第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3.1 PLC概述
3.2 PLC的基本应用知识
3.3 数控机床 PLC系统的设计及调试
3.4 数控机床 PLC应用实例
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3.1 PLC概述
3.1.1 PLC的 特点 与 分类
3.1.2 PLC的 组成 及 工作方式
3.1.4 梯形图 和 语句表
3.1.3 常见的 编程语言
第
三
章
可
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序
控
制
器
(PLC)
3.1.1 PLC的特点与分类
? PLC的特点
(1)PLC是一种专用于工业顺序控制的微机系统。
(2)PLC是专为在恶劣的工业环境下使用而设计的，所以
具有很强的抗干扰能力。
(3)结构紧凑、体积小，很容易装入机床内部或电气箱内，
便于实现动作复杂的控制逻辑和数控机床的机电一体
化。
(4)采用梯形图编程方式。
(5)PLC可与编程器、个人计算机等连接，可以很方便地
实现程序的显示、编辑、诊断、存储和传送等操作。
第
三
章
可
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序
控
制
器
(PLC)
3.1.1 PLC的特点与分类
?PLC的分类
PLC的产品很多，型号规格也不统一，可以从结构、
原理、规模等方面分类。从数控机床应用的角度分，可
编程控制器可分为两类：一类是 CNC的生产厂家将数控
装置 (CNC)和 PLC综合起来而设计的“内装
型” (Build—inType)PLC；另一类是专业的 PLC生产
厂家的产品，它们的输入／输出信号接口技术规范、输
入／输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能均能
满足数控机床的控制要求，称为“独立型” (Sand—
alone Type)PLC。
内装型 PLC
独立型 PLC
第
三
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控
制
器
(PLC)
内装型 PLC
?内装型 PLC从属于 CNC装置,PLC与 CNC装置之间的
信号传送在 CNC装置内部即可实现。 PLC与数控机床之
间则通过 CNC输入／输出接口电路实现信号传送。
?特点：
(1)内装型 PLC实际上是 CNC装置带有的 PLC功能。
(2)内装型 PLC系统适用于单机数控设备的应用场合。
(3)内装型 PLC可与 CNC共用 CPU，也可以单独使用一
个 CPU 。
(4)采用内装型 PLC结构,CNC系统可以具有某些高级
控制功能。
世界著名的 CNC系统厂家在其生产的 CNC产品中，
大多开发了内装型 PLC功能。
系统框图
第
三
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制
器
(PLC)
内装型 PLC的 CNC系统框图
第
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器
(PLC)
?独立型 PLC又称外装型或通用型 PLC。对数控机床而
言，独立型 PLC独立于 CNC装置，具有完备的硬件结构
和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。采用独立
型 PLC的数控系统框图。
?特点：
(1)独立型 PLC具有 CPU及其控制电路，系统程序存储器、
用户程序存储器、输入／输出接口电路、与编程器等外
部设备通信的接口和电源等基本功能结构。
(2)独立型 PLC一般采用积木式模块结构或插板式结构，
各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板，具有安
装方便、功能易于扩展和变更的优点。
(3)性能／价格比不如内装型 PLC。
独立型 PLC
系统框图
第
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控
制
器
(PLC)
独立型 PLC的 CNC系统框图
第
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器
(PLC)
3.1.2 PLC的组成及工作方式
?PLC的组成
微处理器 (CPU)、存储器、用户输人／输出部分、输
入／输出扩展接口、外围设备以及电源等。对于内装型
PLC,CPU、存储器、外围设备、电源等部分一般与
CNC装置共用。
第
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器
(PLC)
?各组成部分的功能
(1)CPU与通用微机 CPU一样，它是 PLC的核心。
(2)PLC有系统存储器和用户存储器，前者用作存储
监控程序、模块化应用子程序和各种系统参数等。后
者用作存放用户程序。
(3)用户输入／输出部分包括输入／输出接口，输入
／输出控制电路及隔离电路等，用作 PLC与外部输入
／输出设备进行连接。
(4)当主机默认的 I／ O点数不够时，可选配 I／ O扩展
模块，但不能单独使用。
(5)外围设备根据 PLC的型号与厂家的不同，可配置
编程设备、程序写入器、用户程序卡、磁带机、打印
机,A／ D,D／ A、高速计数器,RS232／ 485通信
接口、光纤通信接口等。
第
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(PLC)
3.1.2 PLC的组成及工作方式
?PLC的工作方式
PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周
期执行一条指令。对用户程序的执行一般有循环扫描和
定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶
段、程序执行阶段和输出刷新阶段 。
第
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器
(PLC)
?扫描过程
(1)输入采样阶段。 PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读
人所有输入端子的状态，存人输人寄存器，接着转入程序
执行阶段。
(2)程序执行阶段。 PLC在程序执行阶段中顺序对每条指令
进行扫描。先从输人寄存器读人所有输入端子的状态。若
程序中规定要读人某输出状态，则也在此时读入。然后进
行逻辑运算，最后将结果送人输出寄存器。
(3)输出刷新阶段。所有指令执行完毕后，将输出寄存器中
所有的输出状态送到输出电路，成为 PLC的实际输出。
PLC执行完上述的三个阶段称为一个扫描周期。
第
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器
(PLC)
3.1.3 常见的编程语言
?常见的编程语言
梯形逻辑图 (LAD)
指令语句表 (STL)
计算机的通用语言
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(PLC)
3.1.4 梯形图和语句表
?梯形图
(1)梯形图的结构是采用“触点”、“线圈” (或称继电器线
圈 )、“功能图”等图形符号表达输出与输入的逻辑关系。
(2)梯形图是沿从上到下、从左到右，一个梯级一个梯级地
顺序进行工作，当执行至顺序程序结束时，又返回开头重
复执行。
(3)高级顺序和低级顺序。 应把需要迅速处理的信号及快速
