項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元15-22課件

1、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元15FX2N系列PLC的認(rèn)識(shí) 15.1學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1熟練掌握PLC的基本概念、基本構(gòu)成，了解PLC的發(fā)展歷程和應(yīng)用情況。2了解不同系列三菱PLC的基本特點(diǎn)，F(xiàn)X2N系列PLC的型號(hào)、外部端子的功能與連接方法。3了解PLC技術(shù)應(yīng)用的一般方法。任務(wù)學(xué)習(xí)1 PLC的特點(diǎn)和主要功能 1PLC的特點(diǎn)15.3任務(wù)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）編程簡(jiǎn)單易學(xué)（3）功能完善，適應(yīng)性強(qiáng)（4）使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便（5）體積小，重量輕，功耗低2PLC的主要功能 （1）開(kāi)關(guān)量控制（2）模擬量控制（3）運(yùn)動(dòng)控制（4）數(shù)據(jù)處理（5）通信聯(lián)網(wǎng)任務(wù)學(xué)習(xí)2 PLC的定義、結(jié)構(gòu)和組成 1PLC的定

2、義早期的定義美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì) 國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 2FX2N系列PLC的結(jié)構(gòu)和組成 （1）PLC的硬件結(jié)構(gòu)圖15-1 PLC的硬件結(jié)構(gòu) CPU存儲(chǔ)器電源輸入/輸出單元編程器I/O擴(kuò)展單元數(shù)據(jù)通信接口2FX2N系列PLC的結(jié)構(gòu)和組成 （2）FX2N系列PLC的外部結(jié)構(gòu)圖15-2 FX2N系列PLC的外部結(jié)構(gòu)圖PNP型傳感器圖15-3 輸入回路的連接COM24

3、V+X000X001X002X003X004X005X006X007SB1SB2SQ1SQ2FRPLC圖15-4 輸出回路的連接PLCCOM1Y000Y001Y002Y003Y004COM2Y005Y006Y007Y010Y011Y012Y012COM3AC220VKAKMYVHAHL1HL2HL3HL4AC6.3VAC5VRRRRVD1VD2VD3VD4在實(shí)現(xiàn)輸入/輸出回路時(shí)，應(yīng)注意：I/O點(diǎn)的共COM問(wèn)題 輸出點(diǎn)的技術(shù)規(guī)格 多種負(fù)載和不同負(fù)載電源共存的處理 Y000圖15-5 輸入/輸出繼電器功能示意圖X000常開(kāi)觸點(diǎn)X000常閉觸點(diǎn)Y000常開(kāi)觸點(diǎn)Y000常閉觸點(diǎn)輸出繼電器Y000X00

4、0X001X000X001Y000Y001Y002COM1COMX000X001PLC輸出繼電器觸點(diǎn)輸入信號(hào)負(fù)載 為了適應(yīng)控制的需要，PLC I/O具有不同的類(lèi)別，其輸入分直流輸入和交流輸入兩種形式；輸出分繼電器輸出、可控硅輸出和晶體管輸出三種形式 （3）FX2N系列PLC型號(hào) FX系列PLC的型號(hào)表示： FX特殊品種的區(qū)別輸出形式單元類(lèi)型I/O總點(diǎn)數(shù)系列序號(hào)系列序號(hào)：0、0S、0N、2、2C、1S、2N、2NC。單元類(lèi)型：M-基本單元；E-輸入輸出混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊；EX-輸入專(zhuān)用擴(kuò)展模塊；EY-輸出專(zhuān)用擴(kuò)展模塊。輸出形式：R-繼電器輸出；T-晶體管輸出；S-晶閘管輸出。特殊品種區(qū)別：D

5、-DC電源，DC輸入；A1-AC電源，AC輸入；H-大電流輸出擴(kuò)展模塊（1A/1點(diǎn)）；V-立式端子排的擴(kuò)展模塊；C-接插口輸入輸出方式；F-輸入濾波器1ms的擴(kuò)展模塊；L-TTL輸入擴(kuò)展模塊；S-獨(dú)立端子（無(wú)公共端）擴(kuò)展模塊。若特殊品種一項(xiàng)無(wú)符號(hào)，說(shuō)明通指AC電源、DC輸入，橫排端子排；繼電器輸出2A/1點(diǎn)；晶體管輸出0.5A/1點(diǎn)；晶閘管輸出0.3A/1點(diǎn)。 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元16PLC程序執(zhí)行過(guò)程和工作原理 16.1學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1深入理解PLC程序執(zhí)行的過(guò)程和掃描工作方式。掌握PLC的工作原理。2 FX2N系列PLC軟元件認(rèn)識(shí)，明確內(nèi)部繼電器的分類(lèi)與編號(hào)等。3對(duì)PLC輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象有一定了解

6、。16. 3任務(wù)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)任務(wù)學(xué)習(xí)1 FX2N系列PLC的軟件系統(tǒng) 1軟件系統(tǒng) （1）系統(tǒng)程序 系統(tǒng)程序可分為管理程序、編譯程序、標(biāo)準(zhǔn)程序模塊和系統(tǒng)調(diào)用三部分。 （2）用戶(hù)程序2PLC的編程語(yǔ)言（1）梯形圖語(yǔ)言 （2）助記符語(yǔ)言 LD X1ANI X2OUT TOSP/ K400LD T0OUT Y0END(b) 指令表ENDX1X2T0K400Y0T0（a）梯形圖圖16-1 梯形圖與助記符語(yǔ)言 例：某一過(guò)程控制系統(tǒng)中，工藝要求開(kāi)關(guān)1閉合40S后，指示燈亮，按下開(kāi)關(guān)2后燈熄滅，采用三菱FX2N系列PLC實(shí)現(xiàn)控制。 2PLC的編程語(yǔ)言（3）順序功能圖 圖16-2順序功能圖轉(zhuǎn)換1轉(zhuǎn)換2轉(zhuǎn)換3X

7、0X1X2Y0Y1Y2步1步2步3步43FX2N系列PLC的軟元件（內(nèi)部繼電器） 軟元件簡(jiǎn)稱(chēng)元件，PLC的內(nèi)部存儲(chǔ)器的每一個(gè)存儲(chǔ)單元均稱(chēng)為元件，各個(gè)元件與PLC的監(jiān)控程序、用戶(hù)的應(yīng)用程序合作，會(huì)產(chǎn)生或模擬出不同的功能。當(dāng)元件產(chǎn)生的是繼電器功能時(shí)，稱(chēng)這類(lèi)元件為軟繼電器，簡(jiǎn)稱(chēng)繼電器，它不是物理意義上的實(shí)際器件，而是一定的存儲(chǔ)單元與程序結(jié)合的產(chǎn)物。 （1）輸入繼電器X （2）輸出繼電器Y （3）內(nèi)部輔助繼電器M 通用輔助繼電器M0M499（500點(diǎn)）：按十進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)的，F(xiàn)X2N系列PLC有500點(diǎn)，其編號(hào)為M0M499。 斷電保持輔助繼電器M500M1023：PLC在運(yùn)行中發(fā)生停電，輸出繼電器和通

