项目四可编程控制器及接口技术.教案单元一数控机床中的

1、项 目 四 可 编 程 控 制 器 及 接 口 技 术. 教 案单元一 数控机床中的PLC教 师 姓 名张爱红授课形式讲授授课时数2授 课 日 期年 月 日 周授课班级授课项目及单元名称项目四 可编程控制器及接口技术单元一 数控机床中的PLC教学目标1 使学生了解PLC在数控机床中的配置方式。2 使学生熟悉数控机床PLC的两种形式。3 使学生熟悉数控机床PLC的控制对象。4 使学生熟悉PLC开关量的输入/输出接口。教学重点教学难点（带*为难点）1 PLC在数控机床中的配置方式。2 数控机床PLC的两种形式。3 数控机床PLC的控制对象。*4.数控机床PLC的信号处理。4 PLC开关量的输入/输

2、出接口。教学方法教学手段1通过数控机床两类控制量的介绍引入到数控机床PLC的配置方式及控制对象（举例），并说明数控机床PLC信号的处理过程。2根据数控机床PLC的两种不同形式，说明各自的特点及应用。3结合SINUMERIC 802S系统的输入/输出接口应用讲解PLC开关量的输入/输出接口电路。4借助于多媒体课件、数控综合实验台，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。学时安排1PLC在数控机床中的配置方式、数控机床PLC的控制对象、数控机床PLC的信号处理约35分钟；2数控机床PLC的两种形式约10分钟；3PLC开关量的输入/输出接口及应用约45分钟。教学条件多媒体课件、数控系统综合实验台课

3、外作业下载网络课件学习检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。备注授课主要内容项目四 可编程控制器及接口技术单元一 数控机床中的PLC一、数控机床控制的分类1、坐标轴运动的位置控制等（连续量）由伺服驱动系统完成。2、加工过程的顺序控制（开关量）由可编程控制器(PLC)完成。二、PLC在数控机床中的配置方式1、 PLC在机床一侧2、 PLC及其接口在电气控制柜中3、 PLC在电气控制柜中，而输入输出接口在机床一侧三、数控机床PLC的信号处理PLC处于数控系统与机床之间，主要起到信息处理和桥梁的作用，它们间的关系可以表示为：CNC（数控系统侧） - PLC- MT（机床侧）。1M、S、T功能 2数据接

4、口信号处理3急停控制 4坐标轴控制5主轴控制 6刀架控制 7冷却控制8导轨润滑四、数控机床PLC的形式1、内装型PLC：从属于CNC装置，PLC与NC间的信号传送在CNC装置内部即可实现。2、独立型PLC：又称“通用型”PLC。独立型PLC独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。 五、PLC开关量的输入/输出接口及应用1、直流开关量输入接口: 信号接收器RV的主要功能为信号电隔离、滤波防扰动和电平转换(即将+24V机床侧开关信号转换为TIL电平信号)。2、直流开关量输出接口: 直流开关量输出信号用于驱动机床强电箱中的中间继电器线圈和指示灯等，进而由中间继电器

5、触点进一步控制外部接触器、电磁阀等。3、开关量输入输出中，应注意的问题：a) 开关量信号检测元件与CNC接口电路的配接。b) 中间继电器线圈一定要并联保护二极管。c) 弱电信号与强电驱动信号在走线槽中要尽量分别走线。在交流接触器线圈等感性负载两端要就近并联RC灭弧器。单元二 数控机床PLC典型应用程序教 师 姓 名张爱红授课形式讲授授课时数2授 课 日 期年 月 日 周授课班级授课项目及单元名称项目四 可编程控制器及接口技术单元二 数控机床PLC典型应用程序教学目标1. 使学生理解主轴定向PLC控制程序的实现过程。2. 使学生理解主轴正反转及齿轮换挡控制PLC程序的实现过程。3. 使学生理解润

6、滑系统自动控制的实现过程。教学重点教学难点（带*为难点）1 主轴定向PLC控制程序的实现过程。2 主轴正反转及齿轮换挡控制PLC程序的实现过程。*3.润滑系统自动控制的实现过程。教学方法教学手段1通过案例法（典型PLC应用程序），使学生掌握数控机床PLC程序的分析方法。2讲解主轴定向控制程序前，先放一段录像，结合具体的应用实例，效果更好。3借助于多媒体课件、录像、数控机床，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。学时安排1主轴定向PLC控制程序的实现过程约15分钟；2主轴正反转及齿轮换挡控制PLC程序的实现过程约30分钟；3 润滑系统自动控制的实现过程约40分钟。4 回顾与总结约5分钟。教学