响应的顺序编在高级顺序中，如急停、坐标轴极限超程等
逻辑，其他信号则编在低级顺序中。
第
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器
(PLC)
?绘制梯形图的原则
(1)梯形图按从上到下、从左到右的顺序绘制。继电器
线圈在最右侧，若存在左右的电力轨线，则整个逻辑
图形似梯形。
(2)对电路各元件分配编号。
(3)在梯形图中输入触点用来表示用户输入设备的输入
信号。
(4)在梯形图中，同一继电器的常开、常闭触点可以多
次被使用，不受限制，但同一继电器的线圈只能使用
一次，否则仅最后一次操作有效。
第
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器
(PLC)
3.1.4 梯形图和语句表
?语句表
(1)基本指令
(2)功能指令：包括有定时器指令、计数器指令、顺序结
束指令、译码指令、旋转指令及乘除运算等。
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(PLC)
3.2 PLC的基本应用知识
3,2,1 CNC侧与 MT侧的概念
3,2,2 接口信息
3,2,3 安全互锁
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(PLC)
3,2,1 CNC侧与 MT侧的概念
?“CNC侧”包括 CNC系统的硬件软件以及 CNC系统的外
部设备。
?,MT侧”则包括机床的机械部分、液压、气压、冷却、
润滑、排屑等辅助装置，以及机床操作面板、继电器线
路、机床强电线路等。
? MT侧顺序控制的最终对象的数量随数控机床的类型、
结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越
复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。相比而言
柔性制造单元 (FMC)、柔性制造系统 (FMS)的受控对象数
量多，而数控车床、数控铣床的受控对象数量较少。
第
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控
制
器
(PLC)
3,2,2 接口信息
?电气接口
? 从信号的流向来看包括输入接口和输出接口
? 从信号的幅值特性来看包括模拟量接口和开关量接口
开关量输入接口
开关量输出接口
模拟量输出接口
第
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制
器
(PLC)
开关量输入接口
开关量输入接口等效
电路 ——NPN型
开关量输入接口等效
电路 ——PNP型
第
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控
制
器
(PLC)
开关量输出接口
开关量输出接口等效
电路 ——NPN型
开关量输出接口等效
电路 ——PNP型
第
三
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器
(PLC)
模拟量输出接口
第
三
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器
(PLC)
3,2,2 接口信息
? 寄存器接口
输入寄存器 (X／ I)
输出寄存器 (Y／ O)
辅助寄存器 (R／ M)
计数器 (C)
定时器 (T)
断电保存寄存器 (B／ M)
用户指令寄存器 (P)
CNC状态寄存器 (F)
CNC控制寄存器 (G)
第
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器
(PLC)
1、输入寄存器 (X／ I)——保存各输入接口的状态。
2、输出寄存器 (Y／ O)——保存各输出接口的状态。
3、辅助寄存器 (R／ M)。辅助寄存器又称中间寄存器，
用于保存运算中所需要的中间变量的状态。在 PLC内
起传递信号的作用。
第
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器
(PLC)
4、计数器
计数器 (COUNTER，简称 C或 CNT)有一个时钟脉冲端 (CP)，它接
受 PLC内各种软继电器送入的脉冲信号，在图中为输入继电器触点
X00，当 X00由断开到闭合，每变换一次输入一个脉冲信号，计数器
就从当前值减 1，直到计数器当前值为 0时，计数器线圈通电，它的常
开触点闭合、常闭触点断开，这些触点都可以在 PLC内选择使用。
第
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器
(PLC)
5,定时器
当输入继电器 X00接受到输入信号后，触点 X00接通，即为逻
辑 1状态，定时器线圈通电开始计时，经过设定时间 (图中为 10s)
后，其常开触点 TOO闭合，输出继电器 Y00线圈通电即为 1状态。
定时器 (TIMER，简写 T)的工作时间即延时时间由程序设定。
定时器线圈接受到输入信号后，按数值递减的方式进行。当前数
值变为 0时进行一次输出，即定时器常开触点闭合。
第
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器
(PLC)
6、断电保存寄存器 (B／ M)。 PLC上电工作时，除去已
闭合的输入条件，其他寄存器的值都为 0。
断电保存寄存器除具有辅助寄存器功能外，还具有
断电保存的功能，即 PLC上电时保持上次断电时的状态。
7、用户指令寄存器 (P)。一般在内装式 PLC中提供，各
寄存器的含义由 PLC定义。
8,CNC状态寄存器 (F)。一般在内装式 PLC中提供，各
寄存器的含义由数控系统软件定义。
9,CNC控制寄存器 (G)。一般在内装式 PLC中提供，各
寄存器的含义由数控系统软件定义。
第
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制
器
(PLC)
3,2,3 安全互锁
?定义
若目前有 A,B两个过程，出于安全的目的，当 A动
作后将限制 B的动作，称 A对 B有安全互锁；若 B对 A也有
安全互锁，称 A,B之间安全互锁。
?功能
1、急停
2、限位
3、进给驱动装置
4、主轴单元
5、三相异步电动机换向
6、换刀
第
三
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(PLC)
3.3 数控机床 PLC系统的设计及调试
3,3,1 PLC系统设计步骤
3,3,2 PLC程序设计
3,3,3 PLC调试
第
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章
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制
器
(PLC)
3,3,1 PLC系统设计步骤 -1
1、工艺分析
首先，对被控机床设备的工艺过程、工作特点、控
制系统的控制过程、功能和特性进行分析，估算 I／ O开
关量的点数,I／ O模拟量的接口数量和精度要求，从而
对 PLC提出整体要求。
2．系统调研
根据设备的要求，对初步选定的数控系统进行调研，
了解其所提供的 PLC系统的功能和特点 。
第
三
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制
器
(PLC)
3,3,1 PLC系统设计步骤 -2
3、确定方案
主要是从 PLC的角度对数控系统提出要求，从而确
定数控系统的方案。
在选择独立型 PLC时主要考虑以下 4个因素
