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1、数控机床PLC功能及研究机制建设 现代制造业以自动化、集成化和柔性为发展目标，以数控技术为实现基础。数控技术也是提高劳动生产率、提升产品质量必不可少的技术手段。随着数控技术的发展，数控机床PLC功能已经成为现代机床其不可或缺的功能。目前国内数控机床PLC功能与国外同类产成品还存在一定的差距，迫切需要将数控机床PLC功能进一步完善。 数控技术 PLC1.PLC在数控系统上的应用可编程逻辑控制器（PLC）的特点现代的PLC技术应用更加成熟其特点如下：可靠性高，抗干扰能力强;通用性强，控制程序可变，使用方便;功能强，适应面广;编程简单，容易掌握;减少了控制系统的设计及施工的工作量;体积小、重量轻、功
2、耗低、维护方便。2.PLC在数控系统上的应用数控机床上PLC的类型目前PLC已经成为数控机床基本的不可缺少的控制装置。数控机床的PLC大致可以分为两种类型。一是独立型PLC：一般由PLC生产厂家生产;另一种是数控系统生产厂家专门为数控机床顺序控制而设计，与数控系统设计成一体的内装型PLC。（1）独立型PLC。独立型PLC又称通用型PLC。这种PLC具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。数控机床应用的独立型PLC，一般采用中型或大型PLC，I/O点数一般在200点以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安装方便，功能易于扩展和变换等优点。（2）内装型PLC，内装型PLC从属于CNC
3、装置，具有以下特点：内装型PLC实际上是CNC装置带有PLC功能，存在于CNC系统的内部，不能脱离数控系统，单独完成控制要求。内装型PLC的性能指标（如I/O点数、程序最大执行步数、每步执行时间、程序扫描时间、功能指令数目等）由所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定。硬件和软件部分作为CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统一起统一设计制造的。内装型PLC适用于单台数控机床及加工中心等场合。3.数控机床PLC上位机软件设计数控系统PLC功能按实现的运行环境可以分为上位机和下位机两部分。本文的上位机运行环境为PC机，下位机运行环境则为数控系统端编程软件实现的Linux环境。其中上
4、位机的PLC软件，具有开放性好，扩展能力强等优点，是PLC技术发展的一个趋势。（1）软件PLC的系统构架和编程环境。程序的主框架设计是软件PLC的基础，好的主框架是软件PLC功能完美实现的基础。上位机的PLC软件应该包括的基本功能有：梯形图的显示、编辑、梯形图的语法检查、梯形图的编译、PLC的实时通信、将生成的目标代码传送到相应的运行平台。如图3.1所示，虚线框内的部分在Visual C+6.0这个开发平台上实现。除此之外，基本的打开、保存、新建等基本编辑功能也是软件PLC应该实现的功能。图3.1 软件PLC系统构架（2） PLC编译功能的实现。IEC 61131-3是PLC程序的国际标准，此
5、编程标准包括5种PLC编程语言：梯形图、功能块图，顺序功能图，结构文本和指令表。其中梯形图和指令表最为简单易用，应用的范围最为广泛。指令语言是利用助记符的形式来表示程序的编程语言，虽然没有梯形图直观，但是比较容易转化为计算机能够识别的机器语言。4.下位机界面和基本功能的实现通常将数控系统的界面部分称之为上位机，数控系统的底层运动控制部分为下位机。为解决数控系统的封闭式结构，因此选用了Linux操作系统作为数控系统程序的开发环境。可编程顺序逻辑控制器（PMC）功能是对数控机床进行顺序控制，以CNC内部和机床各行程开关、继电器、传感器、按钮等的开关量信号状态为条件，按照事先规定好的梯形图或指令语言
6、的逻辑顺序对刀具的更换、主轴换向与启停，工件的松开与夹紧，润滑、冷却、液压等系统运行的控制。数控系统PMC梯形图的单元数据结构应该与上位机的保持一致;为便于梯形图在数控系统端的修改，下位机PMC应该具有元件编辑功能，同时要与上位机的梯形图编程软件的编辑功能实现形式上相一致。指令译码功能是PMC必须具备的功能。梯形图转化成指令语言与前面上位机转化的过程一致。点击指令按钮，系统调用内部语句生成指令语言的数据结构体。并在这个过程中对梯形图检错，若有错误的话，转化过程终止，提示错误的行和错误类型，便于用户修改程序。5.结论数控机床的PLC功能是中高档数控机床发展的一个必然趋势。本文对数控系统的PLC功能的实现过程中的关键技术的实现进行的深入的研究与探讨。在PC机端开发PLC应用软件，提出了界面的开发流程和梯形图和指令语言之间相互转化的方法。参考文献【1】孙鑫，余安萍，VC+深入详解，北京：电子工业出版社，2009