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PLC在數(shù)控機床中的應(yīng)用有哪些
PLC是什么?在數(shù)控機床中的應(yīng)用有哪些?下面小編為你盤點PLC在數(shù)控機床中的應(yīng)用有哪些!一起來學(xué)習(xí)吧!
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PLC是什么?
PLC，俗稱“電力線上網(wǎng)”，英文全名為Power Line Communication，主要是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號的一種通信方式。
PLC的英文全稱是Power Line Communication，即電力線通信。通過利用傳輸電流的電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號，就立即可享受4.5~45Mbps的高速網(wǎng)絡(luò)接入，來瀏覽網(wǎng)頁﹑撥打電話，和觀看在線電影，從而實現(xiàn)集數(shù)據(jù)﹑語音﹑視頻，以及電力于一體的"四網(wǎng)合一"!另外，可將房屋內(nèi)的電話﹑電視﹑音響﹑冰箱等家電利用PLC連接起來，進行集中控制，實現(xiàn)"智能家庭"的夢想。目前，PLC主要是作為一種接入技術(shù)，提供寬帶網(wǎng)絡(luò)"最后一公里"的解決方案，適用于居民小區(qū)，學(xué)校，酒店，寫字樓等領(lǐng)域。
廣義電力線通信(Power Line Communication,簡稱PLC)技術(shù)早在六十多年前就應(yīng)用在輸電線路上，用于發(fā)電廠及變電站的調(diào)度指揮通信。
現(xiàn)在通常所說的PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數(shù)據(jù)、語音、圖象等多媒體業(yè)務(wù)信號的一種通信方式，主要應(yīng)用于家庭Internet“寬帶”接入和家電智能化聯(lián)網(wǎng)控制，即高速數(shù)據(jù)PLC。
在數(shù)控機床中的應(yīng)用有哪些?
1、 PLC在數(shù)控機床中的應(yīng)用形式
PLC在數(shù)控機床中應(yīng)用，通常有兩種形式：一種稱為內(nèi)裝式;一種稱為獨立式。
內(nèi)裝式PLC也稱集成式PLC，采用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)，在設(shè)計之初就將NC和PLC結(jié)合起來考慮，NC和PLC之間的信號傳遞是在內(nèi)部總線的基礎(chǔ)上進行的，因而有較高的較高交換速度和較寬的信息通道。它們可以共用一個CPU也可以是單獨的CPU這種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮, PLC 和NC之間沒有多余的導(dǎo)線連接, 增加了系統(tǒng)的可靠性, 而且NC 和PLC 之間易實現(xiàn)許多高級功能。PLC 中的.信息也能通過CNC 的顯示器顯示, 這種方式對于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢。高檔次的數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的PLC。
獨立式PLC也稱外裝式PLC，它獨立于NC裝置，具有獨立完成控制功能的PLC。在采用這種應(yīng)用方式式，可根據(jù)用戶自己的的特點，選用不同專業(yè)PLC廠商的產(chǎn)品，并且可以更為方便的對控制規(guī)模進行調(diào)整。
2、PLC與數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床間的信息交換
相對于PLC，機床和NC就是外部。PLC與機床以及NC之間的信息交換，對于PLC的功能發(fā)揮，是非常重要的。PLC與外部的信息交換，通常有四個部分：
(1)、機床側(cè)至PLC：機床側(cè)的開關(guān)量信號通過I/O單元接口輸入到PLC中，除極少數(shù)信號外，絕大多數(shù)信號的含義及所配置的輸入地址，均可由PLC程序編制者或者是程序使用者自行定義。數(shù)控機床生產(chǎn)廠家可以方便的根據(jù)機床的功能和配置，對PLC程序和地址分配進行修改。
(2)、PLC至機床：PLC的控制信號通過PLC的輸出接口送到機床側(cè)，所有輸出信號的含義和輸出地址也是由PLC程序編制者或者是使用者自行定義。
(3)、NC至PLC：CNC至PLC:CNC送至PLC的信息可由CNC 直接送入PLC的寄存器中,所有CNC送至PLC的信號含義和地址(開關(guān)量地址或寄存器地址) 均由CNC 廠家確定,PLC編程者只可使用不可改變和增刪。如數(shù)控指令的M、S、T 功能,通過CNC譯碼后直接送入PLC相應(yīng)的寄存器中。
(4)、PLC至CNC:PLC 送至CNC 的信息也由開關(guān)量信號或寄存器完成,所有PLC送至CNC的信號地址與含義由CNC 廠家確定,PLC 編程者只可使用,不可改變和增刪。
3、PLC在數(shù)控機床中的工作流程
PLC在數(shù)控機床中的工作流程，和通常的PLC工作流程基本上是一致的，分為以下幾個步驟：
(1)、輸入采樣：輸入采樣，就是PLC以順序掃描的方式讀入所有輸入端口的信號狀態(tài)，并將此狀態(tài)，讀入到輸入映象寄存器中。當(dāng)然，在程序運行周期中這些信號狀態(tài)是不會變化的，除非一個新的掃描周期的到來，并且原來端口信號狀態(tài)已經(jīng)改變，讀到輸入映象寄存器的信號狀態(tài)才會發(fā)生變化。
(2)、程序執(zhí)行：程序執(zhí)行階段系統(tǒng)會對程序進行特定順序的掃描，并且同時讀入輸入映像寄存區(qū)、輸出映像寄存區(qū)的讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，在進行相關(guān)運算后，將運算結(jié)果存入輸出映像寄存區(qū)供輸出和下次運行使用。
(3)、出刷新階段：在所指令執(zhí)行完成后，輸出映像寄存區(qū)的所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通/斷開)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過特定方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。
