《数控机床电气控制》电子课件604722.ppt

1、第第6章章章数控机床章数控机床PLC控制控制本章要点本章要点n可编程控制器的产生、定义、特点与发展可编程控制器的产生、定义、特点与发展n可编程控制器的基本组成及各部分的作用可编程控制器的基本组成及各部分的作用n可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理n数控机床数控机床PLC的功能和类型的功能和类型nS7-200系列可编程控制器的指令系统系列可编程控制器的指令系统n可编程控制器的程序设计可编程控制器的程序设计n数控机床数控机床PLC应用实例应用实例6.1 可编程控制器概述可编程控制器概述n6.1.1可编程控制器的产生、特点和发展可编程控制器的产生、特点和发展n6.1.2可编程控制器的基本组成

2、和工作原理可编程控制器的基本组成和工作原理n6.1.3可编程控制的编程语言可编程控制的编程语言6.1.1可编程控制器的产生、特点和发展可编程控制器的产生、特点和发展1、可编程控制器的产生和定义、可编程控制器的产生和定义可编程控制器（可编程控制器（Programmable Logic Controller)简称简称PLC。自自1969年第一台年第一台PLC面世以来，已成为面世以来，已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。与机器人、控制器。与机器人、CAD/CAM并称为工业并称为工业生产自动化的三大支柱。生产自动化的三大支柱。国际电工委员会（国际电

3、工委员会（IEC）对）对PLC的定义的定义n“可编程控制器是一种数字运算操作的电子可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。它系统，专为在工业环境下的应用而设计。它采用可编程的存储器，存储执行逻辑运算、采用可编程的存储器，存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令，并能通过数字或模拟式的输入输户的指令，并能通过数字或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体、

4、易于扩展其功工业控制系统连成一个整体、易于扩展其功能的原则设计。能的原则设计。”2、可编程控制器的特点、可编程控制器的特点n1）可靠性高，抗干扰能力强；）可靠性高，抗干扰能力强；n2）结构简单，通用性强；）结构简单，通用性强；n3）功能强，适应面广；）功能强，适应面广；n4）编程语言简单，容易掌握；）编程语言简单，容易掌握；n5）体积小、重量轻、功耗低。）体积小、重量轻、功耗低。3、可编程控制器的发展、可编程控制器的发展发展的两个趋势：发展的两个趋势：n向体积更小、速度更快、高可靠性、功能更向体积更小、速度更快、高可靠性、功能更强、价格更低的小型强、价格更低的小型PLC方向发展；方向发展；n向

5、大容量、高可靠性、大型网络化、良好兼向大容量、高可靠性、大型网络化、良好兼容性和多功能方向的大中型容性和多功能方向的大中型PLC方向发展。方向发展。6.1.2可编程控制器的基本组成和工作原理可编程控制器的基本组成和工作原理1、PLC的组成及各部分的作用的组成及各部分的作用组成：组成：n中央处理单元中央处理单元（CPU）n存储器存储器n输入输入/输出接口输出接口n编程器编程器n电源电源 n外部设备外部设备n中央处理单元中央处理单元(CPU)：是：是PLC的核心，由运算器和的核心，由运算器和控制器组成。在控制器组成。在PLC中中CPU按系统程序赋予的功能，按系统程序赋予的功能，完成逻辑运算、数学运

6、算、协调系统内部各部分工完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。作等任务。n存储器：有系统存储器和用户存储器两种，存储器：有系统存储器和用户存储器两种，系统存系统存储器存放系统管理程序。用户存储器存放用户编制的控储器存放系统管理程序。用户存储器存放用户编制的控制程序。制程序。n输入输出接口（输入输出接口（I/O）：用于：用于PLC与工业生产现与工业生产现场之间的连接。场之间的连接。I/O扩展接口：用于扩展输入、输出点数。扩展接口：用于扩展输入、输出点数。PLC各部分的作用各部分的作用n编程器：是编程器：是PLC的重要设备，用于实现用户与的重要设备，用于实现用户与PLC的人机对话。