?功能范围。
? I／ O点数。
?存储器容量。 根据系统大小不同，选择用户存储器容
量不同的 PLC选择方法主要凭经验估算，其估算法有下
列两种：
(a)PLC内存容量 (指令条数 )约等于 I／ O总点数的 10～ 15
倍；
(b)指令条数＝ 6× (I／ O)+2× (Tm+Ctr)，式中,Tm为
定时器总数,Ctr为计数器总数。有时可在其基础上增
加 20％的裕量。
?处理时间。 PLC从处理一个输入信号到产生一个输出
信号所需的时间称为处理时间。
第
三
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器
(PLC)
3,3,1 PLC系统设计步骤 -3
4．电气设计
PLC控制系统的电气设计包括：原理图、元器件清单、电柜布
置图、接线图与互连图。电气设计时特别要注意：
(1)PLC输出接口的类型，是继电器输出还是光电隔离输出等。
(2)PLC输出接口的驱动能力，一般继电器输出为 2A，光隔输出为
500mA。
(3)模拟量接口的类型和极性要求，一般有电流型输出 (一 29mA～
+20mA)和电压型输出 (一 10V～ +10V)两种可选。
(4)采用多直流电源时的共地要求。
(5)输出端接不同负载类型时的保护电路。执行电器若为感性负载，
需接保护电路，电源为直流可加续流二极管，电源为交流可加阻容
吸收电路。
(6)若电网电压波动较大或附近有大的电磁干扰源，应在电源与
PLC间加设隔离变压器、稳压电源或电源滤波器。
(7)注意 PLC的散热条件，当 PLC的环境温度大于 55℃ 时，要用风
扇强制冷。
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
3,3,2 PLC程序设计
PLC程序设计的常用方法
PLC程序设计的一般步骤
PLC程序设计的一般原则
第
三
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器
(PLC)
PLC程序设计的常用方法
1、状态表法是从传统继电器逻辑设计方法继
承而来，经过适当改进，适合于可编程控制器
梯形图设计的一种方法。但状态表法仅适合于
单一顺序问题的程序设计，对于具有并行顺序
和选择顺序的问题就显得无能为力了。
２、功能图法是先将控制要求表达为功能图，
用功能图来说明可编程控制器所要完成的控制
功能，然后由功能图写出逻辑方程，再画出梯
形图或写出指令。
３、流程图法是熟悉计算机高级语言的程序设
计人员常用的程序设计方法。
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
PLC程序设计的一般步骤
１、若所采用的 PLC自带有程序，应该详细了解程序已
有的功能和对现有需求的满足程度和可修改性。尽量采
用 PLC自带的程序。
２、将所有与 PLC相关的输入信号 (按钮、行程开关、
速度及温度等传感器 )，输出信号 (接触器、电磁阀、信
号灯等 )分别列表，并按 PLC内部接口范围，给每个信
号分配一个确定的编号。
３、详细了解生产工艺和设备对控制系统的要求。画出
系统各个功能过程的工作循环图或流程图、功能图及有
关信号的时序图。
４、按照 PLC程序语言的要求设计梯形图或编写程序清
单。梯形图上的文字符号应按现场信号与 PLC内部接口
对照表的规定标注。
第
三
章
可
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程
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控
制
器
(PLC)
PLC程序设计的一般原则
１、保证人身与设备安全的设计永远都不是多
余的。
２,PLC程序的安全设计，并不代表硬件的安
全保护可以省略。
３、了解 PLC自身的特点。
４、设计调试点易于调试。
５、模块化设计。
６、尽量减少程序量。
７、全面的注释，便于维修。
第
三
章
可
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程
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控
制
器
(PLC)
3,3,3 PLC调试
1、输入程序
2、检查电气线路
3、模拟调试
模拟调试可以采用系统提供的模拟台调试，也可以
在关闭系统强电的条件下模拟调试，例如关闭主轴强电
空开，那么调试中即使 PLC动作有误，由于主轴电动机
不会实际运转，所以也不会引起事故。
4、运行调试
5、非常规调试，验证安全保护和报警的功能
这部分工作一般也分为模拟调试和运行中调试，以
防如果保护功能失效而损坏器件和设备。
6、安全检查并投入考验性试运行
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
3.4 数控机床 PLC应用实例
主轴系统
车床刀架
过程分析
安全互锁
程序设计
过程分析
安全互锁
程序设计
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
主轴系统 -过程分析
?主轴的控制包括正转、反转、停止、制动和冲
动等。
?要求：按正转按钮时电动机正转；按反转按钮
时电动机反转；按停止按钮时电动机停止，并控
制制动器制动 2s；按下冲动按钮电动机正转 0.5s，
然后停止；电动机过载报警后正／反转按钮冲动
按钮无效。
电气设计图
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
电气设计图 器件说明
第
三
章
可
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程
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控
制
器
(PLC)
器件含义
第
三
章
可
编
程
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控
制
器
(PLC)
主轴系统 -安全互锁
?在电气安全互锁设计方面，主轴正 /反转在接
触器和继电器分别进行了安全互锁；主轴正／
反转对刀具松进行了安全互锁；急停对主轴运
转进行了安全互锁。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
主轴系统 -程序设计
与主轴控制相关的输入／输出寄存器包括：
? 输入寄存器,X1.4——正转
X1.5——反转
X1.6——停止
X1.7——冲动
X8.5——报警
? 输出寄存器,Y5.0——正转
Y5.1——反转
Y5.2——制动
Y5.3——松刀
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -1
1,LD X1.4 读取主轴正转按钮
2,OR R0.0 R0.0自锁
3,AND X8.5 无报警
4,ANI Y5.3 刀具未松开
5,AND X1.6 停止按钮未按下 (停止按钮硬件上是常闭连接 )
6,ANI Y5.1 反转无输出
7,ANI Y5.2 主轴未制动
8,OUT R0.0 输出中间变量 R0.0，并自锁
—主轴正转条件都满足，则按下正转按钮后，输出 R0.0并自锁 —
9,LD X1.7 读取主轴冲动按钮
10,OR R0.1 R0.1互锁
11,ANI T1 若 T1计时未完成
12,OUT R0.1 输出 R0.1
13,OUT T1 K5 T1计时 0.5 s
—按下主轴冲动按钮后,R0,1输出 0.5s后关闭 —
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -2
