PLC在数控系统中的应用

　　随着社会的不断发展和进步，社会对产品的精密度越来越高，从而对制造设备提出了更高的要求。为满足市场的需要，要求制造设备具有高质量、高效益和高精度生产方式的要求，数控机床设备的出现有效的解决了加工的问题，适应各种机械产品迅速更新换代的需要。于是数控机床设备作为一种自动化的加工设备而被广泛采用。数控机床设备的核心是控制系统，而计算机数控系统作为控制系统的基础设备，己成为当今制造业的一个不可缺少的组成部分。

1 数控系统的组成 

　　数控系统由控制系统和伺服控制系统二部分组成。控制系统按加工工艺要求进行运算，是数控机床的核心，它发出控制指令到伺服控制系统。伺服控制系统将控制指令信号放大由伺服电机完成其运动要求；伺服电机中的编码器将伺服电机运动位置和速度反馈到控制系统，由控制系统来进行解码、运算完成—个闭环控制系统。

　　控制系统主要由总线、电源、控制界面、可编程序控制器(PLC)以口等组成。其中PLC是控制系统的核心。

2 数控系统中的PLC

　　由于可编程控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机，具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小、是实现机电一体化的理想控制装置等显著优点。

数控中PLC

3 PLC的构成

　　从结构上分，PLC分为固定式和模块式。PLC包括CPU板、I／O接口，显示面板、内存板，电源灯。其中CPU是OLC的核心，起神经中枢的作用，主要由运算器、控制器、存储器及其总线构成。

4 PLC的工作原理

　　可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)，一种具有微处理机的数位电子设备，用于自动化控制的数位逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数位类比等单元所模组化组合成。

　　PLC在运行时，CPU根据用户要求编好后并存于用户存储器中，按照指令步序号做周期性的循环扫描，如果没有跳转指令，则从第一条指令开始按顺序执行用户程序，直至程序扫描结束，但是遇到程序跳转指令，则根据跳转条件来进行程序的跳转。在PLC一个循环周期内信号是不变的，然后重新返回第一条指令，开始新一轮的扫描。PLC循环执行用户程序时，PLC总是按相同的指令执行。PLC从第一步运算开始到最后一步运算结束循环执行用户程序。用户程序所处理的内容不是直接从硬件的输入或输出获得而是经过处理映像区。

　　PLC的—个扫描周期有三个阶段分为：输人采样、程序执行和输出刷新。

　　PLC在输人采样阶段：PLC按顺序扫描的，先将所有存在锁存器中的输人端子的通断状态存人内存中的输入映像寄存器中。此时映像寄存器被刷新。

　　PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果在写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。PLC的程序执行阶段：按照用户程序存放的顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果在写人输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。

　　PLC的输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器中的输出继电器的状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式输出驱动相应的外部负载设备。

5 数控系统中PLC的基本特点

　　数控系统是以空间坐标系的相对位置为基础建立起来的。在数控系统中主要是由CNC和PLC协调配合共同完成数控机床的控制。PLC主要是机床各项功能的逻辑控制中心，如刀具的更换、工件的夹紧等都由PLC完成的，而在运动上没有具体的要求，它将来自CNC的各种运动功能指令进行逻辑排序，使他们能够准确的、协调有序的安全运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传给CNC，使CNC能及时准确的发出进一步的控制指令，实现对整个机床的控制。CNC主要是对轨迹的控制，CNC将动作信息传给PLC，由PLC进行编译解码，转换成对应的控制信号控制辅助装置完成机床相应的控制信号控制辅助装置完成机床相应的动作，它还接受操作面板直接控制机床的指令，另一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。

6 结束语

　　数控机床代表当今机械加工技术的趋势与潮流，也是现代机械制造企业在市场竞争激烈的条件下生存与发展的必然要。