8、用輔助繼電器全部成斷開(kāi)狀態(tài)。再運(yùn)行時(shí)，除去PLC運(yùn)行時(shí)就接通的以外，其他都斷開(kāi)。 特殊輔助繼電器M8000M8255：這些特殊輔助繼電器各自具有特殊的功能，一般分成兩大類(lèi)。一類(lèi)是只能利用其觸點(diǎn)，其線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)；另一類(lèi)是可驅(qū)動(dòng)線圈型的特殊輔助繼電器，用戶(hù)驅(qū)動(dòng)其線圈后，PLC做特定的動(dòng)作。 （4）內(nèi)部狀態(tài)繼電器S 與步進(jìn)順序控制指令STL組合使用。狀態(tài)繼電器分成四類(lèi)，其編號(hào)及點(diǎn)數(shù)如下 ：初始狀態(tài)：S0S9（10點(diǎn)）；回零：S10S19（10點(diǎn)）；通用：S20S499（480點(diǎn)）；保持：S500S899（400點(diǎn)）；報(bào)警：S900S999（100點(diǎn)）。 （5）內(nèi)部定時(shí)器T ：定時(shí)器在PLC中

9、相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間繼電 器，它有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字）、一個(gè)當(dāng)前值寄存器（字）以及無(wú)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)（位）。 （6）內(nèi)部計(jì)數(shù)器C （7）數(shù)據(jù)寄存器D 通用數(shù)據(jù)寄存器D0D199 只要不寫(xiě)入數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)將不會(huì)變化，直到再次寫(xiě)入。 停電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200D7999 除非改寫(xiě)，否則數(shù)據(jù)不會(huì)變化。 特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255 文件寄存器D1000D7999 （8）內(nèi)部指針（P、I） ：內(nèi)部指針是PLC在執(zhí)行程序時(shí)用來(lái)改變執(zhí)行流向的元件。 分支指令專(zhuān)用指針P0P63：要與相應(yīng)的應(yīng)用指令CJ、CALL、FEND、SRET及END配合使用，P63為結(jié)束跳轉(zhuǎn)使用。 中斷用指針I(yè)是應(yīng)用指令I(lǐng)RET的返回、E

10、I開(kāi)中斷、DI關(guān)中斷配合使用的指令。任務(wù)學(xué)習(xí)2 PLC的工作原理 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。輸入采樣階段程序執(zhí)行階段輸出控制階段輸入刷新輸出刷新現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸出模板輸出映像區(qū)輸出數(shù)據(jù)鎖存現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件輸入模板輸入映像區(qū)圖16-3 PLC用戶(hù)程序掃描過(guò)程用戶(hù)程序（梯形圖語(yǔ)言） 1輸入采樣階段2用戶(hù)程序執(zhí)行階段3輸出刷新階段 但嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，PLC的一個(gè)工作周期還包括下述四個(gè)過(guò)程，這四個(gè)過(guò)程都是在掃描過(guò)程之后進(jìn)行的。 系統(tǒng)自監(jiān)測(cè) 與編程器交換信息 與數(shù)字處理器交換信息 網(wǎng)絡(luò)通信 4掃描周期的計(jì)算5

11、PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間 6PLC對(duì)輸入/輸出的處理規(guī)則輸入采樣階段程序執(zhí)行階段輸出控制階段輸入刷新輸出刷新現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸出模板輸出映像區(qū)輸出數(shù)據(jù)鎖存現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行元件輸入模板輸入映像區(qū)圖16-3 PLC用戶(hù)程序掃描過(guò)程用戶(hù)程序（梯形圖語(yǔ)言） 任務(wù)學(xué)習(xí)3 PLC工作過(guò)程舉例 【例1】指示燈控制ENDY000Y001（a）梯形圖圖16-4 指示燈PLC控制的線路圖Y001X000X000HL1HL2（a）指示燈PLC接線示意圖24VY000Y001COMCOMPLCX000X001SB2SB1X000ENDY000Y001梯形圖Y001X000X000X001X007Y000Y002Y007輸入

12、映像區(qū)輸出映像區(qū)輸入掃描執(zhí)行程序輸出刷新一個(gè)掃描周期（a）初始運(yùn)行狀態(tài)（按鈕沒(méi)按下）兩個(gè)指示燈都沒(méi)亮CCCCC10000X000ENDY000Y001梯形圖Y001X000X000X001X007Y000Y002Y007輸入映像區(qū)輸出映像區(qū)輸入掃描執(zhí)行程序輸出刷新一個(gè)掃描周期（b）按下SB1后第一個(gè)周期第2個(gè)指示燈亮1CC1C10000X000ENDY000Y001梯形圖Y001X000X000X001X007Y000Y002Y007輸入映像區(qū)輸出映像區(qū)輸入掃描執(zhí)行程序輸出刷新一個(gè)掃描周期（c）按下SB1后第二個(gè)周期兩個(gè)指示燈都亮1C11C10000X000ENDY000Y001梯形圖Y001

13、X000X000X001X007Y000Y002Y007輸入映像區(qū)輸出映像區(qū)輸入掃描執(zhí)行程序輸出刷新一個(gè)掃描周期（d）松開(kāi)SB1按鈕后的第一個(gè)掃描周期兩個(gè)指示燈都滅CCCCC10000圖16-5 每個(gè)掃描周期程序執(zhí)行過(guò)程分析任務(wù)學(xué)習(xí)3 PLC工作過(guò)程舉例 【例2】定時(shí)計(jì)數(shù)ENDX000T0X000T0K10X000C0C0K3000RSTM8011ENDX000T0T0K10X000C0K3000M8011ENDT0X000X000C0C0K3000RSTM8011X000C0RSTX000T0K10梯形圖梯形圖梯形圖圖16-6 程序執(zhí)行過(guò)程例2(a)C0X000T0C0C0T0X000X00

14、0T000099981001s1s1s(b)(c)時(shí)序圖時(shí)序圖時(shí)序圖項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元17三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和可逆PLC控制 17.1學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1通過(guò)編程并上機(jī)操作訓(xùn)練，加深對(duì)基本指令的理解。2熟練掌握編程的方法和技巧，進(jìn)一步熟悉編程器的使用。3進(jìn)一步理解PLC工作原理，掌握PLC外圍的接線方法。17. 3任務(wù)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)任務(wù)學(xué)習(xí)1 FX系列PLC的基本指令及編程方法 1邏輯取指令和線圈驅(qū)動(dòng)指令LD、LDI、OUT （1）取指令LD(Load)、取反指令LDI(Load Inverse) ：指令使用器件：X，Y，M，T，C，S的指令接點(diǎn)。（2）線圈驅(qū)動(dòng)指令OUT（Out）:指令使用器件：Y，

15、M，T，C，S和F的線圈。 步序號(hào)指令語(yǔ)句注釋助記符器件號(hào)0LDX1(X1)R1OUTY1(R)Y12LDIX2()R,(R)S13OUTM0(R)M04OUTT2(R)T2K20定時(shí)器延時(shí)5LDT2(R)Y26OUTY2X1X2T2Y1M0T2Y2K20圖17-1 LD、LDI、OUT指令的使用2觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND、ANI X2Y4Y4M100Y5LD X2 (X2)RAND M100 (R).(M100)ROUT Y4 (R)Y4LD Y4 (Y4)R, (R)S1AND X3 (R).(X3)ROUT M100 (R)M100AND T4 (R).(T4)R, (R)S1, (S1)S2