14,LD R0.0 读取 R0.0
15,OR R0.1 或 R0.0
16,AND X8.5 无报警
17,ANI Y5.3 刀具未松开
18,AND X1.6 停止按钮未按下
19,ANI Y5.1 反转无输出
20,ANI Y5.2 主轴未制动
21,OUT Y5.0 输出 Y5.0控制主轴正转
—主轴正转条件满足后,R0.0和 R0.1任意一个有输出则输出 Y5.0
控制主轴正转，实现了主轴连续正转和每次按下主轴冲动按钮，
主轴正向冲动 0.5 s的功能 —
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -3
22,LD X1.6 读取主轴停止按钮
23,OR Y5.2 主轴制动自锁
24,ANI T2 若 T2计时未完成
25,OUT Y5.2 输出主轴制动
26,OUT T2 K20 T2计时 2s
—按下主轴停止按钮后,Y5.2输出制动主轴 2s后断开 —
27,LD X1.5 读取主轴反转按钮
28,OR Y5.1 主轴反转自锁
29,AND X8.5 报警
30,ANl Y5.3 刀具末松开
31,AND X1.6 停止按钮未按下
32,ANI Y5.0 正转无输出
33,ANI Y5.2 主轴未制动
34,OUT Y5.1 输出 Y5.1控制主轴反转
35,END
—主轴反转条件都满足，则按下反转按钮后，输出 Y5.1并自锁 —
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
车床刀架 -过程分析
?换刀动作由 T指令或手动换刀按钮启动，换刀过程：
(a)刀架电动机正转；
(b)检测到所选刀位的有效信号后，停止刀架电动机，并
延时 (100ms)；
(c)延时结束后刀架电动机反转锁死刀架，并延时
(500ms)；
(d)延时结束后停止刀架电动机，换刀完成。
?车床刀架不存在刀具交换的问题，刀具选好后即可以
开始加工，因此，车床的换刀由 T指令 (选刀指令 )完成，
而不需要换刀指令 (M06指令 )的参与。
车床刀架示意图 电气设计图
第
三
章
可
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制
器
(PLC)
车床刀架示意图
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
电气设计图 器件说明
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
器件含义
第
三
章
可
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制
器
(PLC)
车床刀架 -安全互锁
?刀架电动机长时间旋转 (如 20s)，而检测不到
刀位信号，则认为刀架出现故障，立即停止刀
架电动机，以防止将其损坏并报警提示。
? 刀架电动机过热报警时，停止换刀过程，并
禁止自动加工。
第
三
章
可
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序
控
制
器
(PLC)
车床刀架 -程序设计
?自动刀架控制涉及的输入／输出寄存器
X2.7——刀架电动机过热报警输入
X3.0～ X3.3——1～ 4号刀到位信号输入
X30.6——手动刀位选择按钮信号输入
X30.7——手动换刀启动按钮信号输入
Y0.6——刀架正转继电器控制输出
Y0.7——刀架反转继电器控制输出
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
?PLC程序按定时循环扫描的方式执行，与换刀相关的
程序扫描周期为 16ms，用 plc1_time表示。程序中利用
这一点实现定时 (延时 )功能。
?程序中用到的变量
1,*sys_ext_alm()：用于设定外部报警，为 16位二进
制数，每一位代表一个报警，可设定 0～ 15共 16个外部
报警。某位为 1时，相对应的外部报警显示，为 0时则清
除相对应的报警。
2,mod_T_code(0),T指令代码，一般为三位十进制
数，百位表示刀号，个位、十位表示刀偏号。置,-1”
时 T指令完成。
3,T_stage：定义换刀顺序标记的局部变量 (字符型 )。
4,T_stage_dwell：定义换刀延时时间的局部变量 (无
符号整型 )。
5,T_NO：定义所选刀号的局部变量 (字符型 )。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -1
if ((X[2]&0x80)==0) ／／若电动机过热 (X2.7为 0)
{ *sys_ext_alm()|=4; ／／则显示 2号外部报警：刀架
／／电动机过热
mod_T_code(0)= -1; ／／强制 T指令完成
return; } ／／从 T指令处理程序返回到 PLC主程序
(以下简称“返回” )
else ／／否则
*sys_ext_alm()&= ～ 4; ／／清除 2号外部报警
T_NO=mod_T_code(0)／ 100; ／／由 T指令获得所要选
／／的刀号
／／例如 T121，指选 1号刀，刀偏值取 21号
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -2
if(T_stage_dwell>plcl_time) ／／若设定的换刀延时
／／时间未完成
{ T_stage_dwell- =plcl_time; ／／则延时时间减去本
／／程序执行周期的扫描时间
return;} ／／并且返回
else ／／否则
T_stage_dwell=0; ／／清零为下次延时准备
／／进入 switch结构，执行换刀顺序的下一步
switch(T_stage) ／／读取换刀顺序标记
{case 0; ／／换刀第 0步
Y[0] | =0x40; ／／输出 Y0.6，刀架正转
break; ／／退出 switch结构
(以下简称“退出” )
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -3
case 1; ／／换刀第 1步
if((X[3]&0xF)!=(1<<(T_NO- 1)))
{ ／／若本扫描周期读取的刀位信号不是所选刀
T_stage=0; ／／则回到换刀第 0步，即保持正转
／／继续找刀
T_change_time+=plcl_time; ／／记录正转时间
If(T_change_time>8 000) ／／若超过 8s没有找到
／／目标刀位
{*sys_ext_alm()| =8; ／／则显示 3号外部报警换刀超时
Y[0]&=～ 0x40; ／／停止电动机
mod_T_code(0)＝ - 1; ／／ T指令强制完成
break;} ／／退出
else
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -4
*sys_ext_alm()&=～ 8; ／／否则清除 3号外部报警
break; } ／／退出
Y[0]&=～ 0x40; ／／否则表示以到达所选刀位，
／／ Y0.6置零，停止刀架正转
T_stage_dwell=100; ／／设定停止延时 =100ms
break; ／／退出
case 2,／／换刀第 2步
Y[0]| =0x80; ／／ Y0.7置 1，刀架电动机反转
／／锁死刀架
T_stage_dwell=500; ／／反转时间为 500ms
break; ／／退出
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -5
