第六章 数控机床用可编程序控制器
数控机床中的可编程序控制器
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数控机床与编程-第6章
6.3 数控机床的维护与保养
6.3.1 数控机床的可靠性
1.数控机床可靠性的基本概念 数控机床可靠性是指其在规定条件下、规定时间内,完成规定功能的能力。 数控机床的故障是指其在规定条件下、规定时间内,丧失了规定功能。 可靠性研究结果表明,任何产品的可靠性都遵循图6-5所示的曲线变化规律。由于该曲线形状好像浴盆,故 常称为“浴盆曲线”。由浴盆曲线可见,数控机床的失效区和老化区,犹如人的婴幼儿和老年时期,是事故多发且 危险性较大的阶段,在使用时应格外注意。在有效寿命区使用的数控机床,故障率一般较低也较稳定,是数控机床 充分发挥效益的阶段。
6.2.2 数控机床的管理
1.完善人员配置,加强人员培训 数控机床的管理人员不但要具备生产管理知识,还应了解数控机床的各方面特点。数控机床的维修保养人 员应具备机电一体化的知识结构和丰富的实践经验。数控机床编程人员不但要具备较强的数控编程能力，,更 要具备机械加工工艺设计方面的经验。数控机床的操作人员必须经过专业技能培训,具备相应的职业技能证书 或上岗证书。 2.建立健全规章制度 如数控机床管理制度、数控机床安全操作规程、数控机床操作使用规程、数控机床维修制度、数控机床 技术管理办法、数控机床维修保养规程、数控机床电气和机械维修技术人员的职责范围等,并要求有关人员严 格遵守,实现数控机床管理的规范化和系统化。 3.建立完善的数控设备基础数据档案和使用、维修档案 在数控机床购置到位后,应注意保管好数控机床的随机资料,并为其建立基础数据档案或数据库,详细描述该 数控机床的主要功能和技术性能指标、技术特点和加工能力以及适用对象等,为此后的管理、使用、设备调整 与维修提供原始依据。在数控机床使用过程中,应建立数控机床使用、维修与保养记录及交接班记录,详细记录 数控机床的运行情况及故障情况,特别是对机床发生故障的时间、部位、原因、解决方法和解决过程予以详细 的记录和存档,以便在今后的操作、维修工作中参考、借鉴。
可编程序控制器应用技术第6章.
6.1.2 PLC控制系统设计的步骤
7）联机调试
联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试 过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接 上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调 整。通常只需修改部份程序即可。
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模 块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
6.2.1 PLC机型的选择
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方 便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点： 合理的结构型式 PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。 安装方式的选择 安装方式有集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。 相应的功能要求 响应速度要求 系统可靠性的要求 对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统 机型尽量统一 便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的 提高，外部设备通用，资源可共享，易于联网通信。
6.1.2 PLC控制系统设计的步骤
1）分析被控对象并提出控制要求 详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控
对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系 统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。 2）确定输入／输出设备
根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备 （如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输 出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器 等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC 的I/O点数。
全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常 、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。