16、,OUT Y5 (R)Y5圖17-2 AND、ANI指令的使用M100T4X3X3Y6Y7圖17-3 不推薦的梯形圖形式X4X53觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR、ORI X1Y1M100 LD X1 OR X2OR M100OUT Y1 LD X3 OR M100 ANI X4 ORI M110OUT M110圖17-4 OR、ORI指令的使用X3X2M101M100M110X44上升沿和下降沿的取指令LDP、LDF X1Y1Y2 LDP X1 OUT Y1LDF X3 OUT Y2圖17-5 LDP、LDF指令的使用X3X1 Y1 X3 Y2 5上升沿和下降沿的與指令A(yù)NDP、ANDF M1 X1Y1Y2

17、 LD X1 ANDP X1OUT Y1LD X2 ANDF X3OUT Y2圖17-6 ANDP、ANDF指令的使用X3Y1 X3 Y2 M1X2X2 X1 一個(gè)掃描周期一個(gè)掃描周期6上升沿和下降沿的或指令ORP、ORF M0Y00 LDP X0 1 ORP X1上升沿檢出并聯(lián)連接2 OUT M03 LDF X44 ORF X5下降沿檢出并聯(lián)連接5 OUT Y0圖17-7 ORP、ORF指令的使用X4X1X5X07電路塊的并聯(lián)連接指令ORB：ORB（Or Block）是塊或指令，用于電路塊的并聯(lián)連接。 Y10 LD X1 1 AND X2 2 LDI X33 AND X44 ORB 5 LD

18、 X56 ANI X67 ORB8 OUT Y1圖17-8 ORB指令的使用說(shuō)明X6X3X1X2X4X50 LD X1 1 AND X2 2 LDI X33 AND X44 LD X55 ANI X66 ORB7 ORB8 OUT Y18電路塊串聯(lián)連接指令A(yù)NB ：ANB（And Block）為塊與指令，用于電路塊的串聯(lián)連接。X0X4X3X1X2(c)Y1圖17-9 ANB指令的使用說(shuō)明X1X0X2X3X4(b)Y10 LD X01 OR X12 LD X23 LDI X34 AND X45 ORB 6 ANB7 OUT Y1Y10 LD X01 OR X12 LDI X23 OR X3X1X

19、0X2X3X4(a)4 ANB 5 OR X46 OUT Y18電路塊串聯(lián)連接指令A(yù)NB ：ANB（And Block）為塊與指令，用于電路塊的串聯(lián)連接。9空操作指令NOP NOP（No Operation）為空操作指令。NOP是一條無(wú)動(dòng)作、無(wú)目標(biāo)元件的程序步，它有兩個(gè)作用：一是在執(zhí)行程序全部清除后用NOP顯示；二是用于修改程序，利用在程序中插入NOP指令。 10邏輯取反指令I(lǐng)NV：INV取反指令用于將運(yùn)算結(jié)果取反。當(dāng)執(zhí)行到該指令時(shí)，將INV指令之前的運(yùn)算結(jié)果（如LD、LDI都）變?yōu)橄喾吹臓顟B(tài)，如由原來(lái)的OFF到ON變?yōu)橛蒓N到OFF的狀態(tài)。 X1Y0圖17-10 INV指令的使用LD X1I

20、NVOUT Y0X1Y011程序結(jié)束指令END任務(wù)學(xué)習(xí)2 典型的控制回路分析 1自保持（自鎖）電路 圖17-11 自鎖電路舉例分析(a)自鎖電路Y001X001X000Y001(b)時(shí)序圖X001X000Y0012優(yōu)先（互鎖）電路 圖17-12 優(yōu)先電路舉例分析M100X000M100M101X001M101M100M101M101M100Y000Y001(b)時(shí)序圖X000X001M100Y000M101Y001(a) 優(yōu)先電路X002X002項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元18數(shù)控機(jī)床步進(jìn)電機(jī)PLC的速度控制 18.1學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1掌握FX2N系列PLC的堆棧指令和PLC編程思路。2掌握PLC的I/O配置，

21、熟悉三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制與運(yùn)行。應(yīng)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度控制。3熟悉使用PLC技術(shù)和應(yīng)用能力，掌握梯形圖程序設(shè)計(jì)方法。18. 3任務(wù)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)任務(wù)學(xué)習(xí)1多重輸出指令(MPS、MRD、MPP) 11棧指令MPS、MRD、MPP MPS為進(jìn)棧指令，將狀態(tài)讀入棧存儲(chǔ)器；MRD為讀棧指令，讀出用MPS指令記憶的狀態(tài)；MPP為出棧（讀并清除）指令，讀出用MPS指令記憶的狀態(tài)并清除這些狀態(tài)。 FX系列的PLC有11個(gè)存儲(chǔ)中間結(jié)果的存儲(chǔ)區(qū)域稱(chēng)為棧存儲(chǔ)器。 Y1LD X0MPS 進(jìn)棧AND X1OUT Y1MRD 讀棧AND X2OUT Y2X0X1X2MPPX3MPSMRDY2Y37 MPP

22、出棧8 AND X39 OUT Y3圖18-1 棧指令的使用說(shuō)明Y40 LD X01 AND X12 MPS 3 AND X24 OUT Y05 MPP 6 OUT Y17 LD X38 MPS9 AND X4X3X4X5MPPX6MPSMRDY5Y610 OUT 11 MRD 12 AND X513 OUT Y514 MRD15 AND X616 OUT Y617 MPP18 AND X719 OUT Y7Y0X0X2(a)MPPY1Y7X7MPSX1MRDY10 LD X01 MPS 2 LD X13 OR X24 ANB5 OUT Y0 6 MRD 7 LD X38 AND X49 LD

23、 X510 AND X6MPPMRDY211 ORB 12 ANB 13 OUT Y114 MPP15 AND X716 OUT Y217 LD X1018 OR X1119 ANB 20 OUT Y3Y0X0X2(b)Y3X7X1X3X4X5X6X10X11MPS圖18-2 棧指令使用之一多重輸出指令的入棧出棧工作方式是：后進(jìn)先出、先進(jìn)后出。Y00 LD X01 MPS 2 AND X13 MPS 4 AND X25 OUT Y06 MPP 7 AND X38 OUT Y1X0X1X2(a)Y2X4X5X6X3Y1Y3MPSMPSMPPMPPMPPMPS9 MPP10 AND X4 11 M

24、PS 12 AND X513 OUT Y214 MPP 15 AND X616 OUT Y3X0X1X2X3X4Y0Y1Y2Y3Y4圖18-3 棧指令使用之二MPSMPSMPSMPSMPPMPPMPPMPP(b)0 LD X01 MPS2 AND X13 MPS4 AND X25 MPS6 AND X37 MPS8 AND X49 OUT Y010 MPP11 OUT Y112 MPP13 OUT Y214 MPP15 OUT Y316 MPP17 OUT Y4 MPS、MPP兩指令必須成對(duì)出現(xiàn)，而MPS、MPP之間的MRD指令在只有兩層輸出時(shí)不用。而若輸出的層數(shù)多，使用的次數(shù)就多。 Y10

