第六章可编程序控制器与辅助功能实现.pptVIP

第六章　可编程控制器与辅助功能实现 主要内容 本章介绍了数控机床中可编程控制器的应用及辅助功能的实现: 数控机床内部信息流的处理过程 内装型/独立型PLC的特点及应用 数控系统中PLC的数据交换途径及内容 数控系统中M、S、T功能的实现 第一节　概述 CNC内部处理的信息大致可分为两大类: 控制坐标轴运动的连续数字信息 控制刀具更换、主轴启停、换向变速、零件装卸、冷却液开关和控制面板输人/输出的逻辑离散信息。 第一类信息的处理 译码 刀补 插补 进给和主轴伺服驱动 第二类信息的处理 早期机床中有关顺序逻辑和开关信息的处理大部分采用继电器逻辑来实现。 大约在上世纪70年代以后，开始采用可编程逻辑代替继电器逻辑，并称之为可编程逻辑控制器（PLC）。 PLC：Programmable Logic Controller PC：Programmable Controller 区别 继电器逻辑由厂家设计，一种机床一种逻辑结构；逻辑复杂时，继电器数量很多；电路调试维修困难；可靠性差 可编程控制器响应快；可靠性高；易于使用，易于编程，易于修改，成本不高 第二节 数控系统中的PLC PLC硬件结构 PLC实际上也是一种计算机控制系统，其特点是面向工业现场，具有更多、功能更强的I/O接口和面向电气工程技术人员的编程语言 小型PLC内部结构由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出单元、编程器、电源、外部设备等组成，并且内部通过总线相连  中央处理器单元是系统的核心，通常可直接使用通用微处理器来实现，它通过输入模块将现场信息采入，并按用户程序规定的逻辑进行处理，然后将结果输出去控制外部设备 存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作数据 系统程序：控制和完成PLC各种功能的程序，出厂时厂家固化在存储器中 监控程序 模块化应用功能子程序 指令解释程序 故障自诊断程序 管理程序 用户程序：用户根据工业现场的生产过程和工艺要求而编写的应用程序， 调试完成后由用户固化于EPROM 工作数据：PLC程序运行时要存取、随时改变的数据，存于RAM中 输入/输出模块是PLC内部与现场之间的桥梁： 将现场信号转换成标准的逻辑电平信号 将PLC内部逻辑信号电平转换成外部执行元件所要求的信号 开关量输出信号 将PLC内部信号转换成现场执行机构的各种开关信号。按照现场执行机构使用的电源类型的不同，开关量输出单元可分为： 晶体管输出方式--------用于直流输出负载 双相晶闸管输出方式--------用于交流输出负载 继电器触点输出方式--------可用于直流、交流 模拟量输入单元 模拟量输入在过程控制中的应用很广，如常用的温度、压力、速度、流量、酸碱度、位移的各种工业检测都是对应于电压、电流的模拟量值，再通过一定运算（PID）后，控制生产过程达到一定的目的。 模拟量输入电平大多是从传感器通过变换后得到的，模拟量的输入信号为4mA~20mA的电流信号或1V~5V、-10V~10V、0V~10V的直流电压信号。 模拟量输入单元 模拟量输入单元的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成PLC内部处理的、由若干位表示的数字信号。 模拟量输入单元一般由滤波、A/D转换器、光耦隔离等部分组成 模拟量输出单元 将PLC运算处理后的若干位数字量信号转换成相应的模拟量信号，然后输出，以满足现场连续信号控制 模拟量输出单元一般由光耦隔离、D/A转换器、滤波等部分组成 输出模块是将中央处理器的二进制数字信号转换成4mA~20mA的电流信号或1V~5V、-10V~10V、0V~10V的直流电压信号，以提供给执行机构 编程器 编程器是用来开发、调试、运行应用程序的特殊工具，一般由键盘、显示屏、智能处理器、外部设备（如硬盘/软盘驱动器等）组成，通过通信接口与PLC相联 电源 电源单元的作用是将外部提供的交流电转换为可编程序控制器内部所需要的直流电源，有的还提供了DC24V输出 电源单元有三路输出： 供给CPU模块 供给编程器接口 供给各种接口模块 电源 较好的电磁兼容性（EMC） 指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设