还指出，降低了工人的劳动强度，节省了劳动力，缩短了新产品试制周期和生产周期，给企业带来巨大的经济效益。 从国外成熟经验来看，再制造是数控机床再次利用的最有效办法。数控机床业改造就是运用技术创新与技术改造相结合，改造传统产业与发展新兴产业相结合，突出重点与全面提升相结合，并将促进安全生产作为技术改造的重点任务。在中国，再制造领域可谓刚刚兴起，市场巨大。 1.2 PLC 的基础知识 PLC（即可编程逻辑控制器， Programmable Logic Controller）是用来取代用于电机控制的顺序继电器电路的一种器件。是由 模 仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的 PLC 只有开关量逻辑控制，首先应 用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入 PLC 的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。 PLC 的 CPU 内有nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 2 指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加 1，程序从起始步起 ， 依次执行到最终步，然后再返回起始步循环运算。 PLC 每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的 PLC，循环扫描周期在 1 微秒到几十微秒之间。PLC 用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算 1K 逻辑程序不到 1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理， 16 位为一个模拟量。大型 PLC 使用另外一个 CPU 来完成模拟量的运算。把计算结果送给 PLC 的控制器。相同 I/O 点数的系统，用 PLC比用 DCS，其成本要低一些。 PLC 没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比 DCS 要低很多。一个 PLC 的控制器，可以接收几千个 I/O 点。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用 PLC 较为合适。 PLC 由于采用通用监控软 件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。 PLC 在实际中用的很多。只要有工业的地方，就有 PLC 存在的机会。如果你就在机器制造、包装、物料输送、自动装配等行业中工作，那么你可能已经在使用它了 。 如果没有的话，你就是正在浪费金钱和时间。几乎所有需要电气控制的地方都需要 PLC。 可编程控制器得以迅速发展和广泛使用的原因是由于它具有继电器接触器控制装置和通用计算机以及其他控制系统所不具有的特点： (1) 运行稳定、可靠性高、抗干扰能力强 (2) 设计使用和维护方便 (3) 编程御苑直观易学 (4) 与网络技术相 结合 (5) 体积小、质量轻、能耗低 第 2 章 C650 普通车床电气控制概述 2.1 电气控制线路特点 C650 车床属于中型普通车床，床身最大工件回转半径 1020 mm，最大工件长度为 3000mm。 该车床共有三台电动机： M1 为主电动机，功率为 30KW,可以实现点动和正、反转，除了具有短路保护和过载保护装置外，还通过电流互感器 TA接入电流表 A以监视主电动机的电流。主回路中，还串入了限流电阻 R，它的作用有二：一是在点动时，经 R 可减小制动电流。 M2为冷却泵电动机，功率为 0.15KW，由接触器 KM4 控制 通断，其起停控制方法与单向启动控nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 3 制方法完全相同，也具有短路保护和过载保护。 M3 为溜板箱快速移动电动机，用以减轻工人劳动强度，节约辅助工作时间，功率为 2.2KM，由接触器 KM5 控制，由于溜板箱在快速移动的连续工作的时间不长，因此未设过载保护。 