25、LD X01 AND X12 OUT Y13 LD X04 AND X25 OUT Y2X0X1X2X3Y2Y37 LD X08 AND X39 OUT Y3圖18-4 多重輸出指令表示方法X0X02主控指令MC、MCR MC（Master Control）為主控指令，用于公共串聯(lián)觸點(diǎn)的連接指令；MCR（Master Control Rreset）為主控復(fù)位指令，即MC指令的復(fù)位指令。 MC、MCR兩條指令的操作目標(biāo)元件是Y、M，但不允許使用特殊的輔助繼電器。0 LD X01 MC N0 SP M1002 LD X13 OUT Y04 LD X25 OUT Y16 MCR N07 LD X38

26、 OUT Y2X0Y0Y1M100Y2N0MCN0MCRN0M100X3X1X2圖18-5 MC、MCR指令使用之一在使用時(shí)注意： （1）與主控觸點(diǎn)相連接的觸點(diǎn)用LD、LDI指令；（2）編程時(shí)對(duì)于主母線中串聯(lián)的觸點(diǎn)不輸入指令，如圖19-5中的“NO M100”,它僅是主控指令的標(biāo)記。（3）在MC指令內(nèi)再使用MC指令時(shí)，嵌套級(jí)N的編號(hào)（07）順次增大，返回時(shí)使用MCR指令，從大的嵌套級(jí)開(kāi)始解除。 0 LD X01 MC N0 SP M1002 LD X43 OUT Y44 LD X55 OUT Y56 LD X17 MC N1SP M1018 LD X69 OUT Y610 LD X711 OU

27、T Y712 MCR N113 MCR N0X0Y4Y5M100N0MCN0MCRN0M100X4X5X1Y6Y7M101N1MCN1MCRN1M100X6X7圖18-6 MC、MCR指令使用之二任務(wù)學(xué)習(xí)2編程注意事項(xiàng)及編程技巧 1程序應(yīng)按自上而下，從左到右的順序編制 2同一編號(hào)的輸出元件在一個(gè)程序中使用兩次，即形成雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。但不同編號(hào)的輸出元件可以并行輸出。圖18-7 雙線圈及并行輸出X000X010(a)雙線圈輸出Y000Y000Y000Y001Y002X000(b)并行輸出3線圈不能直接與左母線相連 圖18-8 線圈與母線的連接(a)不正確Y000

28、Y001Y000Y001M8000(b)正確X017 4.適當(dāng)安排編程順序，以減少程序步數(shù)。串聯(lián)多的支路應(yīng)盡量放在上面，并聯(lián)多的電路應(yīng)靠近左母線。 圖18-9 串聯(lián)多的電路應(yīng)放在上部(a)電路安排不當(dāng)Y000(b)電路安排得當(dāng)Y000X000X001X002X000X002X001圖18-10 并聯(lián)多的電路應(yīng)靠近左母線(a)電路安排不當(dāng)Y000(b)電路安排得當(dāng)Y000X000X001X002X001X000X0025不能編程的電路應(yīng)進(jìn)行等效變換后再編程 圖18-11 橋式電路的變換方法(a)橋式電路Y000(b)等效電路Y0001233514521543圖18-12 線圈右邊的觸點(diǎn)應(yīng)置于左邊

29、(a)電路不正確5(b)電路正確312412453 6.對(duì)復(fù)雜電路，用ANB、ORB等指令難以編程，可重復(fù)使用一些接點(diǎn)畫(huà)出其等效電路，然后再進(jìn)行編程。 Y002X002X0031（a）復(fù)雜電路圖18-13 復(fù)雜電路編程技巧Y002X002X003X0041X005X006X007X010X011X004X002X005X006X007X002X005X006X010X011（b）等效電路項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元19數(shù)控車(chē)床液壓尾座PLC控制 19.1學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1通過(guò)學(xué)習(xí)了解數(shù)控機(jī)床的PLC形式，掌握內(nèi)裝型PLC的特點(diǎn)。2通過(guò)學(xué)習(xí)了解FANUCPLC指令系統(tǒng)，PMCL的指令系統(tǒng)、功能指令，熟悉。數(shù)控車(chē)床

30、尾座套筒的控制原理。3通過(guò)學(xué)習(xí)了解FANUC PLC的程序輸入的幾種方法，熟悉液壓或氣動(dòng)控制系統(tǒng)的建立及其控制。19. 3任務(wù)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)任務(wù)學(xué)習(xí)1數(shù)控機(jī)床的PLC PLC位于CNC側(cè)和機(jī)床側(cè)之間，對(duì)CNC裝置和機(jī)床的輸入輸出信號(hào)進(jìn)行處理。 PLC與CNC裝置之間的信息交換，包括由CNC發(fā)送給PLC各種功能代碼（M、S、T）的信息，PLC發(fā)送給CNC的主要是CNC裝置各坐標(biāo)軸的機(jī)床基準(zhǔn)點(diǎn)，以及M、S、T功能的應(yīng)答信號(hào)等。 1數(shù)控機(jī)床PLC的控制對(duì)象圖19-1 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖PLC輔助控制裝置主軸驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置反饋系統(tǒng)適應(yīng)控制機(jī)床數(shù)控裝置人機(jī)接口 PLC向機(jī)床傳遞的信息，主要是控制機(jī)

31、床執(zhí)行元件（如電磁閥、接觸器、繼電器等）的信息，以及機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件狀態(tài)的信號(hào)和故障信號(hào)。機(jī)床給PLC的信息，主要是機(jī)床操作面板及床身上各開(kāi)關(guān)、按鈕的信息，其中包括機(jī)床起動(dòng)與停止、機(jī)構(gòu)變速選擇、主軸正反轉(zhuǎn)和停止、冷卻液的開(kāi)與關(guān)、各坐標(biāo)軸的點(diǎn)動(dòng)、刀架夾盤(pán)的夾緊與松開(kāi)等信號(hào)，以及上述各部件的限位開(kāi)關(guān)等保護(hù)信號(hào)，主軸伺服保護(hù)狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)和伺服系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)備信號(hào)等。 CNC和PLC協(xié)調(diào)配合共同完成數(shù)控機(jī)床的控制，其中CNC主要完成與數(shù)字運(yùn)算和管理有關(guān)的功能，PLC主要完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的動(dòng)作，或者說(shuō)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行輔助控制。 2數(shù)控機(jī)床PLC的形式 主軸電動(dòng)機(jī)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)輔助動(dòng)作換刀動(dòng)作冷卻開(kāi)關(guān)機(jī)床操作面板M

32、DI/CRT面板強(qiáng)電回路主軸單元進(jìn)給單元圖19-2 具有內(nèi)裝型PLC的數(shù)控裝置框圖PLCCNC計(jì)算機(jī)CNC裝置輸入/輸出電路（1）內(nèi)裝型PLC內(nèi)裝型PLC的特點(diǎn)： 內(nèi)裝型PLC實(shí)際上是CNC裝置附加的功能，一般作為基本或可選擇的功能提供給用戶(hù)。 內(nèi)裝型PLC的性能指標(biāo)是根據(jù)CNC系統(tǒng)及機(jī)床的規(guī)格確定的，其硬件和軟件被作為CNC系統(tǒng)的基本或附加功能而與CNC系統(tǒng)一起統(tǒng)一設(shè)計(jì)和制造的。 在系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)上，內(nèi)裝型PLC可與CNC共用CPU，也可以單獨(dú)使用一個(gè)CPU。 采用內(nèi)裝型PLC結(jié)構(gòu)，CNC系統(tǒng)可以具有某些高級(jí)的控制功能。 2數(shù)控機(jī)床PLC的形式 （1）獨(dú)立型PLC 主軸電動(dòng)機(jī)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)輔助動(dòng)

