数控机床

PLC 系统的设计及调试

   数控机床 PLC 系统的设计与数控系统的设计是密不可分的，目前，机床数控系统一般都
自带或提供

PLC 的功能，这其中既有内装型 PLC，也有独立型 PLC。因此，在设计数控机

床

PLC 时通常都选择与数控系统相同品牌的 PLC。

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　　由数控系统供应商提供的

PLC 在硬件上无论是接口类型还是 I／O 点的规模都为了适

应数控机床的要求进行了专门设计或给出了典型推荐配置；软件上则一般根据数控机床的
控制要求固化了

PLC 程序或提供标准 PLC 例程供用户参考选用。用户在使用中需要根据具

体机床的特点设置少量的参数或对标准例程作部分修改即可满足一般的要求。对于复杂的控
制要求也可以通过参考例程比较容易地实现。
　　一、

PLC 系统设计步骤

　　

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 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

　　对根据设备的要求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，包括

PLC 的类型、接口种类和数量、接口性能、扩展性、PLC 程序的编制方法、售后服

务等内容，必要时应该和供应商直接联系。
　　

3.确定方案

　　根据前两步的工作，综合考虑数控系统和

PLC 系统的功能、性能、特点，本单位的需要

和使用习惯以及整机性价比确定

PLC 系统的方案。

　　实际上，这里主要是从

PLC 的角度对数控系统提出要求，从而确定数控系统的方案。

　　只有少数情况才会需要选用独立型

PLC。例如，从经济的角度考虑，选用了简易型数控

系统，但设备需要较多的模拟量接口或大量的开关接口，而数控系统提供的

PLC 不能满足

要求，则需要选用独立型的

PLC。

　　在选择独立型

PLC 时，主要考虑四个因素：

　　（

1）功能范围。PLC 功能有强弱之分，价格差别很大。应根据系统的实际需要选用。功

能方面主要考虑有无扩展能力，有无模拟量输入输出，指令系统是否完善，有没有中断能
力和联网能力等。
　　（

2）I／O 点数。统计系统设计中输入／输出的种类及数量，确定选用 I／O 模块的种

类及数量。一般都有一定数量的扩展单位供用户配置。选用时要在满足需要的前提下注意经
济性。
　　（

3）存储器容量。根据系统大小的不同，选择用户存储器容量不同的 PLC，一般厂商

提供

1kB、2kB、4kB、8kB、16kB 等容量的存储器。选择方法主要凭经验估算，其估算方法有

下列两种：
　　第一，

PLC 内存容量（指令条数）约等于 I／O 总点数的 10～15 倍。

　　第二，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。

有时可以在其基础上增加

20%的裕量。

　　（

4）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。处理时间的长短不仅决定于

CPU 的循环扫描周期，还与输出继电器的机械滞后、输入信

号的到来时刻在扫描周期中的时机以及程序语句的安排有密切的关系。当

PLC 的扫描周期

为

20ms 时，一个交流输入信号的处理时间可达 60ms 左右，这对于一般工业控制系统来说