如 表 2-1是它的电气元件目录表 表 2-1 电气元件目录表 序号 代号 名称 数量 1 M1 主动电机 1 2 M2 冷却泵电机 1 3 M3 快移电动机 1 4 KM1-KM3 交流接触器 3 5 KM4 交流接触器 1 6 KM5 交流接触器 1 7 KA 中间继电器 1 8 KT 时间继电器 1 9 KR 速度继电器 1 10 FR1 热继电器 1 11 FR2 热继电器 1 12 QS 转换开关 1 13 SB1、 SB2 起动按钮 2 14 SB3、 SB4 起动按钮 2 15 SB5、 SB6 停止按钮 2 16 FU1 熔断器 3 17 FU2 熔断器 3 18 FU3 熔断器 2 19 A 电流表 1 20 TA 电流互感器 1 21 R 限流电阻 3 。 2.2 电路工作原理 合上组合开关 QS，将三相电源接通， 进入准备工作状态 1.主电动机 M1 的控制 （ 1） 点动控制 按下 SB4，电路 L13-1-3-5 7-9-2-L11 接通，接触器 KM1 得电吸合，主触点闭合，主电动机 M1 经电阻 R与电源接通，电动机降压起动。在此过程，因中间继电器 KA 没通电，故 KM1不自锁。松开 SB4， KM1 断电， M1 停转。 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 4 （ 2） 正、反转控制 正转：按下 SB1 电路 L13-1-3-13-KM1-9-2-L11 接通，接触器 KM3 首先得电吸合，主触点闭合，将电阻 R短接，同时， KM3 常开辅助触点闭合，（ 2-23）接通 ，中间继电器 KA 得电吸合， KA 的常开触点闭合，（ 5-11）接通， KM1 主触点闭合，主电动机 M1在全压下起动正转。同时由于 KA和 KM1 的吸合使 3-KA 常开触点 -13-11 接通，使 KM1 自锁，故松开 SB1 后，M1 仍将继续运转。 反转：与正转控制相类似，按下 SB2， KM3 首先吸合，再使 KA 吸合，后使 KM2 吸合，KM2 的主触点使电源相序反接， M1 再全压下起动反转。同时，由于 KA和 KM2 的常开触点闭合，使电路 3-KA 常开触点 13-19接通，也使 KM2 得以自锁，松开 SB2 后， M1 能连续 反转。 在 KM1 和 KM2 的电路中，分别串接有 KM2 和 KM1 的常闭辅助触点，起到互锁的作用。 （ 3）停机、制动控制 从基本环节可知，反接制动是由可逆环节加速度继电器组成，速度继电器与被控电动机同轴连接。 正转制动：当电动机起动正转时，速度继电器的常开触点 KR1 闭合，为正转制动做好准备。 停机时，按下停止按钮 SB6，接触器 KM1 和 KM3 均断电释放，电动机电源被切断，此时M1 在惯性旋转， KR1 仍闭合，在 KN1 和 KM2 断电的同时， KA也释放，即（ 3-15） 接通，当松开 SB6 时，电 路 L13-1-3-15-17-21-9-2-L11 接通， KM2 得电吸合，主电动机M1 经 KM2 主触点和电阻 R 接通反相序电源，电动机在反接制动作用下，惯性旋转的速度迅速下降，当电动机的转速下降到接近于零（ 100 120r/min）时，速度继电器的常开触点 KR1断开，切断了 KM2 的通电回路，使电动机来不及反转即断电。 反转制动：反转制动与正转制动相类似。当电动机起动反转时， KR2 闭合准备。 停车时 KM1 经 L11-1-3-15-5-7-9-2-L11 而得电，电源经 KM1 主触点和电阻 R接通进行制动。 2.冷却泵电动机 M2的控制 M2 的控制是典型的单向起动控制电路。起动时，按起动按钮 SB3， KM4 得电吸合，主触点闭合， M2 起动运转。停车时，按停止按钮 SB4 即可。 3.刀架快速移动电动机 M3 的控制 刀架的快速移动是通过转动刀架手柄，将行程开关 SQ 压住，使 KM5 得电， KM5 主触点闭合， M3起动。 KM5 无自锁环节，只要松开刀架手柄， SQ 断开， M3停止，行程开关 SQ的作用相当于一个点动按钮。 4.其它辅助电路 为了监视主电动机的电流情况，在 M1 的主电路中，经过电流互感器接入了一个电流 表A。为了防止电动机点动和制动时大电流对电流表的冲击，将时间继电器 KT 的触点（延时断开的触点）与电流表型并联。 M1 在起动时，起动电流很多（起动电流为额定电流的 4 7倍），即电流互感器副边电流也很大，但此时 KT 的触点在延时时间内（起动时间只有 1 3s），而nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 5 时间继电器的延时时间在 60s 范围内可调）尚未断开，冲击电流只经过该延时触点，而电流表则无电流流过。起动平稳后，电动机电流为正常值，而 KT的触点也已断开，电动机正常工作的电流才流经电流表，以便监视电动机在工作中电流的变化情况。如电流表上所示电流与电动机的额定电 流相差较大时，以便及时采取必要的措施。 