数控车床厂家详解数控系统中三种PLC信息交换技术

     在数控车床的数控系统中，CNC和PLC在逻辑上是相互独立的功能单元。其信息交换是以PLC为中心，在CNC、PLC和数控机床之间进行信息传递。CNC将各种功能代码M、S、T的信息，手动／自动方式信息，各种使能信息等发给PLC。而PLC将M、S、T功能的应答信号和各坐标轴对应机床参考点的信息等发给CNC。PLC又将控制机床的执行元件以及各种状态指示和故障诊断报警等信息发给机床。而机床将操纵面板上各开关、按钮等信号以及各运动部件的限位信息等发送给PLC。

 

一、外置式PLC信息交换

 

    外置式PLC是一个通用型PLC，它完全独立于CNC装置，具备完善的硬件和软件，能够独立地完成逻辑顺序控制任务。CNC和PLC都有自己的开关量I/0接口电路，PLC的I/0点数和功能可根据数控机床辅助动作的复杂程度而定。

 

    在对某企业所使用的CK6150数控车床系统置换时，采用原有FAGOR8025数控系统加外置西门子S7-200型PLC的维修方案。PLC采用CPU226(24V直流输/16继电器输出)为主单元，扩展EM221(8进)直流24V输进单元和EM222(8)继电器输出单元组成56点的可编程控制器。PLC输出分别用于控制主轴变速、冷却油泵、刀架电机、润滑电机、液压卡盘、液压尾座以及产生各种控制指示等功能。   

 

二、内置式PLC信息交换

 

    内装型PLC也称为内置型PLC，其全部功能置于CNC内部，与CNC集成于一体。PLC的硬件和软件作为CNC的基本功能同一设计，其性能指标也由CNC系统来确定。PLC与CNC其他装置之间的信号传递在系统内部进行，PLC开关量的输出通过CNC的I/0电路完成。

 

    PLC既可与CNC之间共用CPU，也可分别设置专用的CPU。共用CPU固然可以充分利用CNC装置中微处理器的资源，但是当PLC的I/0点数太多时，会影响到CNC功能的处理速度，一般用于中低档的数控系统。采用专用CPU来完成PLC的功能，速度快，用于规模大、逻辑复杂、动作速度要求高的数控系统中。   

 

    由于内置型PLC与CNC采用内部数据总线来处理信息，使得数据处理能力强，外部接线简单，可靠性高。

 

三、开放式数控系统的PLC

 

    随着计算机技术戒速发展，大量先进的高性能计算机被直接用作数控系统的控制器。基于高性能产业控制计算机（IPC）为核心的开放式结构成为数控系统发展的主要方向。在保存传统数控系统的基础上，增加了更多的计算机系统的其他功能。其PLC常采用内置软PLC形式，PLC程序的开发一般使用高级语言。

 

    数控系统在初始化时按照“plc.h”头文件的约定，在存储区专门为PLC定义了由NC向PLC传递的内部输进只读状态变量，以及由PLC发向NC的内部输出变量。这些状态变量是NC模块在运行过程中保存的数控系统和机床的运行状态，这些数据可以供NC模块在运行过程中使用和修改，假如PLC模块在运行中需要调用这些执行变量，则以只读方式进行。

 

    状态变量的存取格式在数控系统开发时约定，编写PLC程序时应按照约定格式进行。由于采用高级语言编程，与传统的梯形图等编程方法相比固然增加了编程的复杂性，但是编程的灵活性大大增加，而且使得系统功能更加强大。在编制PLC控制程序时需仔细阅读数控系统关于PLC的具体说明。