数控机床与可编程序控制器.ppt

第七章数控机床与可编程序控制器(PLC)
数控机床与使用维修
本讲主要内容
PLC的基本结构
PLC的工作原理
数控机床用可编程控制器的类型及特点
PLC在数控机床上的配置方式
可编程控制器与外部的信息交换
数控机床用可编程控制器的控制功能
引言
数控机床的控制除了对坐标轴的进给进行位置伺服控制外,还需要对机床的主轴、***和各种开关信号进行控制。如主轴的正、反转,起动和停止,***交换,工件夹紧、松开,工作台交换以及切削液的开、关和润滑系统的启动等进行顺序控制。
顺序控制的信息主要是开关量信号,如控制开关、行程开关、压力开关和温度开关等输入元件输入的信号和继电器、接触器、电磁阀等输出元件所需要的输出信号。在数控机床上用可编程控制器完成这一控制任务。
一、PLC的基本结构
(1)
可编程控制器实质上是一种工业控制用的专用计算机,PLC与微型计算机基本相同,也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。
CPU是PLC的核心部件,其上不仅有CPU集成芯片,而且还有一定数量的内存储器RAM和系统程序存储器EPROM,用户程序存储器EPROM,输入输出(I/O)模块及电源等组成,其各部分均采用总线结构。
可编程控制器结构框图
(2)
中央处理单元CPU PLC中的CPU与通用微机中的CPU一样,是PLC的核心部分。
CPU按系统程序赋予的功能,接收并存储从编程器键人的用户程序和数据,用扫描方式查询现场输入装置的各种信号状态或数据,并存入输入状态寄存器或数据寄存器中,在诊断了电源、PLC内部电路及编程语句无误后,PLC进入运行状态。
在PLC进入运行状态后,从存储器逐条读取用户程序,完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务。根据运算结果,更新有标志位的状态和输出状态寄存器的内容,再由输出状态寄存器的位状态或数据寄存器的有关内容,实现输出控制、制表打印、数据通信等功能。
(3)
存储器 PLC存储器一般有随机存储器RAM和只读储器EPROM。RAM中一般存放用户程序,如梯形图和语句表等,为了防止掉电后RAM中的内容丢失,PLC使用了锂电池作为对RAM的后备供电,能使RAM中的程序保持好几年。
PLC所用的只读存储器为EPROM,内部存储有PLC控制的系统程序,如检查程序、键盘输入处理程序、编译程序、信息传递程序及监控程序等,由厂家固化到EPROM中。有时,用户程序也可固化到EPROM中,避免RAM中存储的用户程序丢失。
(4)
输入输出模块(I/O模块) I/O模块是PLC与现场I/O装置或其他外部设备的连接部件。
现场输入装置有控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、压力开关及温控开关等,这些信号经接口电路接入PLC后,还要经过抗强电干扰的光电耦合、消抖动电路、滤波电路才能送到PLC输入数据寄存器。
(5)
PLC的输出装置有继电器、双向晶闸管和晶体管三种形式,因此,PLC提供了各种操作电平、驱动能力以及不同功能的I/O模块供用户选用。
模拟量输入输出模块和智能接口模块。模拟量输入输出模块的作用就是将输入的模拟量经A/D转换变成PLC能处理的数字量,并将PLC处理后的数字量经D/A转换变成模拟量输出。