任务五-PMC控制与应用PPT课件

.,1,任务五数控机床PMC控制与应用,本章内容,1、识记PLC的概念和在数控机床中的作用，能读懂和编辑数控机床PMC梯形图。2、能操作和运用数控机床CNC、PLC和MT之间接口地址的信息状态（通“1”、断“0”）判断机床产生的故障，并加以排除。3、掌握PLC编程能力和综合逻辑分析能力。,.,2,知识导入,可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController）：采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。特点：1、使用方便，编程简单；（采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识）2、功能强，性能价格比高；（一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能）3、可靠性高，抗干扰能力强；（PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件）4、维修工作量小，维修方便。（PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能）,.,3,逻辑控制运算,逻辑运算：与（AND）、或（OR）、非（NOT）,与（AND）的运算符号：“.”或（OR）的运算符号：“+”例：A与B：A.BA或B：A+B,.,4,数控系统PMC程序的作用,PMC是CNC系统对机床及外围部件进行逻辑控制的重要通道，也是外部逻辑信号对数控系统进行反馈的必由之路。PMC是CNC系统中介于CNC装置与机床（MT）之间的中间环节。PMC处理的信息主要包括控制刀具更换、主轴启停、换向变速、零件装卸、冷却液开停、控制面板I/O等的逻辑离散信息。,可编程机床控制器PMC（ProgrammableMachineController）,.,5,数控系统PMC程序的作用,PLC程序用来控制数控机床的顺序动作。顺序程序是指对机床及相关设备进行逻辑控制的程序。PMC中的指令用来编制梯形图PMC在数控机床中的作用：控制机床操作面板信号输入。对辅助功能指令（M、S、T）的译码，对辅助功能的接口信号进行译码处理，将它转化为相应的控制指令，通过与其它状态的逻辑运算控制机床的运行。如刀具交换、冷却启停、工作台交换等机床外部输入输出信号的控制，将机床侧的各类开关信号送入PLC，经逻辑运算后，将运算结果送入到输出口，控制机床侧的动作，如：液压系统的启停、刀库（或转塔）、机械手、工作台交换机构等的控制。伺服控制，控制主轴和伺服进给驱动装置的使能信号，以满足伺服驱动的条件，控制机床的运行。,.,6,接口地址,地址用来区分信号。不同的地址分别对应机床侧的输入/输出信号、CNC侧的输入/输出信号、内部继电器、计数器、计时器、保持型继电器和数据表。PMC程序中主要使用四种类型的地址。,Y,X,G,F,.,7,X来自机床侧的输入信号（MTPMC）Y由PMC输出到机床侧的信号（PMCMT）F来自NC侧的输入信号（NCPMC）G由PMC输出到NC侧的信号（PMCNC）R内部继电器A信息显示请求信号C计数器K保持型继电器T可变定时器D数据表L标记号P子程序号,.,8,.,9,.,10,.,11,.,12,PMC信号,.,13,每个地址由地址号和位号（07）组成。地址格式如图所示。在地址号的开头必须指定一个字母来表示信号的类型。,.,14,接口地址分配：CNCPMC相关信号：地址为F0到F255PMCCNC相关信号：地址为G0到G255PMC与机床（MT）之间的地址：当使用I/OLink时：PMCMT：地址从Y0到Y127。MTPMC：地址从X0到X127。当使用内装I/O卡时：PMCMT：地址从Y1000到Y1014。MTPMC：地址从X1000到X1019。,编制PMC程序时所需的地址,.,15,梯形图,.,16,梯形图常用符号,PMC内部继电器触点，来自机床和来自NC的输入，都使用该信号,表示其触点是PMC内部使用的继电器线圈,表示其触点是输出到NC的继电器线圈,表示其触点是输出到机床的继电器线圈,表示PMC的功能指令，各功能指令不同，符号的形式会有不同,注意：前面带“*”号的是负逻辑信号，如急停信号（*ESP）通常为1，处于急停状态时*ESP为0,.,17,CNC的输出存储器：输出信号每隔8ms由PMC传送至CNC的输出存储器中。