7、用户通过编程器不但可以实现用户程的人机对话。用户通过编程器不但可以实现用户程序的输入、检查、修改和测试，还可以监视序的输入、检查、修改和测试，还可以监视PLC的的工作运行。工作运行。n电源：把外部电源（电源：把外部电源（220V的交流电源）转换成内的交流电源）转换成内部工作电压。部工作电压。n外部设备：外部设备：PLC还配有多种外部设备，如还配有多种外部设备，如EPROM写入器，打印机，盒式磁带录音机，计算机等，其写入器，打印机，盒式磁带录音机，计算机等，其作用是帮助编程，实现监控以及网络通讯。作用是帮助编程，实现监控以及网络通讯。PLC各部分的作用各部分的作用2、可编程控制器的工作原理、可编

8、程控制器的工作原理nPLC采用周期循环扫描的工采用周期循环扫描的工作方式，扫描过程包括：内作方式，扫描过程包括：内部处理、通信处理、输入处部处理、通信处理、输入处理、程序执行、输出处理五理、程序执行、输出处理五个阶段。全过程扫描一次所个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。需的时间称为扫描周期。n当当PLC处于停止（处于停止（STOP）状）状态时，只完成内部处理和通态时，只完成内部处理和通信处理工作。当信处理工作。当PLC处于运处于运行（行（RUN）状态时，还要完）状态时，还要完成其它三个阶段。成其它三个阶段。PLC的程序执行过程：的程序执行过程：n1）输入采样阶段：）输入采样阶段：PL

9、C以扫描方式依次地读入所有输入状态和以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入输入映像寄存器中。数据，并将它们存入输入映像寄存器中。n2）程序执行阶段：根据）程序执行阶段：根据 PLC 梯形图程序扫描原则，梯形图程序扫描原则，PLC按先左按先左后右，先上后下的顺序逐句扫描。处理结果存入元件映像寄存器后右，先上后下的顺序逐句扫描。处理结果存入元件映像寄存器中。中。n3）输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，）输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，PLC就进入输出刷新就进入输出刷新阶段。输出映像寄存器的状态被送至输出锁存器中，并通过一定阶段。输出映像寄存器的状态被送至输出锁存器中，并通过一定的方

10、式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。作。6.1.3可编程控制的编程语言可编程控制的编程语言n梯形图梯形图(LAD)n指令语句表指令语句表(STL)n功能图功能图 1、梯形图编程语言、梯形图编程语言 n梯形图是一种以图形符号及图形符号在图中相互关梯形图是一种以图形符号及图形符号在图中相互关系表示控制关系的编程语言，它是在继电接触控制系表示控制关系的编程语言，它是在继电接触控制系统原理图的基础上演变而来的，简单直观。系统原理图的基础上演变而来的，简单直观。n梯形图沿用了继电接触控制图中的继电器触点、线梯形图沿用了继电接触控

11、制图中的继电器触点、线圈等符号，并增加了许多功能强而又使用灵活的指圈等符号，并增加了许多功能强而又使用灵活的指令符号。令符号。n梯形图使用的是内部继电器，其接线是通过程序实梯形图使用的是内部继电器，其接线是通过程序实现的现的“软连接软连接”，只需改变用户程序，就可以改变，只需改变用户程序，就可以改变控制功能。控制功能。梯形图的绘制规则梯形图的绘制规则：n（1）梯形图采用自上而下、自左而右的顺序编写，）梯形图采用自上而下、自左而右的顺序编写，PLC也是也是按这个顺序执行程序的。按这个顺序执行程序的。n（2）梯形图左右两条垂直的线称为母线。母线之间各个触点）梯形图左右两条垂直的线称为母线。母线之间

12、各个触点根据一定逻辑关系进行连接，最后以继电器线圈输出结束。每根据一定逻辑关系进行连接，最后以继电器线圈输出结束。每一逻辑行必须从左母线开始，右母线可以省略不画。一逻辑行必须从左母线开始，右母线可以省略不画。n（3）梯形图中的触点有常开触点和常闭触点两种。这些触点）梯形图中的触点有常开触点和常闭触点两种。这些触点可以是外部触点，也可以是内部继电器的状态，每一个触点都可以是外部触点，也可以是内部继电器的状态，每一个触点都有一个标号，同一标号的触点可以反复使用。有一个标号，同一标号的触点可以反复使用。n（4）PLC的输入继电器是接收外部的输入信号，由外部信号的输入继电器是接收外部的输入信号，由外部