《机床电气与PLC》课件第6章
P型机基本单元的I/O通道分配见表6 - 2。
表6 - 2 P型机基本单元的I/O通道分配表
型号 C20P C28P C40P
C60P
点数 12 16 24
32
I 分配
C40P
C16P-I
C40P
C16P-O
C40P
C28-E
C40P
C40P-E
特殊单元
左 边 的无 论 哪 种 组合 都 可再和 I/O 链 接 单 元或 模 拟 定 时器 单 元 的 任一 单 元链接
6.2.2 C40P
通道(Channel),也称为字,一般是指信号进入PLC或流出PLC 的通路, 以及信号在PLC中存放的地点。将这些通路和地点赋以 编号, 称为通道号。PLC生产厂家已对各个通道的编号做出规定, 这些编号是固定的, 尤其是输入/输出通道, 其编号是和外部输 入/输出端子严格对应的。
第 6 章 OMRON可编程控制器
6.1 C系列P型机可编程控制器概述 6.2 C系列P型机的系统配置 6.3 C系列P型机的指令系统和编程规则 6.4 常用基本应用程序举例 思考题与习题六
6.1 C系列P型机可编程控制器概述
6.1.1 C系列P型机的所有硬件单元, 都依其功能、 特点和性质
编以相应的型号。其型号代码的构成最多有三段,第一段标明 基本的规格与特点,第二段标明功能及类型, 第三段标明所使 用电源的情况。 C系列P型机的型号说明如图6-1所示。
通道分配是指对PLC内的每个通道及每个继电器都分配给一 个地址号(字地址和位地址),以便CPU能够识别。 在OMRON公司C 系列的PLC中, 每个通道由16位组成(由00位至15位),位(bit)是 基本存储单元, 每个“继电器”占一位, 因此可以说在一个通 道中包含16个“继电器”。
第6章可编程控制器原理讲解
第6章 可编程控制器原理
2分频的电路时序图
第6章 可编程控制器原理
14、闪光电路梯形图设计
闪光电路梯形图
第6章 可编程控制器原理
工作原理：
X002为闪光起动输入按钮，X003为闪光停止输 入按钮。当X002为ON时，输出继电器Y000接通并自 锁，Y000常开接点接通输出继电器Y001（亮）。1s 后，定时器T0动作，常闭接点断开输出继电器Y001 （灭），其常开接点接通定时器T1。又经过1s，T1 常闭接点断开T0，使T0复位，T0的常闭接点接通 Y001，T0的常开接点断开T1，T1的常闭接点又接通 T0。这样，输出继电器Y001所接的负载（灯）以通 电1s，断电1s的频率不停的闪烁，直到按下闪光停 止输入按钮X003为止。若要改变闪光电路输出的频 率，只需改变两个定时器T0、T1的时间常数K即可。
第6章 可编程控制器原理
2、三相异步电动机正反转控制电路
第6章 可编程控制器原理
PLC外部接线图
梯形图
第6章 可编程控制器原理
第6章 可编程控制器原理
3、常闭触点输入信号的处理
第6章 可编程控制器原理
第6章 可编程控制器原理
4、多继电器线圈控制电路
第6章 可编程控制器原理
5、多地点控制电路
2）定时器与计数器组合2
长延时定时器方法之三如图所示，其时序图 如图所示。
长定时器方法三梯形图
第6章 可编程控制器原理
长定时器方法三时序图
延时时间为：（定时器设定时间t1+扫描 周期△t）×计数器次数n。
11、断电延时定时器
第6章 可编程控制器原理
定时器在PLC中的定时方式是通电延时定时器，实际应用 中常常需要组成断电延时定时器。对于西门子S7-200 PLC 已提供了这种功能，设计者可以直接引用。对于FX系列的 用户，则需要编程者设计了，断电延时定时器程序如图所 示。
第6章可编程序控制器PLC应用基础
概述
4. 可编程序控制器在工业控制 （1）应用的范围中的应用
行业分布 机械制造 冶金 轻工、化工、 交通 能源 科研及其他
25% 29% 35% 6% 5%
可编程序控制器在工业控制中的应用
(2) 控制系统可靠性比较
PLC系统
继电器系统
寿命 工作条件 抗震性能 瞬时停电
10 7
摄氏 0~60℃环境温度 相对湿度 5~95% 10~55Hz频率、 0.5mm振幅、2G牛顿力
可编程序控制器在工业控制中的应用
（4）经济性及费用
PLC费用分布
PLC费用比较
处理器
6%
硬件设备
继电器系统 PLC系统
13 %
37 %
程序存储器
10 %
电源、机壳 输入、输出组件
延时等器件
13 % 65 % 6%
运行费用
* 故障率低、维修少、
工效提高30 %；
* 整机功耗低、电器件少；
供应
加工装配 试运行 总计
2. 工作过程 注意： * 顺序工作； * 程序执行阶段 输入信号变化，不影响程序计算； 输出信号变化，影响程序计算。 * 程序执行为串行方式；继电器系统为并行。 ** 中断处理功能（响应新的输入和输出）。 ** 立即刷新。
第6章 可编程序控制器(PLC)应用基础
第1节 概述 第2节 PLC硬件构成及工作原理 第3节 设备控制程序编程概述 第4节 PLC控制程序编程基础 第5节 PLC编程软件
第1节 概 述
1. 问题的提出 （1）继电器系统存在的问题
控制逻辑的不可变性（固定接线） 元件工作的不可靠性（分立元件） 自动化生产系统要求（信息交换、保存、系统联网）
（2）解决方法 采用可编程序控制器（工业专用计算机）
第六章可编程控制器硬件、软件和工作原理
