【《PLC在数控机床中的应用问题研究5500字》（论文）】.docx

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1、P1C在数控机床中的应用研究目录、弓Is1*P1Cfi11立I目匕及1（一）数控系统的P1C技术1（.）P1C1：壬2（三）数控机床上P1C的类型2三、P1C在数控机床中的应用3（）编译功能的实现31力，:UzfIH32*J目匕TIS彳牛.4（二）下位机界面和基本功能的实现8（三）监视和状态显示功能的实现10Iq、.IiiJZb1,11摘要：电子与信息技术的不断发展，给我国机床加工设备的现代化提供了强有力的技术支持。在机械制造业迅猛发展的今天，自动化技术在数控机床中的运用变得十分广泛。二十世纪末期，美国率先研发出开放式数控系统，由此，数控系统进入开放式时代。P1C在数控系统中是常用的辅助控制单

2、元，随着数控技术的发展，数控机床P1C功能已经成为其不可或缺的功能，且P1C系统在数控机床中的应用情况较为广泛，如用P1C模块、变频驱动技术、操控监控设备等组成电气数字控制系统，以实现编程输入、人机交互、自动化加工的控制方式，扩大加工能力，减少故障，提高效率，已成为企业进行技术改造的有效途径。因此，本文将针对P1C系统的发展情况，主要分析P1C系统在数控机床上的应用。关键词：P1C；数控机床；应用一、引言现代工业的支柱产业是制造业，其中数控技术是现在制造业实现自动化、集成化和柔性化生产的技术基础，是提高劳动生产率、提升产品质量必不可少的技术手段。因此数控机床是我国装备制造业的重要基础，其产品技

3、术及其自动化或智能化成都直接或间接的体现出国内工业的现代化水平。P1C控制系统是在传统的继电器、接触器控制的基础上发展起来的。近年来由于微机处理芯片及相关元件的价格大大的下降和P1C的功能大幅度的提高使得P1C的应用范围在迅速扩大。目前P1C已经广泛应用于工业领域中。数控行业也不例外，当前，数控技术的重点发展方向是开放式数控系统。以PC为硬件平台，用软件实现P1C功能的软件P1C技术已经成为开放式数控系统中P1C的发展的一个趋势。二、P1C的功能及工作原理(-)数控系统的P1C技术数控技术是科技发展中最为关键也是最常用控制技术，在数控自动化行业中常用的控制单元是P1C,P1C控制单元在各个工业

4、自动化领域中被广泛应用。自数控系统引入控制单元以来，数控技术主要用来控制机床的各项电气设备以及伺服电机。在现阶段的控制系统中，数控技术是实现数控机床自动化的首选技术，数控机床中P1C控制单元主要作用是配合数控系统来共同完成对机床的数字量控制和开关量控制。P1C是一种可编程逻辑控制器件，由于它的处理数据能力强、计数速度快、逻辑和顺序控制准确，还附有定位通讯等功能，在现今的数控自动化领域P1C成为工控领域的支柱之一。（二）P1C的工作原理内嵌式和独立式的P1C在CNC系统中完成的控制任务是相同的。它们主要是完成除了刀具轨迹控制以外的电气设备的逻辑开关量控制，P1C是位于CNC系统和机床之间，完成机

5、床各机械执行结构单元的逻辑顺序控制。CNC系统在数控机床的加工任务中主要完成设备加工参数的配置、加工线程之间的管理调度、以及加工轨迹的运动控制。P1C和数控系统在数控机床的加工任务中是相辅相成的,两者协调调度机床的开关信息共同完成机床的逻辑控制，实现机床加工的正常运转。数控P1C系统的工作方式是采用扫描方式，在P1C系统的工作过程分为三个阶段：采样输入阶段，程序执行阶段，输出控制阶段。采样输入阶段：采集现场的状态数据，输入模块并传送到输入映像。程序执行阶段：用户编写的P1C逻辑控制程序，按照P1C梯形图执行先上后下，先左后右的准则来执行用户程序。并把处理后的数据存储到输入映像区，为下次的系统调

6、用做准备或者直接作为机床的控制输出。输出控制阶段：用户程序扫描完成以后，开始扫描输出服务，数据寄存器提取输出映像中的状态数据、并传递给输出模板进行转换，把转换成功的模板送到控制现场的相关执行文件。扫描的过程如图2.2所示：II采样输入阶段I程序执行阶段；输出控制阶段A输入信号输入模板输入映像区用户程序（一般是梯形图程序或者指令码程序）输出映像区一输出信号=输出数据锁存输出模板现场执行文件图2.2P1C的工作扫描过程（三）数控机床上P1C的类型目前P1C已经成为数控机床基本的不可缺少的控制装置，数控机床中根据P1C控制单元的存在形式，P1C可以分为两类：独立式P1C和内嵌式P1C。独立型：就是我

7、们通常所说的通用型的P1C,独立式的P1C完全独立于CNC装置，它不占用CNC系统的资源，它具有完备的硬件资源、也有完整的程序编辑软件，在数控系统加工控制中能够独立的完成设备的控制任务。独立型的特点如下：（1）具备完整的硬件结构体系和外围的硬件驱动电路，控制单元本身具有数据存储的RAM,控制单元本体的CPU内存来存储功能代码，在系统控制任务中能够完成机床设备的逻辑控制。（2）独立P1C有自己的IO接口体系模块，但是由于P1C的IO口的数量有限，在使用中需要扩展。独立P1C的IO接口对象是自动化控制设备，在大量的并行控制系统中，独立性的P1C在控制上显得尤为不足。内嵌式：是指P1C包含在数控系统