去往机床侧的输出信号（DI/DO卡）：去往机床侧的输出信号由PMC的输出存储器传送至机床侧。输出信号存储器：由PMC程序设定（适用于外置I/O卡），存储在输出信号存储器中的信号每隔2ms传送至机床侧。,顺序程序对输出信号的处理,PMC顺序程序接口,.,18,1、程序分级顺序程序一般分两级。第一级程序每8ms执行一次。第二级程序每8nms执行一次。n为第二级程序的分割数。,.,19,如果第一级程序较长，那么总的执行时间就会延长。因此编制的第一级程序应尽可能短。一般第一级程序仅处理短脉冲信号。这些信号包括急停、坐标轴超程、外部减速、跳步、到达测量位置和进给暂停信号。,程序编制完成后，在向CNC的调试RAM中传送时，第二级程序被自动分割。第二级程序的分割是为了执行第一级程序。当分割数为n时，程序的执行过程如图所示。,.,20,当最后的第二级程序（分割数为n）执行完后，程序又从头开始。8ms中的1.25ms用于执行第一级和第二级程序，剩余时间由NC使用。,.,21,输出信号,输入信号,-1,-2,-3,输入信号,输出信号,接收电路,驱动电路,输入信号,输出信号,信号同步,1级程序END12级程序EDN2,来自NC到NC来自MT到MT,NC,MT,周期时间1级程序2级程序,.,22,2、结构化编程采用结构化编程的梯形图具有如下优点：程序易于理解，便于编制；查找编程错误更加方便；出现运行故障时，更易于找出故障原因。主要的结构化编程方法有三种：子程序、嵌套、条件分支。,.,23,PMC基本指令,PMC指令分为基本指令和功能指令两种类型。基本指令是在设计顺序程序时最常用的指令，它们执行一位运算，例如AND或OR，共有14种。,.,24,PMC语言及编程,顺序程序的设计方法有两种：一种是使用助记符语言（RD，AND，OR等PMC指令），即编制语句表；另一种是使用继电器符号，即编制梯形图。,梯形图实例,.,25,在执行顺序程序时，逻辑运算的中间结果存储在一个寄存器中，该寄存器由9位组成。当执行指令RD.STK暂存运算的中间结果时，如图所示，将当前存储的状态向左移动压栈。相反，执行指令AND.STK等右移取出压栈信号。最后压入的信号首先被取出。,.,26,1）RD（R）：读入指定的信号状态并设置在STO中。2）RD.NOT（RN）：将读入的指定信号取非后设到STO。3）WRT（W）：将运算结果STO的状态输出到指定的地址。4）WRT.NOT（WN）：将运算结果STO的状态取非后输出到指定的地址。5）AND（A）：逻辑与。6）AND.NOT（AN）：将指定的信号状态取非后逻辑与。7）OR（O）逻辑或。8）OR.NOT（OR）：将指定的信号状态取非后逻辑或。,.,27,9）RD.STK（RS）：将寄存器的内容左移1位，把指定地址的信号状态设到STO。10）RD.NOT.STK（RNS）：将寄存器的内容左移1位，把指定地址的信号状态取非后设到STO。11）AND.STK（AS）：ST0和ST1逻辑与后，堆栈寄存器右移1位。12）OR.STK（OS）：ST0和ST1逻辑或后，堆栈寄存器右移1位。13）SET（SET）：ST0和指定地址中的信号逻辑或后，将结果返回到指定的地址中。14）RST（RST）：ST0的状态取反后和指定地址中的信号逻辑与，将结果返回到指定的地址中。,.,28,.,29,顺序程序的执行PMC顺序程序的运行是从梯形图的开头执行直至梯形图结束，在程序执行完后，再次从梯形图的开头执行，这被称作循环执行。从梯形图的开头执行直至结束的执行时间称为循环处理时间，它取决于控制程序的步数和第一级程序的大小。由于PMC顺序控制由软件来实现，所以和一般的继电器电路的工作原理不尽相同。,.,30,在一般的继电器控制电路中，各继电器在时间上完全可以同时动作。在下图所示的电路中，当继电器A动作时，继电器D和E可同时动作。在PMC顺序控制中，各个继电器依次动作，当继电器A动作时，继电器D首先动作，然后继电器E才动作。即各个继电器按梯形图中的顺序动作。