完美WORD格式 专业整理 知识分享 第六章 可编程控制器硬件、软件及工作原理
授课章节 §6-1可编程控制器的硬件及结构；§6-2可编程控制器的分类； 周次 第10周 总第19次课 教学目的和要求 1、了解PLC的硬件及结构、功能特点；2、了解PLC分类、内设“软继电器”类型。
重点难点 内设“软继电器”类型是PLC应用“操作指令”通过软件来实现控制的基础。
教学手段 多媒体课堂教学，利用多媒体动画，并结合实际问题讲解 教学时数 1学时 教学过程和教学内容 备注
§6-1 可编程控制器的硬件及结构 可编程控制技术涉及多学科技术领域： 微型计算机技术——各种硬件、软件技术 自动化技术——电子技术、（经典及现代）控制理论、工程方法 通信技术——数据信息集成处理与高速传输交换、工控网（局网与工控网）及其现场总线技术、Interent和 Ethernet全面进入工业自动化领域； 1、可编程序控制器是当今工业自动化的主流设备之一 2、可编程控制器的硬件及结构
微处理器（CPU）： 接收并存储用户程序和数据；诊断电源、PLC工作状态及编程的语法错误；接收输入信号，送入数据寄存器并保存；运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户程序的各种操作；将用户程序的执行结果送至输出端。 系统存储器——系统程序存储器+系统数据存储器： 存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。 完美WORD格式 专业整理 知识分享 用户存储器——RAM/EPROM/EEPROM： 存放用户工作程序；存放工作数据 输入单元——带光电隔离电路： 多种辅助电源类型：AC电源DC24V输入、DC电源DC24V输入、DC电源DC12V输入；接收开关量及数字量信号（数字量输入单元）；接收模拟量信号（模拟量输入单元）；接收按钮或开关命令（数字量输入单元）；接收传感器输出信号。 输出单元——带光电隔离器及滤波器： 多种输出方式：晶体管、晶闸管、继电器；驱动直流负载（晶体管输出单元）；驱动非频繁动作的交/直流负载（继电器输出单元）；驱动频繁动作的交/直流负载（晶闸管输出单元）。 通讯及编程接口——采用RS-485或RS-422串行总线： 连接专用编程器（FX-20P、FX-10P）；连接个人电脑（PC），实现编程及在线监控；连接工控机，实现编程及在线监控；连接网络设备（如调制解调器），实现远程通讯；连接打印机等计算机外设。 I/O扩展接口——采用并行通讯方式： 扩展I/O模块；扩展位置控制模块（如F2-30GM）；扩展通讯模块（如FX-232AW等）；扩展模拟量控制模块（如FX-2DA、FX-4AD等）。 3、可编程控制器的编程工具 （1）、便携式简易编程器 完美WORD格式
第六章可编程控制器硬件、软件及工作原理
第六章可编程控制器硬件、软件及工作原理数据信息集成处理与高速传输交换、工控网（局网与工控网）及其现PC），实现编程及在线监控；3、可编程控制器的编程工具、可编程控制器内设“软继电器”类型FX0N系列可编程序控制器（应用）：种扩展模块，可组成24-128个I/O点的系统。
条功能指令，用户存储器（EEPROM）容量为2000步。
FX0N验码、比较触点等功能指令。
内装实时钟，有时钟数据比较、加减、读出/写入指令，可系列还有矩阵输入、10键输入、16键输入、数字开关、方向开关、7段显示器扫描显示、示教定时器等指令。
第六章可编程控制器硬件、软件及工作原理PLC的三个批处理工作过程对输入/输出的处理规则DEC:DECimal number），常用于：定时器/计数器的设定值；辅助继电器例：用PLC实现控制抢答器的设计。
控制任务：设计一个四组智力竞赛抢答控制程序。
控制要求为：七段数码管例1用PLC实现料斗上料生产线的控制。
料斗上料生产线示意图如图所示。
控制任务：料斗由三相异步电动机M1拖动卷扬机进行提升，料斗提升到上限位后自动翻斗卸料，翻斗时撞击SQ1，随即料斗下降，降至下限位撞击SQ2后停20s加料，同时启动皮带运输机(由三相异步电动机M2拖动)向料斗加料，20s加料到时限后第六章可编程控制器硬件、软件及工作原理ORB（0r Block）电路块或指令功能：使电路块与电路块并联ANB（AND Block）电路块或指令功能：使电路块与电路块串联第六章可编程控制器硬件、软件及工作原理MPS进栈指令、MRD读栈指令、MPP出栈指令综合应用1：PLC可逆运行反接制动（动画演示：组态王6.53教学软件系统）I/O分配：停止SB1—X1，正转起动SB2—X2，反转起动SB3—X3；速度继电器（正）SK-1—X4，速度继电器（反）SK-2—X5，正转KM1—Y1，反转KM2—Y2，R接入或切除KM3—Y3第六章可编程控制器硬件、软件及工作原理综合应用4：PLC异步机串自耦变压器起动控制（动画演示：组态王6.53教学软件系统）I/O分配：停止SB1—X1，起动SB2—X2，全压运行KM2—Y2，自耦变压器接入KM1—Y1，自耦变压器星点KM3—Y3，停车指示灯HL1—Y4，起动指示灯HL2—Y5，运行指示灯HL3—Y6综合应用5：PLC绕线式异步机串电阻起动控制（动画演示：组态王6.53教学软件系统）本例是控制程序设计完成后的交通灯控制梯形图（方案一）。