33、作換刀動(dòng)作冷卻開(kāi)關(guān)機(jī)床操作面板MDI/CRT面板強(qiáng)電回路主軸單元進(jìn)給單元圖19-3 采用獨(dú)立型PLC的數(shù)控裝置框圖PLCCNC計(jì)算機(jī)CNC裝置輸入/輸出電路輸入/輸出電路輸入/輸出電路PLC裝置獨(dú)立型PLC的特點(diǎn)： 獨(dú)立型PLC具有獨(dú)立的功能結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的CPU及其控制電路、程序存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路、通信接口和電源，具有獨(dú)立的軟件系統(tǒng)。 獨(dú)立型PLC一般采用積木式模塊結(jié)構(gòu)或插板式結(jié)構(gòu)，各功能電路多做成獨(dú)立的模塊或印刷電路插板，具有安裝方便，功能易于擴(kuò)展和變更等優(yōu)點(diǎn)。 獨(dú)立型PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)可以通過(guò)I/O模塊或插板的增減靈活配置。 專(zhuān)門(mén)用于FMS（Flexible Manufact

34、ure System）、FA（Factory Automation）而開(kāi)發(fā)的獨(dú)立型PLC具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、通信和診斷功能，可用作“單元控制器”，是現(xiàn)代化生產(chǎn)制造系統(tǒng)重要的控制裝置，當(dāng)然也可以用于單機(jī)控制。 任務(wù)學(xué)習(xí)2數(shù)控機(jī)床PLC的程序編制 1PLC用戶(hù)程序的表達(dá)方法 PLC程序傳統(tǒng)上一般使用梯形圖編制。FUNAC數(shù)控系統(tǒng)的PLC程序便采用這種方式編寫(xiě)。而SIEMENS公司則提供了STEP7軟件。 STEP7軟件除標(biāo)準(zhǔn)的梯形圖、指令表、功能塊圖編程語(yǔ)言外，還可外掛S7SCL（結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言）、S7GRAPH（順序功能圖語(yǔ)言）、S7HiGraph（狀態(tài)圖形語(yǔ)言）和S7CFC（連續(xù)功能圖語(yǔ)言）等

35、編程語(yǔ)言，其中S7SCL是一種類(lèi)似于C語(yǔ)言的編程方式。 2FANUCPLC指令系統(tǒng) 在FUNAC數(shù)控系統(tǒng)中，最常用的內(nèi)裝型PLC就是PMCL系列，在基本指令和功能指令執(zhí)行中，邏輯操作的中間結(jié)果暫時(shí)存放在“堆棧寄存器”中，PMCL堆棧寄存器由九位組成，分別稱(chēng)作ST0、ST1、ST9，其中ST0為當(dāng)前操作堆棧位。 在程序結(jié)構(gòu)上，同一般PLC不同的是，PMCL系列PLC為提高響應(yīng)速度，采用了高級(jí)順序和低級(jí)順序的處理方式。 第2段END1END2第1段第n段 圖19-4 順序程序的劃分高級(jí)順序高級(jí)順序簡(jiǎn)單介紹PMCL的指令系統(tǒng) （1）基本指令： 常用的PMCL基本指令有12條 序號(hào)指令功 能1RD將信

36、號(hào)的狀態(tài)置入ST0，功能同F(xiàn)X系列PLC的LD指令2RD.NOT將信號(hào)的“非”狀態(tài)置入ST0，功能同LDI3WRT輸出運(yùn)算的結(jié)果（ST0狀態(tài)）到指定地址，功能同OUT4WRT.NOT輸出運(yùn)算的結(jié)果（ST0狀態(tài)）的“非”到指定地址5AND邏輯與，功能同F(xiàn)X系列PLC相同6AND.NOT以指定地址信號(hào)的“非”狀態(tài)進(jìn)行邏輯與，功能同ANI7OR邏輯或，功能同F(xiàn)X系列PLC相同8OR.NOT以指定地址信號(hào)的“非”狀態(tài)進(jìn)行邏輯或，功能同ORI9RD.STK指定信號(hào)置入ST0，原ST0內(nèi)容左移到ST1，功能同MPS10RD.NOT.STK指定信號(hào)的“非”狀態(tài)置入ST0，原ST0內(nèi)容左移到ST111AND.

37、STK將ST0與ST1內(nèi)容進(jìn)行邏輯與，結(jié)果存入ST0，其他寄存器右移一位12OR.STK同上類(lèi)似，堆棧內(nèi)容進(jìn)行邏輯“或”，結(jié)果存于STO，堆棧寄存器右移一位表19-3 PMCL的基本指令 （2）功能指令：常用的PMCL功能指令有35條 序號(hào)指令功能序號(hào)指令功能1END1第一級(jí)順序程序結(jié)束19DSCH數(shù)據(jù)檢索2END2第二級(jí)順序程序結(jié)束20XMOV變址數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移3END3第三級(jí)順序程序結(jié)束21ADD加法運(yùn)算4TMR定時(shí)器處理22SUB減法運(yùn)算5TMRB固定定時(shí)器處理23MUL乘法運(yùn)算6DEC譯碼24DIV除法運(yùn)算7CTR計(jì)數(shù)25NUME定義常數(shù)8ROT旋轉(zhuǎn)控制26PACTL位置Mate-A 9CO

38、D代碼轉(zhuǎn)換27CODB二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換10MOVB邏輯乘后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移28DCNVB擴(kuò)展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換11COM公共線控制29COMPB二進(jìn)制比較12COME公共線控制結(jié)束30ADDB二進(jìn)制數(shù)加13JMP跳轉(zhuǎn)31SUBB二進(jìn)制數(shù)減14JMPE跳轉(zhuǎn)結(jié)束32MULB二進(jìn)制數(shù)乘15PARI奇偶檢查33DIVB二進(jìn)制數(shù)除16DCNN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換34NUMEB定義二進(jìn)制常數(shù)17COMP比較35DISP在CRT上顯示信息18COIN符合檢查表19-4 PMCL的功能指令 控制條件 指令 步號(hào)指令地址號(hào)注釋步號(hào)指令地址號(hào)注釋1RDR500.0A7SUB指令2AND.NOTX3.1B8(PRM)參數(shù)13RD.STKR510.