,.,31,对于继电器电路，图（A）和（B）中的动作相同。A接通后，B和C接通。C接通后B断开。对于PMC程序，图（A）中，同继电器电路一样，A接通后，B和C接通，经过PMC程序的一个循环后B断开。但在图（B）中，A接通后C接通，而B并不接通。,.,32,PMC功能指令,在编制顺序程序时，有些功能，如控制刀库沿最短路径方向的旋转，是很难用只进行位运算的基本指令来实现。这时，用功能指令编程会更方便。,.,33,1、程序分级顺序程序一般分两级。第一级程序每8ms执行一次。第二级程序每8nms执行一次。n为第二级程序的分割数。,.,34,如果第一级程序较长，那么总的执行时间就会延长。因此编制的第一级程序应尽可能短。一般第一级程序仅处理短脉冲信号。这些信号包括急停、坐标轴超程、外部减速、跳步、到达测量位置和进给暂停信号。,.,35,程序编制完成后，在向CNC的调试RAM中传送时，第二级程序被自动分割。第二级程序的分割是为了执行第一级程序。当分割数为n时，程序的执行过程如图所示。当最后的第二级程序（分割数为n）执行完后，程序又从头开始。8ms中的1.25ms用于执行第一级和第二级程序，剩余时间由NC使用。,.,36,1级程序,2级程序,子程序,.,37,.,38,PMC语言及编程,顺序程序的设计方法有两种：一种是使用助记符语言（RD，AND，OR等PMC指令），即编制语句表；另一种是使用继电器符号，即编制梯形图。,梯形图实例,.,39,在一般的继电器控制电路中，各继电器在时间上完全可以同时动作。在下图所示的电路中，当继电器A动作时，继电器D和E可同时动作。在PMC顺序控制中，各个继电器依次动作，当继电器A动作时，继电器D首先动作，然后继电器E才动作。即各个继电器按梯形图中的顺序动作。,由于PMC顺序控制由软件来实现，所以和一般的继电器电路的工作原理不尽相同。,.,40,对于继电器电路，图（A）和（B）中的动作相同。A接通后，B和C接通。C接通后B断开。对于PMC程序，图（A）中，同继电器电路一样，A接通后，B和C接通，经过PMC程序的一个循环后B断开。但在图（B）中，A接通后C接通，而B并不接通。,.,41,1、第一级程序结构（包括急停、硬件超程）,急停信号的处理,急停:*ESP(x1008#4,G008#4)类型：输入信号功能：输出急停信号，使机床动作立即停止。作用：急停信号*ESP变为“0”时，CNC被复位处于急停状态，这一信号有按钮类触点控制。急停信号使伺服准备信号（SA）变为“0”。,梯形图：,.,42,超程信号的处理,超程信号*+L1*+L4(G114)*-L1*-L4(G116)类型：输入信号功能：表明控制轴行程已达到极限，每个控制轴每个方向都具有该信号，信号名的+/-表明方向，数字与控制轴相对应。作用：自动操作时，即使只有一个信号变为“0”时，所有的轴都减速停止，产生报警且运动中断。手动操作时，仅移动的轴减速停止，停止后的轴可向反方向移动。一但轴超程信号变为“0”，其移动方向被封存，即使信号变为“1”，报警清除前，该轴也不能沿该方向运动。,.,43,梯形图：,.,44,第二级程序包括：准备、模式选择、JOG、HNDL等。,一、准备信号处理开机脉冲、CNC就绪信号、伺服就绪信号、复位信号、报警信号,.,45,1、开机脉冲指令：,2、CNC就绪信号MA（F001#7）类别：输出信号功能：CNC就绪信号，表明CNC已经就绪。作用：CNC就绪后，该信号设为1。通常通电后数秒钟内置为1。如果系统出现报警，信号为0。执行急停或类似操作时，该信号保持为1。信号地址：,梯形图：,.,46,3、伺服就绪信号SA(F000#6)类别：输出信号功能：伺服系统就绪后，SA信号变为1。作用：对于带制动器的轴，输出此信号时解除制动，不输出此信号时，表示制动。信号地址：,梯形图：,.,47,4、复位信号（F1.1:RST）在下列情况下，CNC被复位且进入复位状态。急停（*ESP）置为“0”外部复位信号（ERS）置为“1”复位和倒带信号设为“1”按下MDI上的“RSET”键下列参数在CNC被复位时，可用于选择如何处理CNC数据。参数NO.3203的第7位（MCL）,决定在MDI方式中生成的程序是被除消还是保存。