case 3,／／换刀第 3步
Y[0]&=～ 0x80; ／／ Y0.7置 0，刀架电动机停止旋转
mod_T_code(0)= -1; ／／置 T指令完成标记
break; } ／／退出
T_stage++； ／／换刀顺序标记加 1
／／若顺利，下面的程序扫描周期中
／／待延时时间完成后自动进入换刀顺序过程的下一步
?换刀可以用手动按钮实现,PLC处理程序与上面相似，
只是换刀号,T—NO”的获取方法不是靠 T指令，而是靠
选刀按钮设定，可尝试自己编写车床自动刀架手动换刀
的 PLC程序。
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3.1 PLC概述
3.2 PLC的基本应用知识
3.3 数控机床 PLC系统的设计及调试
3.4 数控机床 PLC应用实例
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3.1 PLC概述
3.1.1 PLC的 特点 与 分类
3.1.2 PLC的 组成 及 工作方式
3.1.4 梯形图 和 语句表
3.1.3 常见的 编程语言
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
3.1.1 PLC的特点与分类
? PLC的特点
(1)PLC是一种专用于工业顺序控制的微机系统。
(2)PLC是专为在恶劣的工业环境下使用而设计的，所以
具有很强的抗干扰能力。
(3)结构紧凑、体积小，很容易装入机床内部或电气箱内，
便于实现动作复杂的控制逻辑和数控机床的机电一体
化。
(4)采用梯形图编程方式。
(5)PLC可与编程器、个人计算机等连接，可以很方便地
实现程序的显示、编辑、诊断、存储和传送等操作。
第
三
章
可
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序
控
制
器
(PLC)
3.1.1 PLC的特点与分类
?PLC的分类
PLC的产品很多，型号规格也不统一，可以从结构、
原理、规模等方面分类。从数控机床应用的角度分，可
编程控制器可分为两类：一类是 CNC的生产厂家将数控
装置 (CNC)和 PLC综合起来而设计的“内装
型” (Build—inType)PLC；另一类是专业的 PLC生产
厂家的产品，它们的输入／输出信号接口技术规范、输
入／输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能均能
满足数控机床的控制要求，称为“独立型” (Sand—
alone Type)PLC。
内装型 PLC
独立型 PLC
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
内装型 PLC
?内装型 PLC从属于 CNC装置,PLC与 CNC装置之间的
信号传送在 CNC装置内部即可实现。 PLC与数控机床之
间则通过 CNC输入／输出接口电路实现信号传送。
?特点：
(1)内装型 PLC实际上是 CNC装置带有的 PLC功能。
(2)内装型 PLC系统适用于单机数控设备的应用场合。
(3)内装型 PLC可与 CNC共用 CPU，也可以单独使用一
个 CPU 。
(4)采用内装型 PLC结构,CNC系统可以具有某些高级
控制功能。
世界著名的 CNC系统厂家在其生产的 CNC产品中，
大多开发了内装型 PLC功能。
系统框图
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
内装型 PLC的 CNC系统框图
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
?独立型 PLC又称外装型或通用型 PLC。对数控机床而
言，独立型 PLC独立于 CNC装置，具有完备的硬件结构
和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。采用独立
型 PLC的数控系统框图。
?特点：
(1)独立型 PLC具有 CPU及其控制电路，系统程序存储器、
用户程序存储器、输入／输出接口电路、与编程器等外
部设备通信的接口和电源等基本功能结构。
(2)独立型 PLC一般采用积木式模块结构或插板式结构，
各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板，具有安
装方便、功能易于扩展和变更的优点。
(3)性能／价格比不如内装型 PLC。
独立型 PLC
系统框图
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
独立型 PLC的 CNC系统框图
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
3.1.2 PLC的组成及工作方式
?PLC的组成
微处理器 (CPU)、存储器、用户输人／输出部分、输
入／输出扩展接口、外围设备以及电源等。对于内装型
PLC,CPU、存储器、外围设备、电源等部分一般与
CNC装置共用。
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
?各组成部分的功能
(1)CPU与通用微机 CPU一样，它是 PLC的核心。
(2)PLC有系统存储器和用户存储器，前者用作存储
监控程序、模块化应用子程序和各种系统参数等。后
者用作存放用户程序。
(3)用户输入／输出部分包括输入／输出接口，输入
／输出控制电路及隔离电路等，用作 PLC与外部输入
／输出设备进行连接。
(4)当主机默认的 I／ O点数不够时，可选配 I／ O扩展
模块，但不能单独使用。
(5)外围设备根据 PLC的型号与厂家的不同，可配置
编程设备、程序写入器、用户程序卡、磁带机、打印
机,A／ D,D／ A、高速计数器,RS232／ 485通信
接口、光纤通信接口等。
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
3.1.2 PLC的组成及工作方式
?PLC的工作方式
PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周
期执行一条指令。对用户程序的执行一般有循环扫描和
定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶
段、程序执行阶段和输出刷新阶段 。
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
?扫描过程
(1)输入采样阶段。 PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读
人所有输入端子的状态，存人输人寄存器，接着转入程序
执行阶段。
(2)程序执行阶段。 PLC在程序执行阶段中顺序对每条指令
进行扫描。先从输人寄存器读人所有输入端子的状态。若
程序中规定要读人某输出状态，则也在此时读入。然后进
行逻辑运算，最后将结果送人输出寄存器。
(3)输出刷新阶段。所有指令执行完毕后，将输出寄存器中
所有的输出状态送到输出电路，成为 PLC的实际输出。
PLC执行完上述的三个阶段称为一个扫描周期。
第
三
章
可
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程
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控
制
器
(PLC)
3.1.3 常见的编程语言
?常见的编程语言
梯形逻辑图 (LAD)
指令语句表 (STL)
计算机的通用语言