39、0C9(PRM)參數(shù)24AND.NOTX4.1D10(PRM)參數(shù)35RD.STKR520.0RST11(PRM)參數(shù)46RD.STKR530.0ACT12WRTR540.0W參數(shù) 輸出 指令指令參數(shù)參數(shù)參數(shù)參數(shù)參數(shù)輸出控制條件R540.0M（1）（2）（3）（4）ABCDRSTACTR500.0R510.0R520.0R530.0X3.1X4.1圖19-5 功能指令格式3FANUC PLC梯形圖編制的一般規(guī)則 （1）輸入/輸出信號(hào)及繼電器等的名稱(chēng)和記號(hào)易懂、確切，名稱(chēng)長(zhǎng)度不超過(guò)8個(gè)字符，第1個(gè)字符用字母P代表正，B代表“非”，N代表負(fù)。 （2）梯形圖中的繼電器，一般按其作用來(lái)給定符號(hào)，且字母

40、要大寫(xiě)。 （3）當(dāng)出現(xiàn)PLC機(jī)床側(cè)輸入/輸出信號(hào)的名稱(chēng)與CNC設(shè)備連接手冊(cè)中輸入/輸出名稱(chēng)相同的情況時(shí)，應(yīng)在機(jī)床側(cè)的信號(hào)名稱(chēng)之后加“M”，以便于與CNC信號(hào)相區(qū)別。 表19-6 梯形圖中的符號(hào) ABBAABBA符號(hào)說(shuō)明符號(hào)說(shuō)明PLC中的繼電器觸點(diǎn)，A為常開(kāi)，B為常閉PLC中的定時(shí)器觸點(diǎn)，A為常開(kāi)，B為常閉從CNC側(cè)輸入的信號(hào)，A為常開(kāi)，B為常閉PLC中的繼電器線圈輸出到CNC側(cè)繼電器線圈從機(jī)床側(cè)（包括機(jī)床操作面板）輸入的信號(hào)，A為常開(kāi)，B為常閉輸出到機(jī)床側(cè)繼電器線圈PLC中定時(shí)器線圈編制PLC流程圖如圖所示 整理出有關(guān)圖樣及維修所需資料入口結(jié)束程序正確？程序正確？寫(xiě)入EPROM用帶有EPROM

41、的PLC最終調(diào)試建立被控對(duì)象的控制關(guān)系圖用以寫(xiě)好的EPROM輸入順序程序確定控制對(duì)象選定可用的PLC制定接口格式并定義輸入/輸出信號(hào)制作梯形圖程序輸入用編程器鍵盤(pán)寫(xiě)入順序程序用紙帶寫(xiě)入順序程序圖19-6 PLC程序編制流程圖用模擬臺(tái)調(diào)試順序程序，并修改錯(cuò)誤程序NNFANUC PLC的程序輸入方法：1、編程器 2、PLC紙帶 3、EPROM 任務(wù)學(xué)習(xí)3液壓與氣動(dòng)控制回路圖 1按鈕切換Y/降壓起動(dòng)控制線路 圖19-7 數(shù)控車(chē)床尾座套筒液壓系統(tǒng)YA1YA2圖19-8 數(shù)控車(chē)床尾座套筒氣動(dòng)控制回路YA1YA2SQ1SQ2241365%項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元20數(shù)控機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)的控制 20.1學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1通過(guò)

42、學(xué)習(xí)了解MDI接口、CRT接口位置和連接，數(shù)控系統(tǒng)的I/O接口。2通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握數(shù)控系統(tǒng)常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)，DNC通信接口技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信接口。3通過(guò)學(xué)習(xí)了解數(shù)控機(jī)床潤(rùn)滑系統(tǒng)電氣控制，學(xué)會(huì)編制梯形圖。20. 3任務(wù)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)任務(wù)學(xué)習(xí)1輸入輸出及其通信接口 1數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入輸出接口的要求（1）能夠可靠地傳送控制機(jī)床動(dòng)作的相應(yīng)控制信息，并能夠輸入控制機(jī)床所需的有關(guān)狀態(tài)信息。 （2）能夠進(jìn)行相應(yīng)的信息轉(zhuǎn)換，以滿(mǎn)足CNC系統(tǒng)的輸入與輸出要求。 （3）具有較強(qiáng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性。 2CNC裝置的人機(jī)接口 CNC裝置的人機(jī)接口主要是指MDI/CRT。MDI是指手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入設(shè)備

43、，也就是鍵盤(pán)輸入裝置，用于控制機(jī)床的狀態(tài)及輸入程序。CRT是指顯示器，用于顯示機(jī)床的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)。 （1）MDI接口圖20-1MDI接口框圖（1）CRT接口 圖20-2 CRT接口框圖從主CPU來(lái)FIFO地址譯碼FIFORAMCPUCRTCRTC多路轉(zhuǎn)換圖形RAM字符RAM或門(mén)移位寄存器移位寄存器字符發(fā)生器視頻控制3數(shù)控系統(tǒng)的I/O接口 對(duì)CNC裝置而言，由MT側(cè)向CNC傳送的信號(hào)稱(chēng)為輸入信號(hào)，由CNC側(cè)向MT側(cè)傳送的信號(hào)稱(chēng)為輸出信號(hào)。（1）輸入信號(hào)圖20-3 輸入接口 （2）輸出信號(hào)圖20-4 輸出接口任務(wù)學(xué)習(xí)2數(shù)控系統(tǒng)常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) 數(shù)控系統(tǒng)常用的串行通信接口主要有RS232C、

44、RS422A、RS485等三種，其中RS232C常用于數(shù)控系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的連接，RS422A和RS485則用于數(shù)控系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)及外圍設(shè)備的連接。1RS232C標(biāo)準(zhǔn) RS232C是EIA于1962年公布的一種標(biāo)準(zhǔn)化接口。在電氣性能上，RS232C采用負(fù)邏輯，規(guī)定邏輯“1”電平在5V15V范圍內(nèi)，邏輯“0”電平在5V15V范圍內(nèi)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。在機(jī)械性能方面，RS232C采用標(biāo)準(zhǔn)的25針連接器，也可以簡(jiǎn)化為9針。 在通信距離較近，且通信速度要求不高的場(chǎng)合，可以直接采用RS232C接口。 接收器MC1489TTL電平TTL電平MC1488圖20-5 RS232C電氣接口電路-12V信號(hào)地發(fā)送器+

45、12V+5V2RS422A/RS-499標(biāo)準(zhǔn) 1977年，EIA又制定了串行通信標(biāo)準(zhǔn)RS499，對(duì)RS232C的電氣性能作了改進(jìn)，RS422就是RS499的子集。 平衡發(fā)送器差分接收器MC3486TTL電平TTL電平MC3487B圖20-6 RS422A電氣接口圖AAB3RS485標(biāo)準(zhǔn) RS485接口實(shí)際上是RS422A接口的變形，它與RS422A的不同在于RS422A為全雙工，而RS485為半雙工。RS422A采用兩對(duì)平衡差動(dòng)信號(hào)線，分別用于發(fā)送和接收。RS484只有一對(duì)平衡差動(dòng)信號(hào)線，不能同時(shí)發(fā)送和接收。 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元21數(shù)控機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)控制 21.1學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握D

46、NC通信技術(shù)的計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)三種方式。2通過(guò)學(xué)習(xí)了解數(shù)控機(jī)床可編程控制器的位置控制功能。3通過(guò)訓(xùn)練了解數(shù)控機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)控制功能鍵盤(pán)操作的認(rèn)識(shí)和逐漸掌握操作。21. 3任務(wù)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)任務(wù)學(xué)習(xí)1DNC通信接口技術(shù) DNC系統(tǒng)計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)單理解為用一臺(tái)大型通用計(jì)算機(jī)直接控制一群機(jī)床。 1間接型DNC系統(tǒng) 圖21-1 間接型DNC系統(tǒng)框圖人機(jī)界面外圍設(shè)備通用計(jì)算機(jī)接口裝置 數(shù)控裝置1數(shù)控裝置2數(shù)控裝置n機(jī)床1機(jī)床2機(jī)床n 2.直接型DNC系統(tǒng) 圖21-2 直接型DNC系統(tǒng)框圖人機(jī)界面外圍設(shè)備通用計(jì)算機(jī)接口裝置 控制器1機(jī)床1機(jī)床2機(jī)床n 控制器2控制器n3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床、