参数NO.6001的第6位（CCV）,决定用户宏程序变量#100#149是被除消还是保存。参数NO.6001的第7位（CLV）,决定用户宏程序变量#1#33是被除消还是保存。信号地址：,梯形图：,.,48,5、报警信号在CNC中出现报警时，报警显示在屏幕上，且报警信号置为“1”。CNC掉电时，如果后备电池电压低于规定值，则电池信号置为”1”。A、CNC报警信号AL(F001#0)类别：输出信号功能：显示报警情况：有TV、P/S、超程、过热、伺服报警；输出条件：CNC处于报警状态，报警信号置为“1”，CNC通过复位信号置为“0”。B、电池报警信号BAL(F001#2)类别：输出信号功能：电池报警信号表明CNC断电时，存储器电池电压低于规定电压置，通常这一信号会点亮LED灯通知操作者。输出条件：电池电压低于规定电压值，报警信号置为“1”；电池电压升至或高于规定电压值，报警信号置为“0”。,.,49,信号地址：,梯形图：,.,50,常见PMC的功能指令,.,51,.,52,.,53,.,54,.,55,.,56,.,57,.,58,.,59,.,60,.,61,.,62,.,63,.,64,.,65,.,66,.,67,.,68,.,69,.,70,.,71,.,72,.,73,.,74,.,75,.,76,松紧刀按钮的相关梯形图,.,77,1END1（第1级程序结束）在顺序程序中必须给出一次，可在第1级程序末尾。当没有第1级程序时，排在第2级程序开头。,.,78,2END2（第2级程序结束）在第2级程序末尾给出。,.,79,3TMR（定时器）这是延时接通定时器。当ACT=1达到预置的时间时，定时器接通。对于18号定时器，设定时间的单位为48ms。对于940号定时器，设定时间的单位为8ms。48ms定时器设定时间的范围为48ms1572.8s；8ms定时器设定时间的范围为8ms262.1s。,.,80,.,81,4TMRB（固定定时器）固定定时器的时间与PMC程序一起写入ROM中。此定时器也是延时接通定时器。ACT为1后，经过指令中参数预先设定的时间后，定时器置为ON。固定定时器号从1100。预置时间以8ms为单位。,.,82,5DEC（译码）当两位BCD码与给定的数值一致时输出为1，不一致时输出为0。主要用于M或T功能译码。译码指令包含两部分：译码值和译码位数。,译码值指定译出的译码值，要求为2位数。译码位数的意义如下：01：只译低位数；高位数为0。10：只译高位数；低位数为0。11：高低位均译。,.,83,FANUCPMC应用及编程,编制：池文慧,.,84,FANUCPMC应用及编程,编制：池文慧,.,85,FANUCPMC应用及编程,.,86,FANUCPMC应用及编程,.,87,FANUCPMC应用及编程,.,88,FANUCPMC应用及编程,.,89,FANUCPMC应用及编程,.,90,FANUCPMC应用及编程,.,91,FANUCPMC应用及编程,.,92,FANUCPMC应用及编程,.,93,FANUCPMC应用及编程,.,94,FANUCPMC应用及编程,.,95,FANUCPMC应用及编程,.,96,PMC显示操作,一：PMC的软键布局PMC画面的进入SYSTEMPMC,.,97,.,98,PMCDGN：PMC信号的诊断,TITLE：标题画面STATUS：信号状态画面ALARM：PMC报警画面TARCE：PMC信号追踪画面I/OCHK：IOLINK诊断画面PMCPRM：PMC参数,TIMER：定时器画面COUNTR：计数器画面KEEPRL：保持型k地址画面DATA：数据表画面SETING：参数设定画面,.,99,STOP/RUN：PMC停止/启动（正常运行时请不要进行此项操作）EDIT：PMC编辑画面（进入编辑画面时需停止PMC）,TITLE：标题的编辑SYMBOL：信号注释的编辑MESAGE：外部信息的编辑MODULE：IO模块的设定CROSS：交叉点的设定CLEAR：PMC的删除,.,100,计数器数据类型=二进制/BCD码,CLRTTL：删除标题CLRLAD：删除梯形图CLRSYM：删除系统参数CLRMSG：删除外部信息CLRALL：删除全部CLRMDL：删除IO模块设定CONDNS：压缩PMC区域CLRPRM：删除PMC参数SYSPRM：系统参数画面,.,101,MONIT：在线监控画面,可以通过RS-232C以及HIGHSPEEDI/F（快速以太网口）和F-LADDERIII软件进行在线监控和编辑，在线的同时在系统画面上对梯形图的监控变成无效。