PLC在数控机床上的应用

一般数控机床标配有主轴，司服轴，PLC轴也即是辅助轴。而与之相应的控制系统是CNC，PLC，变频器，伺服和电机。所以讲到PLC在数控机床上的应用就不得不联系到CNC，变频器，伺服和电机。他们是一个系统工程，一个有机的整体。

　　一.随着工业控制的需要及技术的发展传统的PLC(可编程可编程逻辑控制器)正在发生质的变化，有将PLC与CNC合二为一的PAC(programmableautomutoncotrollor)的方向发展。使PLC不仅具有逻辑运算，算术运算，定时，计数及顺序控制，还可以提供数据传送，矩阵处理，PID调节、SSAII码操作、远程I/O、运动控制、网络通信等功能，还可以使用语言(C语言、BASIC语言)编写子程序嵌入PLC程序中运行。实质上是一种控制计算机。通过PLC提供的宏参数和CNC系统参数可在PLC和零件加工程序之间传递信息，???以完成某些特定功能。即PLC已经渗透到零件加工程序的编辑中去。

　　单独的PLC已经可以完成全部的CNC功能，这已经成为现实。但就目前而言，PLC主要还是在数控系统配置机床上时起一个“接口”作用，包括MST功能，诊断功能等，这种功能正在不断扩大。

　　PLC在数控系统的实现目前也有好几种方案：

　　方案一：通用PLC带数控功能

　　这对于需要逻辑控制又需要相对简单的位置控制的用户来说是一个很好的选择，无论是成本和开发都有很多优势，不过通用型的PLC大多没有联动和插补指令(部分产品有)，并且不支持G代码，无法与CAD软件进行接口。

　　方案二：的数控系统

　　这种系统有很多使用PLC的平台加DSP加FPGA实现，的这种系统可以与CAD软件无缝联接，从CAD导出来的G代码在经过编缉或者不需要编缉下载到控制器内就可以做出对应的动作出来。该种系统对于多轴联动控制和插补G代码均有很强的支撑能力，同时一般带有显示，可以在运行时同步在显示屏上显示运动的轨迹。

　　方案三：IPC+数控板卡

　　这是国内数控厂商的主要形态，有灵活性高的优点，但很多系统不支持标准的G代码，而是要用户使用C、C++语言或者VC去编写对应的控制程序，由板卡厂商提供函数库。当然目前大多数情况下是由数控厂商代用户完成这一部分的编程。

　　这种开发方式的优点是显而易见的，厂商的开发成本低，灵活度高，但是需要厂商提供相当多的技术支持，如果客户数量大后很难有足够的支持能力，所以这类厂商大多都在开发通用的数控平台，并仍然使用IPC平台在上面开发通用型的数控系统。

　　在中、数控机床中，PLC是CNC装置的重要组成部分。其作用是：接收来看零件加工程序的开关功能信息(辅助功能M、主轴转速功能S、刀具功能T)、机床操作面板上的开关量信号及机床侧的开关量信号，进行逻辑处理，完成输出控制功能，实现各功能及操作方式的联锁。

　　PLC有两种类型，即内装型和独立型。

　　PLC除了在CNC中使用外，还广泛用于治金、机械、石油化工、能源交通乃至娱乐等各行业。

　　1.PLC的应用类型

　　(1)顺序控制和开关逻辑控制类型。这是基本控制方式，已取代了传统的继电器逻辑控制，用于单机、多机群控和生产自动线。它首先对输入的开关量或模拟量进行采样，然后按用户编制的顺序控制程序进行运算，再通过输出电路去驱动执行机构实现顺序控制。

　　(2)一个具有PID(比例、微分、积分)控制能力的PLC可用于过程控制，把变量保持在设定值上。

　　(3)组合数字控制类型。在机械加工中，将具有数据处理功能的PLC和CNC组成一体，实现数字控制。

　　(4)组成多级控制系统类型。在分层分布式控制的全自动化系统，如PMC、FMS、CIMS中，基层由中小型PLC和CNC等控制设备组成，中层由大型PLC进行单元控制与监督，上层由上位计算机做总体管理。PLC之间、PLC与上级计算机之间采用快速光纤数字通信。为适应多任务、多微处理器并进处理，实现实时控制，协调梯形图和BASIC程序之间的相互关系，以及位、字处理和I/O中断处理，还增设有联机文件管理和对执行出错的恢复等功能。

　　(5)控制机器人的类型。选用PLC可对具有3-6个自由度的机器人进行控制。

　　2.PLC在位置控制中的应用。PLC制造厂商提供驱动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块。用户只需通过PLC向位置控制模块设置参数及发出某种命令，位置控制模块即可根据来自现场的监测信号和PLC的命令来调整控制输出，移动一轴或数轴到达目标位置，实现准确定位。当每个轴移动时，位置控制模块能使其保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。