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
3.1.4 梯形图和语句表
?梯形图
(1)梯形图的结构是采用“触点”、“线圈” (或称继电器线
圈 )、“功能图”等图形符号表达输出与输入的逻辑关系。
(2)梯形图是沿从上到下、从左到右，一个梯级一个梯级地
顺序进行工作，当执行至顺序程序结束时，又返回开头重
复执行。
(3)高级顺序和低级顺序。 应把需要迅速处理的信号及快速
响应的顺序编在高级顺序中，如急停、坐标轴极限超程等
逻辑，其他信号则编在低级顺序中。
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
?绘制梯形图的原则
(1)梯形图按从上到下、从左到右的顺序绘制。继电器
线圈在最右侧，若存在左右的电力轨线，则整个逻辑
图形似梯形。
(2)对电路各元件分配编号。
(3)在梯形图中输入触点用来表示用户输入设备的输入
信号。
(4)在梯形图中，同一继电器的常开、常闭触点可以多
次被使用，不受限制，但同一继电器的线圈只能使用
一次，否则仅最后一次操作有效。
第
三
章
可
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控
制
器
(PLC)
3.1.4 梯形图和语句表
?语句表
(1)基本指令
(2)功能指令：包括有定时器指令、计数器指令、顺序结
束指令、译码指令、旋转指令及乘除运算等。
第
三
章
可
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程
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控
制
器
(PLC)
3.2 PLC的基本应用知识
3,2,1 CNC侧与 MT侧的概念
3,2,2 接口信息
3,2,3 安全互锁
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
3,2,1 CNC侧与 MT侧的概念
?“CNC侧”包括 CNC系统的硬件软件以及 CNC系统的外
部设备。
?,MT侧”则包括机床的机械部分、液压、气压、冷却、
润滑、排屑等辅助装置，以及机床操作面板、继电器线
路、机床强电线路等。
? MT侧顺序控制的最终对象的数量随数控机床的类型、
结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越
复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。相比而言
柔性制造单元 (FMC)、柔性制造系统 (FMS)的受控对象数
量多，而数控车床、数控铣床的受控对象数量较少。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3,2,2 接口信息
?电气接口
? 从信号的流向来看包括输入接口和输出接口
? 从信号的幅值特性来看包括模拟量接口和开关量接口
开关量输入接口
开关量输出接口
模拟量输出接口
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
开关量输入接口
开关量输入接口等效
电路 ——NPN型
开关量输入接口等效
电路 ——PNP型
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
开关量输出接口
开关量输出接口等效
电路 ——NPN型
开关量输出接口等效
电路 ——PNP型
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
模拟量输出接口
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3,2,2 接口信息
? 寄存器接口
输入寄存器 (X／ I)
输出寄存器 (Y／ O)
辅助寄存器 (R／ M)
计数器 (C)
定时器 (T)
断电保存寄存器 (B／ M)
用户指令寄存器 (P)
CNC状态寄存器 (F)
CNC控制寄存器 (G)
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
1、输入寄存器 (X／ I)——保存各输入接口的状态。
2、输出寄存器 (Y／ O)——保存各输出接口的状态。
3、辅助寄存器 (R／ M)。辅助寄存器又称中间寄存器，
用于保存运算中所需要的中间变量的状态。在 PLC内
起传递信号的作用。
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
4、计数器
计数器 (COUNTER，简称 C或 CNT)有一个时钟脉冲端 (CP)，它接
受 PLC内各种软继电器送入的脉冲信号，在图中为输入继电器触点
X00，当 X00由断开到闭合，每变换一次输入一个脉冲信号，计数器
就从当前值减 1，直到计数器当前值为 0时，计数器线圈通电，它的常
开触点闭合、常闭触点断开，这些触点都可以在 PLC内选择使用。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
5,定时器
当输入继电器 X00接受到输入信号后，触点 X00接通，即为逻
辑 1状态，定时器线圈通电开始计时，经过设定时间 (图中为 10s)
后，其常开触点 TOO闭合，输出继电器 Y00线圈通电即为 1状态。
定时器 (TIMER，简写 T)的工作时间即延时时间由程序设定。
定时器线圈接受到输入信号后，按数值递减的方式进行。当前数
值变为 0时进行一次输出，即定时器常开触点闭合。
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
6、断电保存寄存器 (B／ M)。 PLC上电工作时，除去已
闭合的输入条件，其他寄存器的值都为 0。
断电保存寄存器除具有辅助寄存器功能外，还具有
断电保存的功能，即 PLC上电时保持上次断电时的状态。
7、用户指令寄存器 (P)。一般在内装式 PLC中提供，各
寄存器的含义由 PLC定义。
8,CNC状态寄存器 (F)。一般在内装式 PLC中提供，各
寄存器的含义由数控系统软件定义。
9,CNC控制寄存器 (G)。一般在内装式 PLC中提供，各
寄存器的含义由数控系统软件定义。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3,2,3 安全互锁
?定义
若目前有 A,B两个过程，出于安全的目的，当 A动
作后将限制 B的动作，称 A对 B有安全互锁；若 B对 A也有
安全互锁，称 A,B之间安全互锁。
?功能
1、急停
2、限位
3、进给驱动装置
4、主轴单元
5、三相异步电动机换向
6、换刀
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
3.3 数控机床 PLC系统的设计及调试
3,3,1 PLC系统设计步骤
3,3,2 PLC程序设计
3,3,3 PLC调试
第
三
章
可
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序
控
制
器
(PLC)
3,3,1 PLC系统设计步骤 -1
1、工艺分析
首先，对被控机床设备的工艺过程、工作特点、控
制系统的控制过程、功能和特性进行分析，估算 I／ O开
关量的点数,I／ O模拟量的接口数量和精度要求，从而
对 PLC提出整体要求。
2．系统调研
根据设备的要求，对初步选定的数控系统进行调研，
了解其所提供的 PLC系统的功能和特点 。
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