8、中，内嵌式P1C与传统的P1C控制单元在逻辑控制功能上是相同的。但是它从属于CNC,寄宿在CNC系统中，成为CNC系统集成不可分割的一部分。内嵌式P1C在宿主CNC系统中,共用系统的硬件资源。P1C与CNC的数据信号处理和交互都是由内部的函数和共享内存来完成。而P1C与机床之间的信号，则是通过PC机的PC1总线由IO接口电路来实现的。内嵌式的特点如下：（1）寄宿在CNC系统或计算机系统里面，占用它们的内部资源。（2）用户可以根据需要根据国际标准自定义开发指令代码。（3）不需要单独的IO驱动电路，以PC机的PCI总线为通讯方式，通过CNC的IO的板卡接口完成数据的输入输出功能。三、P1C在数控机

9、床中的应用（-）编译功能的实现编辑功能是对梯形图元件的编辑。由于梯形图在绘制的时候是按单元格进行绘制的，不同元件所占的单元格大小可能会有一定的差异，但是可以总体上分为两大类。1 .基本元件单元基本元件在梯形图显示中所占的空间大小都相同，是一个定值，在实现的过程中有一定的相关性。如图3-1所示梯形图基本元件包括常开触点、常闭触点、输出触点、输出取反、复位和置位。此外，绘制横线、绘制竖线也可以归纳在这一类中。常开触点常闭触点输出触点oc-cRy-CS卜输出取反史位置位图3.1梯形图基本元件2 .功能元件数控机床在顺序控制的时，对译码、定时、计数、数据的四则运算等功能靠基本单元实现起来会很困难，因此

10、，设计了具有专用控制的子程序，即功能块来简化编程。功能块的引入，将大大降低了编程的难度。数控机床P1C常用的功能块包括：延时导通定时器、计数器、逻辑乘数据传送、数值大小判别、一致性检测等。避归乘数期传送数值大小却别图3.2梯形图的功能元件规范的梯形图的逻辑关系都对应着一种数据结构。若要得到P1C梯形图的相应的指令语言，就要找到和梯形图对应的数据结构，并对这种数据结构进行遍历。本研究采用栈的方式，将梯形图的逻辑进行处理。栈是一种特殊的表，这种表的数据操作只能在表头和表尾进行。表3-3就是编译过程中需要的主要变量及其对应的解释。表3-3编译过程需要的变量变量注释1ineKind用于判断一行的4种情

11、况NodeTOTA1ROW用于梯形图向指令表转换时的节点信息记录Cu1n指令表当前行Cu1ad梯形图当前行Cu1adScc梯形图当前梯级的首行ORBANBstartETOTA1ROW124记录在插入并联串联初始位置ORBANBendTOTA1ROW124记录在插入并联串联结束位置ORBANBTOTA1ROW124记录串联和并联:0=nu11;I=并联;2=串联OAstartETOTA1ROwW记录在插入并联串联总的初始位置OAcndTOTA1ROW记录在插入并联串联总的结束位置InsertStackTOTA1ROW记录插入串并联的当前堆栈位置图3-4就是编译过程的流程图。在译码的过程中可以对梯

12、形图进行检错，如果有错,就会报错提示修改。开始站束图3.4算法的流程IfHi物体Z-A-a图3-5算法逻辑的流程图图3-5是算法的逻辑执行的流程图。由于栈这种数据结构在只能在表头进行插入和删除操作，因此在压栈以前要对梯级进行判断和串并联指令的插入到断。下面的程序是插入串并联处理都分关键代码：if(Cu1adO)插入串并联开始vc=O;插入串并联的序号whi1e(wc0)vb-ORBANBendvcInsertStackvc;if(ORBANBvcInsertStackvc=1)if(Tota11ine1000)ErrorOnIns(Cu1ad,1);return1;报错unsignedshor

13、tdh=CuIn;whi1e(dhNodevb)Instructdh+1=Instructdh;dh=dh-1;CuIn=Cu1n+1;InstructNodevb+1.0rder=8;InstructNodevb+1.Name-0;InstructNodevb+1.Code=O;InstructNodevb+1.I_Bit=Ofor(shortuu=vb;uu1000)ErrorOnIns(Cu1ad,1);return1;报错unsignedshortdh-CuIn;whi1e(dhNodevb)Instructdh+1-Instructdh;dh=dh-1;)CuIn=CuIn+1;InstructNodevb+1.Order-7;InstructNodevb+1.Name=O;InstructNodevb1.Code-0,InstructNodevb+1.1_Bit=O;for(shortuu=vb;uuTOTA1ROW;uu+)Nodeuu=Nodeuu+1;)处理串联部分的程序ORBANBstartvcInsertStackvc一8;ORBANBendvcInsertStackvc=-8;InsertStackvc-InsertStackvc-1;)VC=VC+1;)/插入串并联结束对串并联逻辑的插入与否的判断和对数据表进行整理,将逻辑情况逐个压入链表中，最终就实现