13、信号驱动，在梯形图中只能使用触点，不能出现其线圈。驱动，在梯形图中只能使用触点，不能出现其线圈。PLC输出输出继电器的线圈代表逻辑输出的结果，在使用中同一继电器的线继电器的线圈代表逻辑输出的结果，在使用中同一继电器的线圈一般只能出现一次圈一般只能出现一次，否则仅最后一次操作有效。否则仅最后一次操作有效。n（5）梯形图中的触点可以任意串联或并联，一般并联触点多）梯形图中的触点可以任意串联或并联，一般并联触点多的画在最左端；而输出线圈只可以并联，不能串联。的画在最左端；而输出线圈只可以并联，不能串联。2、语句表编程语言、语句表编程语言n语句表是语句表是CPU直接执行的语言。语句表的一条指直接执行的

14、语言。语句表的一条指令分为两个部分，一是助记符，用一个或几个容易令分为两个部分，一是助记符，用一个或几个容易记忆的字符来代表记忆的字符来代表PLC的某种操作功能；另一部分的某种操作功能；另一部分是操作数，操作数由编程元件及地址组成，如是操作数，操作数由编程元件及地址组成，如I0.0。指令语句和梯形图有严格的对应关系，可以相互转指令语句和梯形图有严格的对应关系，可以相互转换。换。6.2数控机床数控机床PLCn6.2.1 数控机床数控机床PLC的功能的功能n6.2.2 数控机床数控机床PLC的类型的类型6.2.1 数控机床数控机床PLC的功能的功能 PLC处于处于CNC侧和侧和MT侧之间，对侧之间

15、，对CNC侧和侧和MT侧的输入、输出信号进行处理。侧的输入、输出信号进行处理。n“CNC侧侧”包括包括CNC系统的硬件和软件以及与系统的硬件和软件以及与CNC系系统连接的外围设备。统连接的外围设备。n“MT侧侧”（即机床侧）包括机床机械部分及其液压、（即机床侧）包括机床机械部分及其液压、气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，机床操作面板，气压、冷却、润滑、排屑等辅助装置，机床操作面板，继电器线路，机床强电线路等。继电器线路，机床强电线路等。n MT侧顺序控制的最终对象的数量随数控机床的类型、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。机床结构越结构、辅助装置等

16、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。复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。CNC装置和机床输入、输出信号的处理包括：装置和机床输入、输出信号的处理包括：（1）CNC到机床侧的到机床侧的PLC信号信号 CNC数据经数据经PLC处理后通过接口送至机床侧。处理后通过接口送至机床侧。其信号有其信号有S、T、M等功能代码。等功能代码。（2）机床到）机床到CNC侧的侧的PLC信号信号 从机床侧输入的开关量经从机床侧输入的开关量经PLC逻辑处理传送到逻辑处理传送到CNC装置中。装置中。6.2.2 数控机床数控机床PLC的类型的类型 数控机床数控机床PLC可分为两类：可分

17、为两类：n一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的内装型造的内装型PLC;n另一类是那些输入另一类是那些输入/输出接口技术规范、输输出接口技术规范、输入入/输出点数、程序存储容量以及运算和控输出点数、程序存储容量以及运算和控制功能等均能满足数控机床控制要求的独立制功能等均能满足数控机床控制要求的独立型型PLC。内装型内装型PLCn内装型内装型PLC从属于从属于CNC装置，装置，PLC与与CNC装置之间的信装置之间的信号传送在号传送在CNC装置内部即可实现。装置内部即可实现。PLC与与MT（机床侧）（机床侧）则通过则通过CNC输入输入/输出电路实现信号传送