3,3,1 PLC系统设计步骤 -2
3、确定方案
主要是从 PLC的角度对数控系统提出要求，从而确
定数控系统的方案。
在选择独立型 PLC时主要考虑以下 4个因素
?功能范围。
? I／ O点数。
?存储器容量。 根据系统大小不同，选择用户存储器容
量不同的 PLC选择方法主要凭经验估算，其估算法有下
列两种：
(a)PLC内存容量 (指令条数 )约等于 I／ O总点数的 10～ 15
倍；
(b)指令条数＝ 6× (I／ O)+2× (Tm+Ctr)，式中,Tm为
定时器总数,Ctr为计数器总数。有时可在其基础上增
加 20％的裕量。
?处理时间。 PLC从处理一个输入信号到产生一个输出
信号所需的时间称为处理时间。
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
3,3,1 PLC系统设计步骤 -3
4．电气设计
PLC控制系统的电气设计包括：原理图、元器件清单、电柜布
置图、接线图与互连图。电气设计时特别要注意：
(1)PLC输出接口的类型，是继电器输出还是光电隔离输出等。
(2)PLC输出接口的驱动能力，一般继电器输出为 2A，光隔输出为
500mA。
(3)模拟量接口的类型和极性要求，一般有电流型输出 (一 29mA～
+20mA)和电压型输出 (一 10V～ +10V)两种可选。
(4)采用多直流电源时的共地要求。
(5)输出端接不同负载类型时的保护电路。执行电器若为感性负载，
需接保护电路，电源为直流可加续流二极管，电源为交流可加阻容
吸收电路。
(6)若电网电压波动较大或附近有大的电磁干扰源，应在电源与
PLC间加设隔离变压器、稳压电源或电源滤波器。
(7)注意 PLC的散热条件，当 PLC的环境温度大于 55℃ 时，要用风
扇强制冷。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3,3,2 PLC程序设计
PLC程序设计的常用方法
PLC程序设计的一般步骤
PLC程序设计的一般原则
第
三
章
可
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程
序
控
制
器
(PLC)
PLC程序设计的常用方法
1、状态表法是从传统继电器逻辑设计方法继
承而来，经过适当改进，适合于可编程控制器
梯形图设计的一种方法。但状态表法仅适合于
单一顺序问题的程序设计，对于具有并行顺序
和选择顺序的问题就显得无能为力了。
２、功能图法是先将控制要求表达为功能图，
用功能图来说明可编程控制器所要完成的控制
功能，然后由功能图写出逻辑方程，再画出梯
形图或写出指令。
３、流程图法是熟悉计算机高级语言的程序设
计人员常用的程序设计方法。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
PLC程序设计的一般步骤
１、若所采用的 PLC自带有程序，应该详细了解程序已
有的功能和对现有需求的满足程度和可修改性。尽量采
用 PLC自带的程序。
２、将所有与 PLC相关的输入信号 (按钮、行程开关、
速度及温度等传感器 )，输出信号 (接触器、电磁阀、信
号灯等 )分别列表，并按 PLC内部接口范围，给每个信
号分配一个确定的编号。
３、详细了解生产工艺和设备对控制系统的要求。画出
系统各个功能过程的工作循环图或流程图、功能图及有
关信号的时序图。
４、按照 PLC程序语言的要求设计梯形图或编写程序清
单。梯形图上的文字符号应按现场信号与 PLC内部接口
对照表的规定标注。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
PLC程序设计的一般原则
１、保证人身与设备安全的设计永远都不是多
余的。
２,PLC程序的安全设计，并不代表硬件的安
全保护可以省略。
３、了解 PLC自身的特点。
４、设计调试点易于调试。
５、模块化设计。
６、尽量减少程序量。
７、全面的注释，便于维修。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3,3,3 PLC调试
1、输入程序
2、检查电气线路
3、模拟调试
模拟调试可以采用系统提供的模拟台调试，也可以
在关闭系统强电的条件下模拟调试，例如关闭主轴强电
空开，那么调试中即使 PLC动作有误，由于主轴电动机
不会实际运转，所以也不会引起事故。
4、运行调试
5、非常规调试，验证安全保护和报警的功能
这部分工作一般也分为模拟调试和运行中调试，以
防如果保护功能失效而损坏器件和设备。
6、安全检查并投入考验性试运行
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
3.4 数控机床 PLC应用实例
主轴系统
车床刀架
过程分析
安全互锁
程序设计
过程分析
安全互锁
程序设计
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
主轴系统 -过程分析
?主轴的控制包括正转、反转、停止、制动和冲
动等。
?要求：按正转按钮时电动机正转；按反转按钮
时电动机反转；按停止按钮时电动机停止，并控
制制动器制动 2s；按下冲动按钮电动机正转 0.5s，
然后停止；电动机过载报警后正／反转按钮冲动
按钮无效。
电气设计图
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
电气设计图 器件说明
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
器件含义
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
主轴系统 -安全互锁
?在电气安全互锁设计方面，主轴正 /反转在接
触器和继电器分别进行了安全互锁；主轴正／
反转对刀具松进行了安全互锁；急停对主轴运
转进行了安全互锁。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
主轴系统 -程序设计
与主轴控制相关的输入／输出寄存器包括：
? 输入寄存器,X1.4——正转
X1.5——反转
X1.6——停止
X1.7——冲动
X8.5——报警
? 输出寄存器,Y5.0——正转
Y5.1——反转
Y5.2——制动
Y5.3——松刀
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -1
1,LD X1.4 读取主轴正转按钮
2,OR R0.0 R0.0自锁
3,AND X8.5 无报警
4,ANI Y5.3 刀具未松开
5,AND X1.6 停止按钮未按下 (停止按钮硬件上是常闭连接 )
6,ANI Y5.1 反转无输出
7,ANI Y5.2 主轴未制动
8,OUT R0.0 输出中间变量 R0.0，并自锁
—主轴正转条件都满足，则按下正转按钮后，输出 R0.0并自锁 —
9,LD X1.7 读取主轴冲动按钮
10,OR R0.1 R0.1互锁
11,ANI T1 若 T1计时未完成
12,OUT R0.1 输出 R0.1
13,OUT T1 K5 T1计时 0.5 s
—按下主轴冲动按钮后,R0,1输出 0.5s后关闭 —
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -2
14,LD R0.0 读取 R0.0
15,OR R0.1 或 R0.0
16,AND X8.5 无报警
17,ANI Y5.3 刀具未松开
18,AND X1.6 停止按钮未按下
19,ANI Y5.1 反转无输出
20,ANI Y5.2 主轴未制动
21,OUT Y5.0 输出 Y5.0控制主轴正转