第 3 章 PLC 和系统的选型 3.1 PLC 的选型 由表 3-1 可知， C650 普通车床改造成数控车床 PLC 需要 20 个输入点和 17 个输出点。PLC 所具有的输入和输出点一般要比所需要的冗余 30%，以便于系统的完善和为今后的扩展预留。所以本系统所需要的输入点为 30 个，输出点为 20 个 。 表 3-1 PLC 输入输出表 被控对象 输入元件 所需输出点 输出元件 所需输出点 X、 Z 轴电机 正向按钮 1x2 伺服电机 1x2 反向按钮 1x2 伺服电机 1x2 主轴起停 主轴正转按钮 1 变频器 1 主轴反转按钮 1 变频器 1 主轴停止按钮 1 变频器 1 NC 启停 启动按钮 1 继电器 1 停止按钮 1 刀架转位 4 电动刀架 2 回参考点 回参考点按钮 1 减速挡块 2 手动方式 手动方式按钮 1 1 快速运行叠加 叠加按钮 1 1 主轴速度修调 修调按钮 1 1 进给速度修调 修调按钮 1 1 急停 急停按钮 1 继电器 1 复位 复位按钮 1 合计 20 17 本次改造所需要的 I/O 点总数在 256 以下，属 于小型机范围，控制系统只需要逻辑运算等简单功能，主要用来实现条件控制和顺序控制，所以 PLC 可以选择西门子公司的 S7 200系列。 S7 200 的产品定位在 S7 系列 PLC 家族的低端产品，但比智能继电器的定位要高。通常nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 6 S7-200 用于 200 点开关量以内 ,35 点模拟量以内 ,程序量在 16K 以内的应用场合 .S7 200 外形小巧，功能强，性价比极高，非常适合机器制造业的情况和需求。 S7 200 特性 不同档次的 CPU（ S7 200CPU）可选择不同类型的扩展模块（ S7 200 扩展模块 ） 222:最大两个模块 224:最大七个模块 226(XM):最大七个模块 CPU221：点数在 10 点以内，需要 MPI,PPI,或自由口通讯要求，需要运算能力 CPU222: 推荐点数在 50 点左右 ,由于可以扩展，支持 S7-200 所有通讯方式， CPU222 比较适合于 RTU 等应用领域 CPU224：推荐点数在 100 点左右 ,可以扩展 7 个模块，是 S7-200 CPU 系列中应用最广的产品 CPU226/XM:推荐点数在 200 点左右 ,可以扩展 7个模块 ,最大的优势是两个通讯口 S7-200 CPU的性能参数 .与三菱等主要的对手的小型 PLC比较 ,S7-200的位指令执行速度0.37 微秒是较快的 .S7-200 的高速脉冲输出频率 20KHz 能满足一般的控制要求， S7-200 还有输出频率更高的定位模块 EM253,脉冲输出频率 200KHz. 根据 I/O 点数，选择 S7 200 系列的 CPU224 型， 24V 直流 14 点输入，继电器型交流 10点输出。因为主机模板上的 I/O 点数不够，所以对输入 /输出点进行扩展。扩 展 模块选择 EM221 数字量 8 点直流输入模块两个， EM222 数字量 8 点继电器输出模块两个。这样总的输入点为 30个，输出点为 26个，满足要求。 3.2 数控系统的选型 数控系统选型原则 在进行数控系统选型时，一般应遵从性价比高、综合成本低，这两个主要的原则， 在这两个原则的指导下对众多的数控系统进行比较，选择最合适的数控系统。 1、性价比高的原则 一般在选择数控系统时，应考虑数控系统的先进性，不要选那些已经或将要被淘汰的产品，这样用不了多长时间又要进行更新，而要尽量选择先进的、能代表当前主流技术的产品。先进的产品代表更加强大的功能，但并不是越先进的越好，随着性能的提高，其价格必然越贵，但是在实际应用中，众多强大的功能是否必要，要视使用情况而定。不要一味追求高性能而增加投入 ，应该在选择性能优良产品的同时，考虑价格因素，对产品的性能价格比进行比较，在同样能满足技术要求的情况下，选择价格低的产品。 2、综合成本低的原则 所谓综合成本，是指除产品本身的价值外，其配套的配件采购、维修成本，因故 障停机导致的时间成本，以及寿命周期等等。在进 行 数 控 系 统选型时，要充分考虑以上因素，选择故障率低、配件价格低、售后服务及时、寿命周期长的产品。 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 7 综合上述原因并为了配合 S7 200 的使用 本次改造选用了 SINUMERIK 802D 系统。 SINUMERIK 802D 将所有 CNC、 HMI 和通讯任务集成于一个单一的部件。