7、条件多媒体课件、数控机床课外作业作业五：简述润滑系统正常工作时的控制过程。检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。备注授课主要内容项目四 可编程控制器及接口技术 单元二 数控机床PLC典型应用程序主题：数控机床PLC典型应用程序(M代码、润滑控制)的控制过程分析。教学方法：引入法、案例法、任务法。教学手段：多媒体课件与板书相结合。一、 主轴定向控制1.初始状态2. 开始执行M19定向指令(自动操作方式下)3. 定向正常完成4. 定向报警时：在规定的时间内没有正常完成主轴定向控制。二、 主轴正/反转及齿轮换档控制1.主轴换挡结构简图（低速挡、高速挡）（TMR功能指令）2. 操作方式选择、M代码译码（

8、DEC功能指令）3. 主轴转动控制4. 主轴变速换挡控制三、 润滑系统自动控制1.电气接线图 ：PLC的I/O接线，接触器与润滑电机接线。 2.正常工作过程：润滑电机运行15s 润滑电机停25min - 润滑电机运行15s 3.报警的原因：电机过载、油路泄漏、油路堵塞、油位低等。4.报警灯控制：利用定时器功能指令TMR实现。 5.诊断号:#652（bit4为过载诊断号、bit5为润滑油不足诊断号、bit6为油路泄漏诊断号、bit7为油路堵塞诊断号），如为1，说明出现相应的报警。四、回顾与总结：1. M代码的实现：工作在自动方式下，CNC（数控系统）对数控加工程序译码，并将译码的结果输出-PLC

9、（可编程控制器），由PLC处理后输出-MT（机床）侧执行元件（如继电器等），通过继电器控制机床的动作（如：主轴正反转等）。2. 润滑系统的自动控制:正常工作过程、引起报警的原因。单元三 数控系统中的接口技术教 师 姓 名张爱红授课形式讲授授课时数2授 课 日 期年 月 日 周授课班级授课项目及单元名称项目四 可编程控制器及接口技术单元三 数控系统中的接口技术教学目标1 使学生了解数控装置键盘输入接口的分类及信息输入的过程；2 使学生了解数控装置显示接口的分类及其常用的功能；3 使学生了解数控装置手轮输入接口的特点；4 使学生了解数控装置串行接口的分类、使用时的注意事项；5 使学生理解协议的概念

10、、了解常见的网络通信协议及其特点。教学重点教学难点（带*为难点）1 数控装置键盘输入接口的分类及信息输入的过程；2 数控装置显示接口的分类及其常用的功能；3 数控装置手轮输入信号；4 数控装置串行接口的分类、使用时的注意事项；5 常见的网络通信协议及其特点。教学方法教学手段1通过对数控装置的介绍，引出数控系统中的接口技术。2分别就键盘输入接口、显示接口、手轮接口、串行通信接口、网络接口来介绍数控系统中的接口技术，并给出具体的应用实例。3借助于多媒体课件、数控综合实验台，提高学生学习的兴趣，加深对所学内容的理解。学时安排1通过对数控装置的介绍，引出数控系统中的接口技术约15分钟；2分别就键盘输入

11、接口、显示接口、手轮接口、串行通信接口、网络接口来介绍数控系统中的接口技术，并给出具体的应用实例约60分钟；3前四个项目内容的简单回顾与总结约15分钟。教学条件多媒体课件、数控综合实验台课外作业上网查阅数控系统接口技术资料，了解接口技术的发展概况。检查方法随堂提问，按效果计平时成绩。备注授课主要内容项目四 可编程控制器及接口技术单元三 数控系统中的接口技术一、数控装置的键盘输入接口 1.分类：全编码键盘与非编码键盘。2.键盘输入信息的过程：操作者按键-键扫描-键译码-执行按键功能。1）全编码键盘：键的识别由键盘的硬件逻辑自动提供被按键的ASCII代码或其他编码，并能产生一个选通脉冲向CPU申请

12、中断，CPU响应后将键的代码输入内存，通过译码执行该键的功能，其优点是使用方便、但是价格昂贵。2）非编码键盘：键的识别与译码由软件来实现，采用程序查询的方法来扫描键盘。2.功能二、数控装置的显示功能接口 1.分类：现代CNC装置采用CRT、LCD作为显示器2.显示接口的功能：显示器既能显示字符，又能显示图形，还具有丰富的软件菜单功能以简化操作过程。2.功能三、数控装置的串行通信接口 数据在设备间的传送可用串行或并行方式，相隔距离较远时可采用串行通信的方式。1.常用的串行通信接口RS232C/20Ma电流环、RS422/RS449。 2.使用RS232C串行通信接口要注意的问题1) 要区分互相通信的设备是DTE还是DCE。2) 有两个地，即机壳地（连到系统屏蔽罩上）和信号地（信号参考点），通信电缆总长不超过30m。3) RS232C的逻辑与TTL、MOS电路电平不同。2.功能四、数控装