47、機(jī)器人、檢驗(yàn)站等主計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)圖21-3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)DNC系統(tǒng)框圖4數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信接口 CNC裝置中設(shè)有專(zhuān)用的通信微處理機(jī)的通信接口，擔(dān)負(fù)網(wǎng)絡(luò)通信任務(wù)。其通信協(xié)議都采用以ISO開(kāi)放式互連系統(tǒng)參考模型的7層結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的有關(guān)協(xié)議，或IEEE802局域網(wǎng)絡(luò)有關(guān)協(xié)議。 ISO的開(kāi)放式互連系統(tǒng)參考模型（ISO/RM）是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織提出的分層結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)通信協(xié)議的模型。ISO/RM在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上具有7個(gè)層次. 各層功能直接向應(yīng)用程序提供各種服務(wù)用戶(hù)A用戶(hù)B第七層應(yīng)用層第七層應(yīng)用層第六層表示層第六層表示層第五層會(huì)議層第五層會(huì)議層第四層傳輸層第四層傳輸層第三層網(wǎng)絡(luò)層第三層網(wǎng)絡(luò)層第

48、二層鏈路層第二層鏈路層第一層物理層第一層物理層格式轉(zhuǎn)換以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)管理同步提供節(jié)點(diǎn)到最終節(jié)點(diǎn)間可靠通明的數(shù)據(jù)傳輸完成節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳送的包路由選擇提供相鄰節(jié)點(diǎn)傳送的差錯(cuò)控制提供節(jié)點(diǎn)間傳送及編碼實(shí)際鏈路圖21-4 ISO/RM的七層結(jié)構(gòu) 不管兩個(gè)系統(tǒng)之間的差異有多大，只要具有下述特點(diǎn)就可以相互有效地通信: （1）它們完成一組同樣的通信功能。（2）這些功能分成相同的層次，對(duì)等層提供相同的功能。（3）同等層必須共享共同的協(xié)議。 雙絞線、同軸電纜、光纖OSI/RMLAN分層LLC邏輯鏈路控制第二層鏈路層第二層物理層載體介質(zhì)存取單元基帶或?qū)拵AC介質(zhì)存取控制令牌總線令牌環(huán)樹(shù)形結(jié)構(gòu)CSMA/CD總線圖

49、21-5 LAN的分層結(jié)構(gòu)1適用點(diǎn)位控制的脈沖輸出單元F2-30GMF2-30GM是一種為F1、F2和FX系列PLC配套的位置控制單元。 任務(wù)學(xué)習(xí)2PLC位置控制 圖21-6 F2-30GM位置控制系統(tǒng)框圖編程器編程器操作面板現(xiàn)場(chǎng)輸出開(kāi)關(guān)數(shù)字開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)輸入開(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器脈沖編碼器（PG）F2-30GMF1、F2系列PLC F2-30GM作為智能化定位控制器按用戶(hù)編制的定位程序，向驅(qū)動(dòng)器發(fā)出定位脈沖、運(yùn)行方向等信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器按這些控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠進(jìn)行定位。 2A系列PLC位置控制功能模塊AD71、AD72 AD71、AD72是適用于大型可編程控制器A系列的位置控制智能模塊。它們都是帶線性

50、插補(bǔ)功能的二軸定位模塊。 速度命令PLCAD72A/DSMPG接口數(shù)據(jù)設(shè)置計(jì)數(shù)器伺服放大器伺服電動(dòng)機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)位置反饋速度反饋驅(qū)動(dòng)單元圖21-7 AD72定位模塊位置控制框圖+-AD71與AD72的區(qū)別主要在于： 1、輸出形式不同 2、由于AD71為脈沖序列輸出，因此AD71沒(méi)有偏差計(jì)數(shù)器和D/A轉(zhuǎn)換這兩個(gè)環(huán)節(jié)，與AD71相配的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器必須包括偏差計(jì)數(shù)器和D/A轉(zhuǎn)換等功能。而與AD72相配的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器則只要能接受模擬電壓即可 。 3實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和順序控制一體化的A73CPU模塊速度命令SMPG接口電子補(bǔ)償計(jì)數(shù)器伺服放大器伺服電動(dòng)機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)位置反饋速度反饋伺服單元圖21-8 A73C

51、PU模塊位置控制框圖+-位置命令順序控制伺服程序位置命令位置移動(dòng)量脈沖控制狀態(tài)控制指令位置命令值電子補(bǔ)償多軸定位控制A73CPU項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)單元22典型數(shù)控系統(tǒng)介紹 22.1 FANUC數(shù)控系統(tǒng) 20世紀(jì)70年代，日本FANUC公司相繼推出了FS5、FS7、FS3和FS6系列數(shù)控系統(tǒng)，F(xiàn)ANUC公司由此逐步發(fā)展成為世界上最大的專(zhuān)業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家。 22.1.1 FANUC數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1FS6系列數(shù)控系統(tǒng) 1979年推出的FS6系列數(shù)控系統(tǒng)，是具備一般功能和部分高級(jí)功能的中級(jí)型CNC系統(tǒng)。其中6M適用于銑、鏜床和加工中心；6T適用于車(chē)床。 2F10/11/12系列數(shù)控系統(tǒng) 1984年推出的F10

52、、F11和F12系列數(shù)控系統(tǒng)為多微處理器控制系統(tǒng)，其主CPU采用68000。F10/11/12系列數(shù)控系統(tǒng)有很多規(guī)格，可用于各種機(jī)床，規(guī)格型號(hào)有M、T、TT型和F型。其中，M型用于加工中心、銑床和鏜床；T型用于車(chē)床；TT型用于雙刀架車(chē)床；F型是具有會(huì)話(huà)功能的數(shù)控系統(tǒng)。 3F0系列數(shù)控系統(tǒng)4FSl5系列數(shù)控系統(tǒng)5FS16系列數(shù)控系統(tǒng) 6FSl8系列數(shù)控系統(tǒng)22.1.2 FANUC數(shù)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)（1）插補(bǔ)功能除了直線、圓弧插補(bǔ)外，還有極坐標(biāo)插補(bǔ)和樣條 (NURBS)插補(bǔ)等。 （2）切削進(jìn)給的自動(dòng)加減速功能，除了插補(bǔ)后加減速之外，還有插補(bǔ)前加減速 （3）補(bǔ)償功能除了螺距誤差補(bǔ)償、絲杠反向間隙補(bǔ)償、