18、。输出电路实现信号传送。n特点：特点：(1)内装型内装型PLC实际上是实际上是CNC装置带有的装置带有的PLC功能。功能。(2)内装型内装型PLC系统适用于单机数控设备的应用场合。系统适用于单机数控设备的应用场合。(3)内装型内装型PLC可与可与CNC共用共用CPU，也可以单独使用一个，也可以单独使用一个CPU。(4)采用内装型采用内装型PLC结构，结构，CNC系统具有某些高级控制功能。系统具有某些高级控制功能。如梯形图编辑和传送功能等。如梯形图编辑和传送功能等。内装型内装型PLC的的CNC系统系统独立型独立型PLCn独立型独立型PLC又称外装型或通用型又称外装型或通用型PLC。独立型。独立型

19、PLC独立独立于于CNC装置，具有完备的硬件结构和软件功能，能够装置，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。独立完成规定的控制任务。n特点：特点：（1）独立型）独立型PLC的基本功能结构与通用型的基本功能结构与通用型PLC完全相同。完全相同。（2）数控机床应用的独立型）数控机床应用的独立型PLC，一般采用中型或大型，一般采用中型或大型PLC，I/O点数一般在点数一般在200点以上，所以多采用积木式模点以上，所以多采用积木式模块化结构，具有安装方便、功能易于扩展和变换等优点。块化结构，具有安装方便、功能易于扩展和变换等优点。（3）独立型）独立型PLC的输入的输入/输出点数可以

20、通过输入输出点数可以通过输入/输出模输出模块的增减配置。块的增减配置。独立型独立型PLC的的CNC系统系统 6.3 S7-200系列可编程控制器系列可编程控制器及其指令系统及其指令系统n6.3.1 S7-200系列系列PLC概述概述n6.3.2 S7-200系列系列PLC数据类型及元件功能数据类型及元件功能n6.3.3 S7-200的基本指令系统及编程的基本指令系统及编程6.3.1 S7-200系列系列PLC概述概述n西门子西门子S7系列可编程控制器分为系列可编程控制器分为S7-400、S7-300、S7-200三个系列，分别为三个系列，分别为S7系列的大、中、小型可编程控系列的大、中、小型可

21、编程控制器系统。制器系统。nS7-200系列系列PLC属于小型整体式结构，结构小巧，运行属于小型整体式结构，结构小巧，运行速度快，可靠性高，具有极丰富的指令系统和扩展模块。速度快，可靠性高，具有极丰富的指令系统和扩展模块。nS7-200系列可编程控制器有系列可编程控制器有CPU21X系列，系列，CPU22X系系列，其中列，其中CPU22X型可编程控制器提供了型可编程控制器提供了CPU221，CPU222，CPU224和和CPU226四种基本型号四种基本型号。nCPU221集成集成6输入输入/4输出，输出，I/O点共点共10点，无扩展能力，点，无扩展能力，6KB程序程序和数据存储容量，有一定的高

22、速计数处理能力，适合于少点数的和数据存储容量，有一定的高速计数处理能力，适合于少点数的控制系统。控制系统。nCPU222集成集成8输入输入/6输出，输出，I/O点共点共14点，有点，有2个模块的扩展，个模块的扩展，6KB程序和数据存储容量，可进行一定模拟量的控制。是程序和数据存储容量，可进行一定模拟量的控制。是S7-200系列系列中低成本的单元。中低成本的单元。nCPU224集成集成14输入输入/10输出，输出，I/O点共点共24点，有点，有7个模块的扩展，个模块的扩展，13KB程序和数据存储容量，具有更强的模拟量和高速计数的处理程序和数据存储容量，具有更强的模拟量和高速计数的处理能力。是使用

23、最多的能力。是使用最多的S7-200产品。产品。nCPU226集成集成24输入输入/16输出，输出，I/O点共点共40点，有点，有7个模块的扩展，个模块的扩展，13KB程序和数据存储容量，和程序和数据存储容量，和CPU224相比，增加了通信口的数相比，增加了通信口的数量，通信能力大大增强。是功能最强的单元，可完全满足一些中量，通信能力大大增强。是功能最强的单元，可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。小型复杂控制系统的要求。nCPU226XM是后来推出的一种增强型主机，除有是后来推出的一种增强型主机，除有26 KB程序和数程序和数据存储容量外，其它与据存储容量外，其它与CPU226相同。相同。