4、 PLC在數(shù)控機床中的控制功能
(1)、操作面板的控制。操作面板分為系統(tǒng)操作面板和機床操作面板。系統(tǒng)操作面板的控制信號先是進入NC，然后由NC送到PLC，控制數(shù)控機床的運行。機床操作面板控制信號，直接進入PLC，控制機床的運行。
(2)、機床外部開關(guān)輸入信號。將機床側(cè)的開關(guān)信號輸入到送入PLC，進行邏輯運算。這些開關(guān)信號，包括很多檢測元件信號(如：行程開關(guān)、接近開關(guān)、模式選擇開關(guān)等等)
(3)、輸出信號控制：PLC輸出信號經(jīng)外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對象。
(4)、功能實現(xiàn)。系統(tǒng)送出T指令給PLC，經(jīng)過譯碼，在數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到T代碼指定的刀號，并與主軸刀號進行比較。如果不符，發(fā)出換刀指令，刀具換刀，換刀完成后，系統(tǒng)發(fā)出完成信號。
(5)、M功能實現(xiàn)。系統(tǒng)送出M指令給PLC，經(jīng)過譯碼，輸出控制信號，控制主軸正反轉(zhuǎn)和啟動停止等等。M指令完成，系統(tǒng)發(fā)出完成信號。
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在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。這些控制，最初都是由繼電器完成的，而plc最初是為了替代繼電器控制而產(chǎn)生的，那時候是上世紀(jì)六十年代。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，plc的功能也發(fā)生了巨大的變化，除了最初的簡單邏輯控制外，在模擬運算、數(shù)字運算、人機接口、網(wǎng)絡(luò)能力方面也有很大的提升，可應(yīng)用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合。21世紀(jì)，plc已成為工業(yè)控制中的主流控制器，在市場上占據(jù)老大的位置。
一、plc在機床行業(yè)的應(yīng)用
plc在數(shù)控機床中應(yīng)用，通常有兩種形式：一種稱為內(nèi)裝式；一種稱為獨立式。
內(nèi)裝式plc也稱集成式plc，采用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)，在設(shè)計之初就將nc和plc結(jié)合起來考慮，nc和plc之間的信號傳遞是在內(nèi)部總線的基礎(chǔ)上進行的，因而有較高的交換速度和較寬的信息通道。它們可以共用一個cpu，也可以是單獨的cpu，這種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮，plc和nc之間沒有多余的導(dǎo)線連接, 增加了系統(tǒng)的可靠性, 而且nc和plc之間易實現(xiàn)許多高級功能。plc中的信息也能通過cnc的顯示器顯示, 這種方式對于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢。高檔次的數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的plc。
獨立式plc也稱外裝式plc，它獨立于nc裝置，具有獨立完成控制功能的plc。在采用這種應(yīng)用方式時，可根據(jù)用戶自己的的特點，選用不同專業(yè)plc廠商的產(chǎn)品，并且可以更為方便的對控制規(guī)模進行調(diào)整。
plc在數(shù)控機床和非數(shù)控機床中都有使用，在數(shù)控機床中，plc是數(shù)控機床的大腦，何時進刀，何時退刀，刀量多少，工件的加工流程及所有要控制的操作都要由plc發(fā)出指令，機床的限位開關(guān)等機械控制部分以及液壓控制部分也會應(yīng)用到plc。通過計算機與plc的`組合，實現(xiàn)對刀架換刀的準(zhǔn)確控制。
二、plc在機床行業(yè)的總體市場情況
機床行業(yè)中plc的應(yīng)用以小型plc為主，日系plc在小型plc領(lǐng)域占有很大優(yōu)勢，因此在機床行業(yè)中日系plc占據(jù)大部分市場份額，而三菱、西門子和ge-fanuc由于其數(shù)控系統(tǒng)在機床行業(yè)中占有優(yōu)勢，因此在機床行業(yè)中占有一席之地。機床行業(yè)中plc品牌集中度比較高，主要集中于日系品牌（三菱、歐姆龍）和西門子，臺灣品牌臺達(dá)在其中也占有一定的市場份額，而其他的品牌主要有富士、倍福、ls、施耐德、光洋、abb和橫河等。
三、plc在機床行業(yè)的應(yīng)用前景
機床行業(yè)在保持了最近這些年的持續(xù)高速增長之后，于今年開始出現(xiàn)衰退現(xiàn)象，特別是在受金融危機沖擊后，從7月份開始與去年同期相比都有不同程度的下降，11月份甚至下降幅度達(dá)到20.2%，如此高幅度的下降是歷年很少見的，其中普通機床的影響尤為明顯，庫存開始增加，而數(shù)控機床的影響稍微少一些，從而給這個行業(yè)重新洗牌，未來機床的方向是數(shù)控化和逐步高端化，這些機床都需要使用大量plc和運動控制器/卡來逐步取代繼電器或機械控制，使得機床的整體性能得到提升，因此從長遠(yuǎn)來看，plc和運動控制器/卡在機床行業(yè)的應(yīng)用還是會很有潛力，在金融危機的沖擊下，用戶對plc的性價比會越來越高，在同等價位水平下，希望plc能夠集成更多功能，如多軸插補功能等，甚至把原來不帶有運動控制模塊的plc轉(zhuǎn)化成帶有運動模塊，這些都是plc廠商面對這場危機時所需要考慮的，在人人捂緊錢包的時候，只有更加高性價比的產(chǎn)品才能在這場危機中勝出，而對于運動控制器/卡，開放性將是其發(fā)展趨勢，不需要借助相關(guān)平臺即能實現(xiàn)運動控制功能。
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