53、刀具補(bǔ)償外，還有坡度補(bǔ)償、線性度補(bǔ)償?shù)裙δ堋?（4）編程功能除了常規(guī)的G、M、S、T指令外，利用用戶(hù)宏程序，用戶(hù)可以進(jìn)行個(gè)性化的作業(yè)，編制適合于機(jī)床專(zhuān)用加工和測(cè)量的循環(huán)程序 22.1.2 FANUC數(shù)控系統(tǒng)功能特點(diǎn)（5）圖形顯示功能除了程序顯示、梯形圖顯示、機(jī)床數(shù)據(jù)顯示外，還有伺服波形顯示 （6）通信功能除了通過(guò)RS232C接口與微機(jī)進(jìn)行通信外，有些系統(tǒng)還具備網(wǎng)絡(luò)通信接口 （7）控制功能實(shí)現(xiàn)平滑高增益SHG(Smooth High Gain)的速度控制，同時(shí)大大降低位置指令的延時(shí)，縮短定位時(shí)間 （8）診斷功能采用FANUC 0i系統(tǒng)人工智能 (專(zhuān)家系統(tǒng))，系統(tǒng)所具有的推理軟件，以知識(shí)庫(kù)為根據(jù)，

54、分析查找故障原因。 22.1.3 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)的連接1. FANUC 0i系統(tǒng)的主要功能及特點(diǎn)（1）FANUC 0i系統(tǒng)FANUC16/18/21等系列結(jié)構(gòu)相似，均為模塊化結(jié)構(gòu) （2）采用全字符鍵盤(pán)，可用B類(lèi)宏程序編程，使用方便（5）使用存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)或輸入機(jī)床參數(shù)、PMC程序程序以加工程序，操作簡(jiǎn)單方便 （3）用戶(hù)程序區(qū)容量比0MD系統(tǒng)大一倍，有利于較大程序的加工 （4）使用編輯卡編寫(xiě)或修改梯形圖，攜帶與操作都很方便 22.1.3 FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)系統(tǒng)連接（6）系統(tǒng)具有HRV（高速矢量響應(yīng)）功能 （8）0i系統(tǒng)可預(yù)讀12個(gè)程序段，比0MD系統(tǒng)多 （11）0i系統(tǒng)比0M、0T等

55、產(chǎn)品配備了更強(qiáng)大的診斷功能和操作信息顯示功能 （9）與0MD系統(tǒng)相比，0i系統(tǒng)的PMC程序基本指令執(zhí)行周期短，容量大，功能指令豐富，使用更方便（10）0i系統(tǒng)的界面、操作、參數(shù)等與18i、16i、21i基本相同 （7）機(jī)床運(yùn)動(dòng)軸的反向間隙，在快速移動(dòng)或進(jìn)給移動(dòng)過(guò)程中由不同的間隙補(bǔ)償參數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償 （12）在軟件方面0i系統(tǒng)比0系統(tǒng)也有很大提高 2. FANUC 0i系統(tǒng)的基本組成 RS232-2JD5AFANUCFANUCSC-ABCJF25SCALE1JF21SCALE2JF22SCALE3JF23SCALE4JF24CRTJA1MDIJA2MPGJA5BCP1BDCOUT 24V1ADI/D

56、O-1 CB104DI/DO-2 CB105CP1ADCIN24V5ADI/DO-3 CB106DI/DO-4 CB107I/O PSUPILFUSE7.5ARS-232-1JD3BMINISLOTSPDL-1JA7AA-OUTJA8ASERVO1JS1ASERVO2JS2ASERVO3JS3ASERVO4JS4AI/OLINKJD1ARSW1CP8I/O設(shè)備I/F插座1 2 34STATUSALARMMAINBATTERY控制單元電源指示燈電源插座機(jī)床I/F插座顯示器插座MDI插座機(jī)床I/O插座保險(xiǎn)I/O設(shè)備I/F插座手搖脈沖發(fā)生器插座高速串行總線微型插座分離式ABS脈沖編碼器電池插座分離式

57、檢測(cè)器輸入/輸出插座伺服放大器插座串行主軸或模擬主軸插座串行主軸或位置編碼器插座I/O Llink插座維修旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)存儲(chǔ)器備用電池存儲(chǔ)卡插槽存儲(chǔ)器備用電池插座顯示狀態(tài)/報(bào)警的LED圖22-1 FANUC 0i 系統(tǒng)控制單元MINISLOT FANUC 0i系統(tǒng)由主板和輸入/輸出兩個(gè)模塊組成。主板模塊包括CPU、內(nèi)存、PMC控制、輸入/輸出LINK控制、伺服控制、主軸控制、內(nèi)存卡I/F、LED顯示等；輸入/輸出模塊包括電源、輸入/輸出接口、通信接口、MDI控制、顯示控制手搖脈沖發(fā)送器控制和高速串行總線。 3各部件的連接機(jī)床一側(cè)的DI/DO顯示單元（CN2）DC-IN（CN1）CRT（JA1）LCD

58、MDI單元（CK1）MDI電源24VDC電源單元DC-IN（CP1A）DC-OUT（CP1B）主板CRT（JA1）MDI（JA2）RS-232 I/O設(shè)備（通道1）RS-232 I/O設(shè)備（通道2）MPGMPGMPG圖22-2 FANUC 0i系列連接圖DIDO-1（CB104）DIDO-2（CB105）DIDO-3（CB106）DIDO-4（CB107）MPG（JA3）RS232C-1（JD5A）RS232C-2（JD5B）位置編碼器I/O板控制單元電源24VDC用I/O Link可連接的單元I/OLINK(JD1A)A-OUT(JA8A)SPDL-1(JA7A)SERVO1(JS1A)SE

59、RVO2(JS2A)SERVO3(JS3A)SERVO4(JS4A)SCALE1(JF21)SCALE2(JF22)SCALE3(JF23)SCALE4(JF24)SC-ABS(JF25)L-軸光柵尺M(jìn)-軸光柵尺N-軸光柵尺第四軸光柵尺第四軸伺服電機(jī)N軸伺服電機(jī)M軸伺服電機(jī)伺服放大器串行主軸放大器L軸伺服電機(jī)串行主軸位置編碼器模擬主軸放大器模擬主軸位置編碼器光柵尺用的ABS電池表22-1 FANUC 0i系統(tǒng)電源接通和斷開(kāi)順序電源接通順序（1）機(jī)床電源（三相AC200V）（2）通過(guò)FANUC 輸入/輸出Link連接的從設(shè)備，電源為DC24（3）控制單元和CRT單元的電源（DC24V）電源斷開(kāi)順

60、序（1）通過(guò)FANUC 輸入/輸出Link連接的從設(shè)備，電源為DC24（2）控制單元和CRT單元的電源（DC24V）（3）機(jī)床電源（三相AC200V） 伺服系統(tǒng)的連接分A型和B型。由伺服放大器上的一個(gè)短路棒控制，A型連接是將位置反饋線接到CNC系統(tǒng)，B型連接是將位置反饋線接到伺服放大器。 FANUC 0i系列伺服控制的半閉環(huán)或全閉環(huán)的選擇由參數(shù)設(shè)定和接線方式?jīng)Q定。 主軸電動(dòng)機(jī)的控制有兩種接口：模擬接口（DC0VDC10V或DC0VDC10V）和數(shù)字（串行傳送）接口。 目前使用的輸入/輸出接口有兩種，內(nèi)裝輸入/輸出印制板和外部輸入/輸出模塊。 圖22-3 FANUC 0i-MA數(shù)控系統(tǒng)中PMC信