24、6.3.2 S7-200系列系列PLC数据类型及元件功能数据类型及元件功能1、S7-200的基本数据类型的基本数据类型n在在S7-200的编程语言中，大多数指令要同具有一定大的编程语言中，大多数指令要同具有一定大小的数据对象一起进行操作。程序中所用的数据可指定小的数据对象一起进行操作。程序中所用的数据可指定一种数据类型。在指定数据类型时，要确定数据大小和一种数据类型。在指定数据类型时，要确定数据大小和数据位结构。数据位结构。nS7-200系列系列PLC的数据类型可以是字符串、布尔型的数据类型可以是字符串、布尔型（0或或1）、整数型和实数型（浮点数）。）、整数型和实数型（浮点数）。2、编程元件、

25、编程元件n可编程控制器在其系统软件的管理下，将用可编程控制器在其系统软件的管理下，将用户程序存储器划出若干个区，并将这些区赋户程序存储器划出若干个区，并将这些区赋予不同的功能，由此组成了各种内部器件，予不同的功能，由此组成了各种内部器件，这些内部器件就是这些内部器件就是PLC的编程元件。每一种的编程元件。每一种编程元件用一组字母表示器件类型。编程元件用一组字母表示器件类型。S7-200中的主要编程元件中的主要编程元件 n（1）输入继电器）输入继电器In（2）输出继电器）输出继电器Qn（3）变量寄存器）变量寄存器V n（4）辅助继电器）辅助继电器Mn（5）特殊继电器）特殊继电器SMn（6）累加器

26、）累加器ACn（7）局部变量存储器）局部变量存储器Ln（8）定时器）定时器Tn（9）计数器）计数器Cn（10）高速计数器）高速计数器HCn（11）顺序控制存储器）顺序控制存储器Sn（12）模拟量输入）模拟量输入/输出映像寄存器输出映像寄存器AI/AQ 6.3.3 S7-200的基本指令系统及编程的基本指令系统及编程 1、位操作指令、位操作指令 PLC的位操作指令主要实现逻辑控制和顺序控的位操作指令主要实现逻辑控制和顺序控制。制。（1）基本逻辑指令）基本逻辑指令p 装载指令装载指令 LD/LDN、线圈驱动指令、线圈驱动指令 p 触点串联指令触点串联指令 A/ANp 触点并联指令触点并联指令 O/

27、ONp 置位置位/复位指令复位指令 S/R p 边沿触发指令边沿触发指令 EU/EDp 逻辑结果取反指令逻辑结果取反指令NOT 装载指令装载指令LD，LDN与线圈驱动指令与线圈驱动指令=n指令：指令：pLD（Load）：将常开触点接在母线上。）：将常开触点接在母线上。pLDN（Load Not）：将常闭触点接在母线上。）：将常闭触点接在母线上。p=（Out）：线圈输出。）：线圈输出。n用法：用法：触点串联指令触点串联指令A，AN n指令：指令：p A（And）：串联常开触点。）：串联常开触点。p AN（And Not）：串联常闭触点。）：串联常闭触点。n用法：用法：触点并联指令触点并联指令O，

28、ONn指令：指令：p O（Or）：并联常开触点。）：并联常开触点。p ON（Or Not）：并联常闭触点。）：并联常闭触点。n用法：用法：置位置位/复位指令复位指令S（Set）/R（Reset）n指令：指令：n用法：用法：边沿触发指令边沿触发指令EU（Edge Up）和）和ED（Edge Down）n指令：指令：n用法：用法：逻辑结果取反指令逻辑结果取反指令NOTn指令指令p NOT：用于将：用于将NOT指令左端的逻辑运算结果取指令左端的逻辑运算结果取非。非。n用法：用法：（2）堆栈操作指令）堆栈操作指令p 触点块串联指令触点块串联指令ALDp 触点块并联指令触点块并联指令OLD（Or Loa

