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液压机数控系统内置PLC概述

发布时间:2018-3-2
  液压机数控系统是数控机床的控制核心。无论是传统封闭式体系结构的CNC系统,还是目前正广泛运用的开放式体系结构的‘CNC系统,其软件程序均由NC和内置PLC(有的液压机数控系统内置PLC又称PMC)两大软件模块组成。在CNC系统出厂时,NC基本软件的功能已经被定义并且安装完毕,用户(包括数控机床制造厂和数控机床使用人)是无法改动的。NC软件主要用于实现:主轴运动控制、进给轴运动控制、界面显示、第一操作面板(MDI操作面板)的管理、手轮信号的处理、主轴编码器信号的处理、加工程序的编辑和管理、串I]/USB口,网络接口的通信等液压机数控系统通用功能。而液压机数控系统内置PLC软件模块则是液压机数控系统生产厂留给数控机床制造厂,根据不同机床的具体用途开发,用来实现液压机数控系统通过内置PLC对数控机床顺序逻辑动作的控制。例如,第二操作面板(机床操作面板)的设置及管理,工作方式的切换及方式之间的互锁,自动换刀动作,主轴旋转控制,用户设定的内置PLC报警及处理等。
  每个内置PLC程序都是作为液压机数控系统的CPU执行整个运算控制过程中的一个处理步骤来定义的。CNC系统运行时,它的CPU在执行NC程序管理的同时,以一定的时间间隔高速地读取内置PLC程序指令、执行指令并且刷新各种地址的状态,使得数控机床能够按照正确的顺序完成各个逻辑动作。
  液压机数控系统的内置PLC与通用PLC产品都属于可编程逻辑控制器,都具有类似的外部接线、控制功能和编程语言。它们的不同之处在于:
  (1)通用PLC编程只需要控制自身的开关或模拟量的I/O点,而液压机数控系统内置PLC的程序开发需要考虑与系统各轴运动、当前工作方式等的配合,也就是说需要考虑NC—PMC两大软件模块间的内部数据实时通信。
  (2)液压机数控系统内置PLC的程序作为液压机数控系统主机程序的一部分,由液压机数控系统主机来完成控制运算,而通用PLC产品拥有自己的主机。
  (3)通用PLC产品从开关量逻辑控制到模拟量PID调节,在工业上都有广泛的应甩范围,而液压机数控系统内置PLC程序目前只限于在液压机数控系统产品中的应用。
  对数控液压机床电气设计人员来讲,液压机数控系统是已经设计好的产品,液压机数控系统的主机与主捌驱动系统、各进给轴驱动系统、界面显示、第一操作面板(MDI操作面板)、通信接口、轮等的硬件电路均为标准连接。Nc系统软件也作为标准件已经完成配置,并且在应用电蹰的设计上很规范。但是对于数控机床具体动作的逻辑控制,从NC一内置PLC内部通信分析司信号规划、内置PLC软件编制到数控机床的每个开关逻辑动作调试,才被认为是CNC系统产品在现场应用中的重点。在CNC系统生产厂家的系统软件基础平台上,对具体数控机床的动作要求和控制功能进行的内置PLC软件编写、开发,被称为液压机数控系统的二次开发。
  内置PLC软件开发的一般步骤如下。
  (1)熟悉数控液压机床控制电路的控制逻辑和动作顺序。在编写内置PLC软件程序之前,一定要充分了解数控液压机床的功能特点和结构,并尽可能多地收集同类数控机床的各个功能资料,结合其应用对象,设计出各个功能实现的方案,拟定内置PLC的控制逻辑。内置LC的控制逻辑应该是严格、完善的,拟定的方案应该包括动作过程中所有的细节和条件,并分清动作过程中的充分条件、必要条件和辅助条件。同时还要兼顾数控机床操作人员的人身安全和数控机床设备安全的保护。
  (2)编写源程序。按照液压机数控系统所要求的编程规则及内置PLC的扩展逻辑要求,编写内置PLC的源程序。
  (3)通过编译源程序。根据编译过程出现的错误信息提示,纠正梯形图中的语法错误。
  (4)通过PLC仿真器模拟运行源程序,在模拟运行中纠正控制逻辑错误。如与编程所顷期的动作不一致,说明用户编写的梯形图逻辑有问题,需要回去修改。修改后再做模拟,直到模拟运行通过。
  (5)将调试通过的梯形图文件写入CNC主机。不同厂家CNC系统的内置PLC程序写入方法也不尽相同;采用的编程语言也各不相同,如西门子液压机数控系统采用STEP.7语言,日本FANUC液压机数控系统采用梯形图语言。
  (6)按照CNC提供的内置PLC资源情况,合理扩展和分配内置PLC的输入/输出信号。通常CNC系统的制造商都规划了内置PLC的最大输入、输出信号数量,基本都可以碡足常规数控机床的控制功能要求。如果仍不能满足扩展功能的要求,可以继续增加扩展输入/输出信号数量,但必须在订货时给以说明。
  数控液压机床是个高度自动化的控制系统,内置PLC的控制功能是实现自动化的充要条件,在分配内置PLC的输入/输出信号时,首先要考虑实现各个功能的控制需要及报警和安全功能设置;次要考虑辅助控制功能,如排屑电机启停和保护等。内置PLC的输入/输出信号应留下一定的裕量以便数控液压机床控制功能的扩展。卷板机床PLC控制系统设计
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