免维护的硬件集成了 PROFIBUS 接口用于连接伺服驱动和 I/O 模块，并具有速装结构的超薄操作面板。SINUMERIK 802D 可控制最多 4 个数字进给轴和 1 个主轴。 802D 配备 SIMODRIVE 611UE 和带编码器的 1FK7 伺服电机作为进给驱动系统。 SIMODRIVE 611 UE 具有模块化设计和 PROFIBUS 接口。因而，各轴驱动的功率模块独立配置。另外，主轴也可以通过模拟接口控制，这种通用的方案也适用于简易型机床。 SIMATIC S7-200 的指令集可直接适用于 机床。在 SINUMERIK上不仅可以进行工件编程，而且还可以使用非西门子的 G 代码。 硬件组件（图 3-2） PCU（面板控制单元）：用于最多 4 根轴和一根主轴的控制模块，带图形显示、软键栏和 NC 卡插件。如图 3-1 KB (Keyboard)：键盘（水平或垂直排列） MCP (Machine Control Panel)：机床控制面板 SPP 72/48 (Profibus 外设 )： 72 个数字式输入端， 48 个数字式输出端 ADI4（用于 4 根轴的模拟驱动接口） 驱动模块 - SIMODRIVE 611UE 控制模块 - 选件模块 Profibus DP 软件组件 系统软件在 PCU 的永久闪存存储器上 - 引导软件， 启动系统。 - HMI 软件（人机界面）， 实现所有操作功能 - NCK 软件（ NC 内核）， 实现所有 NC功能。它控制一个最多带有 5根轴的“ NC 通道”。 - PLC 软件（可编程逻辑控制）， 循环处理集成的 PLC 应用程序。 工具箱 - 车床和铣床安装文件 - 用于车削时转换的配置文件 - 车床和铣床循环软件包 - 传输程序 WINPCIN 用于在 PC 和 NC 之间传输用户数据和程序 - 可补充加载的语言包 - 文本管理器 -PLC用户库文件 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 8 - 图 3-1 控制面版 图 3-2系统各部件的连接 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 9 在 SINUMERIK 802D 的背面提供以下接口 X8: 3 芯孔式端子排，螺钉连接，用于连接 24VDC 电源 X4: 9 芯 D 型孔式插座，用于连接 PROFIBUS 总线 X6: 9 芯 D 型针式插座， COM 1 用于连接 RS-232 接口 (推荐用 RS-232C 隔离器 ) X14/X15/X16: 15 芯 D 型针式插座，用于连接 3 个手轮 X 10: 6 芯小型 DIN 标准插头，用于连接键盘板 第 4 章 PLC 编程及说明 4.1 PLC 地址分配 根据不同的 PLC 配置情况确定 I/O 地址是 PLC 编程的前提与基础，程序中的地址必须与实际物理连接点一一对应，才能确保动作的正确执行。 当选择了 PLC 之后，首先需要确定的是系统中各 I/O 点的绝对地址。在西门子 S7 系列PLC 中 I/O 绝对地址的分配方式共有固定地址型、自动分配型、用定义型 3 种。实际所使用的方式决定于所采用的 PLC 的 CPU 型号、编程软件、软件版本、编程人员的选择等因素。 1固 定地址型 固定地址分配方式是一种对 PLC 安装机架上的每一个安装位置（插槽）都规定地址的分配方式。其特点如下： PLC 的每一个安装位置都按照该系列 PLC 全部模块中可能存在的最大 I/O 点数分配地址。 例如： S7-300 系列 I/O 模块中最大开关量输入输出为 32 点，因此，每一个安装位置都必须分配 32 点地址：如果实际安装的模块只有 16点输入，那么剩余的 I/O 地址将不可以再作为物理输入点使用。 对于输入或输出来说， I/O 地址是间断的，而且，在输入与输出中不可以使用相同的二进制字节与 位。 例如： S7-300 系列 I/O 模块的第 1 安装位中安装了 32 点输入模块，地址数据中的 0.03.7 就被该模块所占用，地址固定为 I0.0 13.7;即使第 2安装位中安装了 32 点输出模块，其输出地址也只能是 Q4.O Q7.7，而不可以是 QO.O Q3.7，在实际编程时 QO.O Q3.7 就变成了不存在的输出。同样，如果在第 3 安装位中接着安装了 16 点输入模块，其地址将为I8.019.7，在实际编程时 I4.0 17.7 就变成了不存在的输入。 以上分配原则对模拟量模块同样适用。 2自动分配 型 自动地址分配方式是一种通过自动检测 PLC 所安装的实际模块，自动、连续分配地址的分配方式。