,.,102,二、对PMC画面进行相关的参数设定PMCPMCPRMSETING,.,103,PROGRAMMERENABLE（K900.1）：编程器有效编程器有效的权限PMC监控画面/PMC编辑画面/标题数据编辑画面/符号、注释编辑画面信息编辑画面/IO单元地址设定画面/cross画面/清除梯形图画面/清除PMC参数/系统参数画面有效如果在梯形图图中编辑了对K900.1的相关保护，则在参数设定画面不能进行设定,当PROGRAMMERENABLE=0时,STOP/RUN、EDIT、SYSPRM、MONIT等相关的画面被关闭。,.,104,EDITENABLE（K901.6）编辑允许如果当编程器无效时，可以通过打开编辑有效，进行一定权限的开放。,.,105,WRITETOFROM（EDIT）(K902.0)写入FROM有效对于PMC的编辑和修改后，在按退出键的同时是否提示“WRITETOFROM”。,RAMWRITEENABLE（K900.4）FORCE（强制）有效操作：PMCPMCDGNSTATUS,信号强制,.,106,DATATBLCNTLSCREEN（K900.7）数据表控制画面有效操作：PMCPMCPRMDATA数据表控制画面有效时,.,107,数据表控制画面无效时,通过数据控制画面中的PARAMETER的第一位=1，配合控制画面无效设定，可以对数据表的数据加以保护。,.,108,HIDEPMCPARAM（K902.6）隐藏PMC参数将PMCPARAM画面的TIMER、COUNTR、KEEPRL、DATA隐藏HIDEPMCPROGRAM隐藏PMC程序,PMCLADALLOWPMCSTOP（K902.2）允许PMC手动停止,LADDERSTART手动或自动PMC运行当系统启动时因PMC的原因而造成的影响，可通过设定手动启动PMC运行来诊断。,.,109,三：梯形图的监控PMCPMCLADZOOM,.,110,SETING：梯形图监控的相关设定,.,111,ADDRESSNOTATION（地址符号）=SYMBOL（符号）/ADDRESS（地址）FUNTIONSTYLE（功能指令类型）=COMPACT（小型）/WIDE（宽）/TALL（高）功能指令类型如果选择小型，则地址的当前值不显示。SHOWCOMMENTOFCONTACT（显示触点注释）=NONE（无）/1LINE/2LINE（两行）SHOWCOMMENTOFCOIL（显示线圈的注释）=YES/NOSHOWCURSOR（显示光标）=YES/NOWRAPSEARCHENABLED（循环搜索有效）=YES/NO,.,112,常见PMC故障诊断方法1）观察PMC状态，判断开关量是否已输入。在MDI方式下：PMCPMCDGNSTATUS界面输入开关量或直接观察梯形图相应开关量的通断。2）观察PMC状态，判断开关量是否已输出。观察所输出开关量或系统变量是否正确输出，若没有，则检查CNC侧，分析是否有故障。3）检查相关电气元件的状态。检查由输出开关量直接控制的电气开关或继电器是否动作，则检查连线或元件。4）检查执行单元状态。包括主轴电动机，步进电动机，伺服电动机等。5）结合工作原理，查找故障点。观察PMC动态梯形图，结合系统的工作原理，查找故障点。,.,113,四：信号的诊断和强制操作：PMCPMCDGNSTATUS,SEARCH搜索键，PMC中的所有地址都可以在此画面显示诊断,.,114,TRACE信号追踪，可以对设定的信号进行实时监控，便于掌控信号的瞬间变化和信号与信号之间的相互关系。操作：PMCPMCDGNTRACE,.,115,参数设定画面,.,116,五：IOLINK的诊断通过系统的IOLINK的诊断画面可以看到系统当前所识别出的IO单元，因此，当PMC出现ER97IOLINKFAILURE报警时，可以帮助我们确定故障点。操作：PMCPMCDGNIOCHKIOLNK,当系统所检测的硬件比实际要少而产生IOLINK的报警时，此画面所显示出的最后一个IO单元与之后的IO单元之间是故