　　位置运动的编程可用PLC语言完成，通过编程器输入。用程序设定速度和加速度参数，控制系统可自动实现阶梯式加减速。可多点定位，并有原点补偿和间隙补偿功能，提高定位精度。可进行手动操作，实现高速点动、低速点动或微动。

　　PLC的位置控制，特别适用于机床的点位直线伺服控制，常称为辅助坐标运动控制

　　CNC、PLC、机床之间的信号处理过程

　　CNC装置和机床之间的信号传送处理两个过程：

　　(一)、CNC装置→机床：

　　CNC装置®CNC装置的RAM®PLC的RAM中。

　　PLC软件对其RAM中的数据进行逻辑运算处理。

　　处理后的数据仍在PLC的RAM中，

　　对内装型PLC，PLC将已处理好的数据通过CNC的输出接口送至机床；

　　对独立型PLC，其RAM中已处理好的数据通过PLC的输出接口送至机床。

　　(二)、机床→CNC装置

　　对于内装型PLC，信号传送处理如下：

　　从机床输入开关量数据®CNC装置的RAM®PLC的RAM。

　　PLC的软件进行逻辑运算处理。

　　处理后的数据仍在PLC的RAM中，同时传送到CNC装置的RAM中。

　　CNC装置软件读取RAM中数据。

　　对于独立型PLC，输入的步，数据通过PLC的输入接口送到PLC的RAM中，然后进行上述的第2步，以下均相同

BENTLY NEVADA Power Supply S7200-R DC BA72550-01-01

SIEMENS M74005-A220

HONEYWELL TDC2000 51304754-100

HONEYWELL 620-0020

HONEYWELL 621-0022

HONEYWELL 620-0085 2048

ABB AX460/10001

SIEMENS 7ML1830-1GN

J-STM00

PENWALT EA94-102

Ringspann 4867.100.510.065h44 + 3673.100.821.000000

BENTLY NEVADA System Monitor 3300/01-01-00

ROSEMOUNT 0065C31J0175

BENTLY NEVADA Tachometer 3300/50

SIEMENS 6ES7 323-1BL00-0AA0

ABB HIEE200130R1

ZENER MSC-3R7 VSD 3R00716

72972-53-02-05-02-01-01-15

YAMATAKE HONEYWELL J-HCX00

HONEYWELL 51390102-100 4DP7APXPM233

HONEYWELL TDC2000 82408449-001

BENTLY NEVADA 3300/46-05-02-01-00

BENTLY NEVADA 3300/46-XX-03-01-00

ABB 1VCF750090R802

Digital Proface GP270-LG21-24VP

MANN INDUSTRIES DFI4-20mA4-20mA12-50VDC

MOORE INDUSTRIES SPA/HLPRG/4PRG/U

PARTLOW MIC2000

SECOAL 1_Z1530-3

SIEMENS M74006-A8210

SPRECHER+SCHUH CA6-85 + CT6

SIEMENS 3RV1342-4FC10

SIEMENS 6ES5581-0RA12

SIEMENS M74005-A710

SIEMENS M74001-A221

SIEMENS 6ES5 464-8MA21

BENTLY NEVADA 3300/20-13-02-02-00-00

MODICON AS-B872-100

SIEMENS 6ES5521-8MA22

FIBER OPTIONS 502R / S702VR-RST

HONEYWELL 30731721-003

ABB HIEE300698R1

SIEMENS M74005-A120

SIEMENS S5 6ES5 385-8MB11

SIEMENS 6ES7 157-0AA82-0XA0

ROSEMOUNT 1151 GP6 E22 M1 I8

CMG SLA71B-4 B3

MANN INDUSTRIES UTX/SCI/12-50VDC/V2

CLIPSAL 4RC425SI30

SIEMENS 6DD1661-0AB1

CARLO GAVAZZI DPB01CM48W4

MOELLER NZM7-125N + DA-DZM7

SIEMENS M74007-A8111

HONEYWELL 51301169-100 4DP7APXMD111

HONEYWELL 30731817-006

HONEYWELL TDC2000 30731817-005

YAMATAKE HONEYWELL TDC2000 82408452-001

PEPPERL+FUCHS KFD2-SR2-Ex2.W

Siemens 6AV1242-0AB10

SIEMENS 6ES5 721-0BF00

SIEMENS M74003-A410

CISCO WS-C2960G-24TC-LV04

OMNITRON SYSTEMS TECHNOLOGY OST 4360

FOSSIL POWER SYSTEMS S862-205X

SIEMENS S5 6ES5943-7UA22

PHOENIX CONTACT 2866750

VM600 IOC4T 200-560-000-019

厦门仲鑫达科技有限公司

PLC在数控机床上的应用