其特点如下： nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 10 PLC 的每一个安装位置的 I/O 点数量无规定， PLC 根据模块自动分配地址。 例如：当每一个安装位置安装了 32 点模块后， PLC 自动分配给该模块 0.0 3.7 的地址：如果实际安装的模块只有 16点输入，那么 PLC 自动分配给该模块的地址就成为 0.0 1.7。 输入与输出的地址均从 0.0 起连续编排、自动识别， I/O 地址连续、有序。 例如： PLC 的第 1 安装位中安装了 32 点输 入模块，地址为 I0.0 13.7;当第 2安装位中安装了 32 点输出模块后，其输出地址自动分配为 QO.O Q3.7。同样，如果在第 3 安装位中接着安装了 16 点输入模块，其地址将为 I4.0 15.7。 I/O 地址中没有不存在的输入与输出。 以上分配原则对模拟量模块同样适用。 对于 S7-300 系列，由于生产时间、软件版本的不同，安装于 PLC 主机上的部分 I/O 模块，CPU 的地址分配可能会出现断续的情况， CPU 仍然按照最大开关量输入输出进行地址分配，当使用 32 点以下模块时，多余的地址不可以再使用。但是，、 对于远程 I/O 单元，地址总是连续分配的。 3用户设定型 用户设定型分配方式是一种可以通过编程软件进行任意定义的地址分配方式。其特点如下： PLC 的每一个安装位置的地址可以任意定义， I/O 点数量无规定，但同 - PLC 中不可以重复。 例如：当每一个安装位置安装了 32 点输入模块后，用户可以分配给该模块 I0.0 13.7的地址；也可以分配其他任意地址，如 I8.0 I11.7 等。但在分配 I0.0 13.7 后，后续的同类模块中不可以再使用地址 I0.0 13.。 输入与 输出的地址既可以是间断的，也可以不按照次序排列。 例如： PLC 的第 1安装位中安装了 32 点输入模块，地址定义为 I8.0 111.7;第 2 安装位中再安装 32 点输入模块，地址定义为 I0.0 13.7，这样的分配同样也允许。 如下表 PLC 地址 ，是根据不同操作符来说明功能，并且规定了其范围。 表 4-1 操作符 说明 范围 V NC-PLC 信号接口 见下表 T 定时器 T0 到 T15（单位： 100ms） T 定时器 T16 到 T31（ 单位： 100ms） C 计数器 C0 到 C31 I 数字量输入 I0.0 到 I11.7 Q 数字量输出 Q0.0 到 Q11.7 M 标志存储器 M0.0 到 M255.7 SM 特殊状态存储器 SM0.0 到 SM0.6 A 逻辑累加器 AC0 到 AC1 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 11 A 算术累加器 AC2 到 AC3 V 变量地址的构成 是由数据块、通道号或轴号。子区号、索引地址，并且他们拥有各自的范围，如下表 表 4-2 操作符 数据块号 通道号或轴号 子区号 索引地址 V 00 00 0 000 范围 （ 00-99） （ 00-99） （ 0-9） （ 000-999） 特殊存储器的位定义 是 只读 的，他们具有各自的标志位，每个标志位代表了一个强大的机床功能，如下表 4-3 表 4-3 特殊标志位 说明 SM0.0 逻辑“ 1”信号 SM0.1 第一个 PLC 周期“ 1”，随后为“ 0” SM0.2 缓冲数据丢失 -只有第一个 PLC 周期有效（“ 0” -数据正常，“ 1” -数据 丢失） SM0.3 系统再启动：第一个 PLC 周期“ 1”，随后为“ 0” SM0.4 60s 脉冲（交替变化： 30s“ 0”，然后 30s“ 1”） SM0.5 1s 脉冲（交替变化： 0.5s“ 0”，然后 0.5s“ 1”） SM0.6 PLC 周期循环（交替变化：一个周期为“ 0”，一个周期为“ 1”） 状态信号从 MCP 到 PLC，这是一个信号的输出，属于比较关键的信号，因此我们必须要在改造时了解各个点的功能，如下表 4-4 表 4-4 1000 来自 MCP MCP 到 PLC Byte Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit 1 Bit0 10000000 NC 停止 主轴倍率 - 主轴倍率100 主轴倍率 + 单程序段运行方式 点动 JOP 方式 MAD 方式 自动 AUTO 方式 10000001 NC 停止 主轴 CCW 主轴 STOP 主轴 CW 钥匙开 关 3 参考点REF 方式 REPOS 方式 