—主轴正转条件满足后,R0.0和 R0.1任意一个有输出则输出 Y5.0
控制主轴正转，实现了主轴连续正转和每次按下主轴冲动按钮，
主轴正向冲动 0.5 s的功能 —
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -3
22,LD X1.6 读取主轴停止按钮
23,OR Y5.2 主轴制动自锁
24,ANI T2 若 T2计时未完成
25,OUT Y5.2 输出主轴制动
26,OUT T2 K20 T2计时 2s
—按下主轴停止按钮后,Y5.2输出制动主轴 2s后断开 —
27,LD X1.5 读取主轴反转按钮
28,OR Y5.1 主轴反转自锁
29,AND X8.5 报警
30,ANl Y5.3 刀具末松开
31,AND X1.6 停止按钮未按下
32,ANI Y5.0 正转无输出
33,ANI Y5.2 主轴未制动
34,OUT Y5.1 输出 Y5.1控制主轴反转
35,END
—主轴反转条件都满足，则按下反转按钮后，输出 Y5.1并自锁 —
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
车床刀架 -过程分析
?换刀动作由 T指令或手动换刀按钮启动，换刀过程：
(a)刀架电动机正转；
(b)检测到所选刀位的有效信号后，停止刀架电动机，并
延时 (100ms)；
(c)延时结束后刀架电动机反转锁死刀架，并延时
(500ms)；
(d)延时结束后停止刀架电动机，换刀完成。
?车床刀架不存在刀具交换的问题，刀具选好后即可以
开始加工，因此，车床的换刀由 T指令 (选刀指令 )完成，
而不需要换刀指令 (M06指令 )的参与。
车床刀架示意图 电气设计图
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
车床刀架示意图
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
电气设计图 器件说明
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
器件含义
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
车床刀架 -安全互锁
?刀架电动机长时间旋转 (如 20s)，而检测不到
刀位信号，则认为刀架出现故障，立即停止刀
架电动机，以防止将其损坏并报警提示。
? 刀架电动机过热报警时，停止换刀过程，并
禁止自动加工。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
车床刀架 -程序设计
?自动刀架控制涉及的输入／输出寄存器
X2.7——刀架电动机过热报警输入
X3.0～ X3.3——1～ 4号刀到位信号输入
X30.6——手动刀位选择按钮信号输入
X30.7——手动换刀启动按钮信号输入
Y0.6——刀架正转继电器控制输出
Y0.7——刀架反转继电器控制输出
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
?PLC程序按定时循环扫描的方式执行，与换刀相关的
程序扫描周期为 16ms，用 plc1_time表示。程序中利用
这一点实现定时 (延时 )功能。
?程序中用到的变量
1,*sys_ext_alm()：用于设定外部报警，为 16位二进
制数，每一位代表一个报警，可设定 0～ 15共 16个外部
报警。某位为 1时，相对应的外部报警显示，为 0时则清
除相对应的报警。
2,mod_T_code(0),T指令代码，一般为三位十进制
数，百位表示刀号，个位、十位表示刀偏号。置,-1”
时 T指令完成。
3,T_stage：定义换刀顺序标记的局部变量 (字符型 )。
4,T_stage_dwell：定义换刀延时时间的局部变量 (无
符号整型 )。
5,T_NO：定义所选刀号的局部变量 (字符型 )。
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -1
if ((X[2]&0x80)==0) ／／若电动机过热 (X2.7为 0)
{ *sys_ext_alm()|=4; ／／则显示 2号外部报警：刀架
／／电动机过热
mod_T_code(0)= -1; ／／强制 T指令完成
return; } ／／从 T指令处理程序返回到 PLC主程序
(以下简称“返回” )
else ／／否则
*sys_ext_alm()&= ～ 4; ／／清除 2号外部报警
T_NO=mod_T_code(0)／ 100; ／／由 T指令获得所要选
／／的刀号
／／例如 T121，指选 1号刀，刀偏值取 21号
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -2
if(T_stage_dwell>plcl_time) ／／若设定的换刀延时
／／时间未完成
{ T_stage_dwell- =plcl_time; ／／则延时时间减去本
／／程序执行周期的扫描时间
return;} ／／并且返回
else ／／否则
T_stage_dwell=0; ／／清零为下次延时准备
／／进入 switch结构，执行换刀顺序的下一步
switch(T_stage) ／／读取换刀顺序标记
{case 0; ／／换刀第 0步
Y[0] | =0x40; ／／输出 Y0.6，刀架正转
break; ／／退出 switch结构
(以下简称“退出” )
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -3
case 1; ／／换刀第 1步
if((X[3]&0xF)!=(1<<(T_NO- 1)))
{ ／／若本扫描周期读取的刀位信号不是所选刀
T_stage=0; ／／则回到换刀第 0步，即保持正转
／／继续找刀
T_change_time+=plcl_time; ／／记录正转时间
If(T_change_time>8 000) ／／若超过 8s没有找到
／／目标刀位
{*sys_ext_alm()| =8; ／／则显示 3号外部报警换刀超时
Y[0]&=～ 0x40; ／／停止电动机
mod_T_code(0)＝ - 1; ／／ T指令强制完成
break;} ／／退出
else
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -4
*sys_ext_alm()&=～ 8; ／／否则清除 3号外部报警
break; } ／／退出
Y[0]&=～ 0x40; ／／否则表示以到达所选刀位，
／／ Y0.6置零，停止刀架正转
T_stage_dwell=100; ／／设定停止延时 =100ms
break; ／／退出
case 2,／／换刀第 2步
Y[0]| =0x80; ／／ Y0.7置 1，刀架电动机反转
／／锁死刀架
T_stage_dwell=500; ／／反转时间为 500ms
break; ／／退出
第
三
章
可
编
程
序
控
制
器
(PLC)
程序 -5
case 3,／／换刀第 3步
Y[0]&=～ 0x80; ／／ Y0.7置 0，刀架电动机停止旋转
mod_T_code(0)= -1; ／／置 T指令完成标记
break; } ／／退出
T_stage++； ／／换刀顺序标记加 1
／／若顺利，下面的程序扫描周期中
／／待延时时间完成后自动进入换刀顺序过程的下一步
?换刀可以用手动按钮实现,PLC处理程序与上面相似，
只是换刀号,T—NO”的获取方法不是靠 T指令，而是靠
选刀按钮设定，可尝试自己编写车床自动刀架手动换刀
的 PLC程序。
