基于数控机床的PLC设计+梯形图(2)

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选用数字技术的机械加工，是早在40年代就已经出现的，美国北密支安的一个小型飞机产业承包商派尔逊斯公司在他们制造直升飞机的转动机翼时，采用全数字电子计算机数据处理的加工路径，并考虑刀具直径的加工路线的影响，加工精度达到了±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高水平。

1952年，在立式铣床上，麻省理工学院测试数控系统，成功实现了三轴运动的同步控制,这被称为世界上第一台数控机床。之后，从1960年初开始，其他一些工业国家，如德国，日本逐渐发展，生产和使用数控机床。

PLC可编程控制器，（可编程逻辑控制器），是基于计算机技术的一种新型工业控制装置。PLC具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；使用方便；系统设计，施工，检修方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低等特点。因此，数控机床采用PLC控制已成为越来越多的趋势。

本文介绍的是数控机床中的PLC设计。从数控机床的基本构成和其工作原理出发，能让读者从总体上简略了解数控机床和PLC的相关概念，并且举例说明了一些PLC在数控机床上的故障维修方法，供读者参考。最后以C5112B立式车床为实例，具体阐述了数控机床的PLC设计，并给出了PLC的硬件电路图和软件流程。

1.1 课题背景及研究意义

PLC它可以取代传统的低压控制电器从而实现逻辑顺序动作控制、计数和算术运算等各种操作功能。可编程控制器作为一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，PLC具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；使用方便；系统设计，施工，检修方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低等特点。因此，数控机床采用PLC控制已成为越来越多的趋势。PLC作为数控机床的一个重要组成部分，在数控机床的执行部分和控制部分间起到桥梁的连接作用，同时也使其结构更紧凑，功能更丰富，响应速度和可靠性大大提高！

目前PLC已经广泛应用于所有的工业部门，随着其性能价格比的不断提高，PLC的应用范围不断扩大，发展也十分迅速，在工业自动控制系统中占有极其重要的地位。其主要优点如下所示：

(1) 可靠性高，抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

(2) 配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。