10000002 进给 变量 INC 钥匙开关 0 机床功能 使能 禁止 INC 1000 INC 100 INC 10 INC 1 10000003 复位 钥匙开关 2 钥匙开关 1 进给倍率旋转开关（格林码） E D C B A 10000004 轴点动键 用户选择键 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 12 -4th +4th 快速 KT4 KT3 KT2 KT1 KT0 10000005 T17 KT5 轴点动键 -3rd +3rd -2nd +2nd -1st +1st 10000006 自由定义键 自由定义键 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 10000007 自由定义键 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 10000008 主轴倍率旋转开关（格林码） 0 0 0 E D C B A 如下表 4-5， PLC 到 MCP 的信号 与表 4-4相反，所以一定要注意差别，防止我们把其搞错导致机床故障。 表 4-5 1100 给 MCP 的信号 PLC 到 MCP Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 11000000 NC 停止 主轴倍率 %- 主轴倍率 100% 主轴倍率 %+ 单程序段运行方式 点动 JOG 方式 MDA 方式 自动 AUTO 方式 11000001 NC 启动 主轴 CW 主轴 STOP 主轴 CCW 钥匙开关 3 参考点REF 方式 REPOS 方式 11000002 进给 变量 INC 钥匙开关 0 机床功能 使能 禁止 INC1000 INC100 INC10 INC1 11000003 11000004 轴点动键 用户选择键 LED -4th +4th 快速 LED5 LED4 LED3 LED2 LED1 11000005 T17 LED6 轴点动键 -3rd +3rd -2nd +2nd -1st +1st 来自 HMI （程序控制）的选择信号 (可保持数据区 )，如下表 4-6 表 4-6 1700 PLC 变量 来自 HMI 的选择 / 状态信号 HMI 到 PLC Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 17000000 选择了 选择了 M01 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 13 空运行进给 17000001 选择了程序测试 选择了 快速倍率 17000002 选择了 程序跳段 17000003 在 JOG 方式 测量生效 来自 HMI 的信号 ，不同的点，表示用的方式也不一样，由 HMI决定选择方式，由 HMI选择机床功能，如表 4-7。 表 4-7 1800 PLC 变量 来自 HMI 的选择 / 状态信号 Interface HMI 到 PLC Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 18000000 JOG 方式测量开始 方式转换 禁止 由 HMI 选择 点动方式 MDA 方式 自动方式 18000001 由 HMI 选择机床功能 REF REPOS 如下 表 4-8， HMI 的信号 为仿真信号 表 4-8 1900 PLC 变量 来自 HMI 的选择 / 状态信号 Interface HMI 到 PLC Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 19000000 仿真 有效 19000001 来自 HMI 的选择信号 (可保持数据区 )，实际上是对于机床轴和手轮控制的轴号，如下表 4-9。 表 4-9 1900 PLC 变量 来自 HMI 的选择 / 状态信号 HMI 到 PLC nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 14 Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 19001003 机床轴 手轮一控制的轴号 C B A 19001004 机床轴 手轮二控制的轴号 C B A 来自 NC 通道的辅助功能状态 ，辅助是一个很重要的功能，不要小看这个功能，它能使 M功能、 S功能、 T功能、 D功能和 H功能发生改变。