数控铣床PLC控制系统

AC110AC0VKM1行程开关油路传感器KM1SB1SB2UN+UI+KA1PCB气压传感器24V直流稳压电源ARM CWARMCCWMAGCWMAGCCWFR1FR2 图2—3 AC 110V 电源走势图

分配情况上面分别介绍的AC380V的电源电压变压过程,AC220V电源电压的输出以及AC110V电压的分配情况,系统的介绍的数控铣床各个用电器的电源选择要求,从而基本了解了数控机床的工作控制原理,也知道了数控机床是怎么样的一个工作过程。外部主要线路的布置都弄好后,也就代表着整台数控机床的硬件部分已经弄好了,现在我们就要求设计一个驱动软件来正确的指导硬件部分来工作,所以在后面的章节里我们来具体设计软件部分,在数空机床中,我们采用现代工业领域中最普遍运用的PLC控制系统来作为数控机床的控制软件,把它和硬件部分完美的结合起来,从而实现数控机床的正常可靠运行!

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第3章 PLC 控制系统的概论

3.1 PLC 的概念

在最初人们把逻辑控制的可编程控制器称为PLC,可编程控制器即简称为PLC。它实质上是经过一次开发的工业计算机。但是从另一方面来说,它是一种通用机,不经过二次开发,它就不能在任何具有的工业设备上使用。不过,自其诞生以来,电气工程技术人员感受最深刻的也正是可编程控制器二次开发程序十分容易。它在很大程度上使的工业自动化设计专业院走向了工业企业,变成了普通工程技术人员甚至普通电气工人力所能及的工作。 3.2 可编程控制器的工作原理

可编程控制器的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的,可以简单地表述为在系统程序的管理下,通过运行应用程序完成用户任务。但个人计算机与PLC的工作方式有所不同,计算机一般采用等待命令的工作方式。如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式。当键盘有键按下或I/O口有信号时则中断转入输入的程序,而PLC在确定了工作任务,装入了专用程序后成为一种专用机,它采用循环扫描工作方式,系统工作任务管理及应用程序执行都是以循环扫描方式完成的。现叙述如下。 一,

分时处理及扫描工作方式

PLC系统正常工作时要完成如下的任务。 1计算机内部各工作单元的调度,监控。 2计算机与外部设备间的通讯。 3用户程序所要完成的工作。

这些工作都是分时完成的。每项工作又都包含着许多具体的工作,以用户的完成来说又可分以下三个阶段。 1输入处理分阶段

也称输入采样。在这个分阶段中,可编程序控制器读入输入口的状态,并将它们存放在输入数据暂存区中。

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在执行程序过程中,即使输入口状态有变化,输入数据暂存区中的内容也不变,直到下一个周期的输入处理分阶段,才读入这种变化。 2程序招待阶段

在这个阶段中,可编程控制器根据本次读入的输入数据,依用户程序的顺序逐条执行用户程序。执行的结果均威信在输出状态暂存区中。 3输出处理阶段

也叫输出刷新阶段。这是一个程序执行周期的最后阶段。可编程控制器将本次用户程序的执行结果一次性地从输出状态暂存区送到各个输出口,对输出状态进行刷新。

这三个阶段也是分时完成的。为了连续地完成PLC所承担的工作,系统必须周而复始地依一定的顺序完成这一系列的具体工作。这种工作方式叫做循环扫描工作方式。

二扫描周期及PLC的两种工作状态

PLC有两种基本的工作状态,即运行(RUN)状态与停止(STOP)状态。运行状态是招待应用程序的状态。停止状态一般用于程序的编制与修改。图5-15给出了运行和停止两种状态PLC不同的扫描过程。由图可知,在这两个不同的工作状态中,扫描过程所要完成的任务是不尽相同的。

PLC在RUN工作状态时,执行一次图5-15所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期,其典型值为1~100ms。以OMRON公司C系列的P型机为例,其内部处理时间为1。26ms;执行编程器等外部设备命令所需的时间为1~2ms(未接外部设备该时间为零);输入,输出处理的执行时间小于1ms。指令执行所需的时间与用户程序的长短,指令的种类和CPU执行速度有很大关系,PLC厂家一般给出每执行1K(1K=1024)条基本逻辑指令所需的时间(以ms为单位)。一般说来,一个扫描过程中,执行指令的时间占了绝大部分。 三,输入输出滞后时间

输入输出滞后时间又称系统响应时间,是指PLC外部输入信号发生变化的时刻起至它控制的有关处部输出信号发生变化的时刻止之间的时间间隔。它由输入电路的滤波时间,输出模块的滞后时间和滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间三部分组成。

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3.3 可编程控制器的意义和特点

可以这么说可编程控制器是“为工业环境下应用”而设计的计算机。工业环境和一般办公环境有较大的区别,PLC具有特殊的构造,使它能在高粉尘,高噪声,强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。为了能控制“机械或生产过程”,它又要能“易于与工业控制系统形成一个整体”这些都是个人计算机不可能做到的。

可编程控制器能控制“各种类型”的工业设备及生产过程。它“易于扩展其功能”,它的程序能根据控制对象的不同要求,让使用者“可以编制程序”。也就是说,可编程控制器较其以前的工业控制计算机,如单片机工业控制系统,具有更大的灵活性,它可以方便地应用在各种场合,是一种通用的工业控制计算机。相对一般意义上的计算机,它不仅仅具有计算机的内核,它还配置了许多使其适用于工业控制的器件。它实质上是经过一次开发的工业控制用计算机。备受电气工程技术人员的青睐。再加上其体积小,可靠性高,搞干扰能力强,控制功能完善,适应性强,安装接线简单等众多优点,可编程控制器在部世后的短短三十年中获得了突飞猛进的发展,在工业控制中得到了非常广泛的应用。

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