如下表 4-10 表 4-10 2500 PLC 变量 来自 NC 通道的辅助功能 Interface HMI PLC (Read only) Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 25000004 M 功能组 5 改变 M 功能组 4 改变 M 功能组 3 改变 M 功能组 2 改变 M功能组 1 改变 25000006 S 功能 改变 25000008 T 功能 改变 25000010 D 功能 改变 25000012 H 功能组 3 改变 H 功能组 2 改变 H 功能组 1 改变 译码的 M 信号 (动态 M0 信号 M99)是动态 M功能， 2500PLC变量里功能号，不同的功能号控制一组不同的 M，如下表 4-11 表 4-11 2500 PLC 变量 来自 NC 通道的 M 功能（动态） Interface NCK PLC (Read only; 信号只保持一个 PLC 周期 ) Byte Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 25001000 动态 M 功能 M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0 25001001 动态 M 功能 M15 M14 M13 M12 M11 M10 M9 M8 25001002 动态 M 功能 M23 M22 M21 M20 M19 M18 M17 M16 nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 15 25001012 . 动态 M 功能 M99 M98 M97 M96 如下 表 4-12 ，是 T 功能 的功能号 表 4-12 2500 PLC 变量 来自通道的 T 功能 Interface NCK 到 PLC (Read only) Byte 25002000 T 功能 1 (1 32-bit DINT) M 功能 是一种特别的功能，他拥有巨大的控制机床能力，但是在这里它要受到 2500PLC变量的约束。如下表 4-13 表 4-13 2500 PLC 变量 来自通道的 M 功能 Interface NCK到 PLC Byte 25003000 M 功能 1 (1 32-bit DINT) 25003004 静态 M功能扩展地址（ 1 字节） 25003008 M 功能 2 (1 32-bit DINT) 25003012 静态 M 功能扩展地址（ 1 字节） 25003016 M 功能 3 (1 32-bit DINT) 25003020 静态 M 功能扩展地址（ 1 字节） 25003024 M 功能 4 (1 32-bit DINT) 25003028 静态 M 功能扩展地址（ 1 字节） 25003032 M 功能 5 (1 32-bit DINT) 25003036 静态 M 功能扩展地址（ 1 字节） 程序中有 M功能，坑定也不会缺少 S 功能 ，它是控制机床运行的一个功能，如果没有它机床将会混乱，如下表 4-14 表 4-14 2500 PLC 变量 来自通道的 S 功能 Interface NCK 到 PLC (Read only) Byte 25004000 S 功能 1 (1 32-bit REAL) 25004004 静态 S 功能扩展地址（ 1 字节 ） 25004008 S 功能 2 (1 32-bit REAL) 25004012 静态 S 功能扩展地址（ 1 字节） nts 无锡职业技术学院毕业设计说明书 16 NCK 的 G 功能 表示的是一个有效的 G功能，只有是有效地，我们才可以将这个程序输送到 PLC中，如下表 4-15 表 4-15 3500 PLC 变量 来自通道的 G 功能 Interface NCK 到 PLC (Read only) Byte 35000000 有效的 G 功能组 1 35000001 有效的 G 功能组 2 35000063 有效的 G 功能组 64 传递的 M-/S- 功能 ，这两个功能都是应用到主轴上的，是从 PLC送至 NCK通道的信号。如下表 4-16 表 4-16 3700 PLC 变量 送至 NCK 通道的信号 Interface PLC 到 NCK (Read only) Byte 370x0000 用于主轴的 M 功能 (DINT) 370x0004 用于主轴的 S 功能 (REAL) 送至 坐标轴或主轴的通用信号 ，都是属
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