29、d）p 逻辑入栈指令逻辑入栈指令LPS及逻辑出栈指令及逻辑出栈指令LPPp 逻辑读栈指令逻辑读栈指令LRD（Logic Read）p 装载堆栈指令装载堆栈指令LDS（Load Stack）触点块串联指令触点块串联指令ALDn指令：指令：p ALD（And Load）：用于触点块的串联连接。）：用于触点块的串联连接。p 触点块：由触点块：由2个以上的触点构成的支路。个以上的触点构成的支路。n用法：用法：触点块并联指令触点块并联指令OLD（Or Load）n指令：指令：p OLD（Or Load）：用于触点块的并联连接。）：用于触点块的并联连接。n用法：用法：逻辑入栈指令逻辑入栈指令LPS及逻辑出

30、栈指令及逻辑出栈指令LPPn指令：指令：p LPS（Logic Push）：执行）：执行LPS指令时，对逻辑指令时，对逻辑堆栈中的栈顶值进行复制后由栈顶压入堆栈，堆栈中的栈顶值进行复制后由栈顶压入堆栈，栈底值自动丢失。栈底值自动丢失。p LPP（Logic Pop）：执行）：执行LPP指令时，将逻辑指令时，将逻辑堆栈弹出堆栈弹出1级，原第级，原第2级的值变为新的栈顶值，级的值变为新的栈顶值，堆栈内容依次上移，栈底生成随机值堆栈内容依次上移，栈底生成随机值X。逻辑读栈指令逻辑读栈指令LRDp LRD（Logic Read）：读取最近：读取最近LPS压入堆栈的内压入堆栈的内容，逻辑堆栈中的其他值不

31、变。容，逻辑堆栈中的其他值不变。装载堆栈指令装载堆栈指令LDSp LDS（Load Stack）：复制堆栈中的第：复制堆栈中的第n个值到栈个值到栈顶，执行完顶，执行完LDS指令后，栈底值自动丢失。指令后，栈底值自动丢失。p 指令格式：指令格式：LDSn(n为为08的整数的整数)nLPS、LPP、LRD用法：用法：（3）定时器指令）定时器指令 n种类：接通延时定时器种类：接通延时定时器TON，保持型接通延时定，保持型接通延时定时器时器TONR和断电延时定时器和断电延时定时器TOF。n定时精度分为定时精度分为3个等级：个等级：1ms、10ms和和100ms。n定时器的定时时间为定时器的定时时间为T

32、=PT（定时器的设定值）（定时器的设定值）S（定时器的精度）。（定时器的精度）。n定时器数量共定时器数量共256个，编号从个，编号从T0T255。其中。其中TONR为为64个，其余个，其余192个可定义为个可定义为TON或或TOF，但是不能把一个定时器同时用作但是不能把一个定时器同时用作TOF和和TON。n指令格式：指令格式：n指令：指令：p TON（On-Delay Timer）：用于单一间隔的定时）：用于单一间隔的定时。n用法：用法：接通延时定时器接通延时定时器TON保持型接通延时定时器指令保持型接通延时定时器指令TONR n指令：指令：p TONR（Retentive On-Delay

33、Timer）用于累计时间间隔）用于累计时间间隔的定时。的定时。n用法：用法：断开延时定时器指令断开延时定时器指令TOFn指令指令:p TOF（OFF-Delay Timer）：用于断电后单一间隔时间）：用于断电后单一间隔时间的计时的计时.n用法：用法：（4）计数器指令）计数器指令n计数器用来累计输入脉冲的数量。计数器用来累计输入脉冲的数量。nS7-200的普通计数器有的普通计数器有3种类型：递增计数器种类型：递增计数器CTU、递减计数器、递减计数器CTD和增减计数器和增减计数器CTUD。n计数器共计计数器共计256个，编号为个，编号为C0C255。不能重。不能重复使用同一个计数器的编号。复使用

34、同一个计数器的编号。n最大计数值为最大计数值为32767。n指令格式：指令格式：递增计数器指令递增计数器指令CTUn指令：指令：p CTU（Counter Up）：当当CU为为ON时，在每个输入时，在每个输入脉冲的上升沿，计数器计数脉冲的上升沿，计数器计数1次，当前值寄存器加次，当前值寄存器加1。n用法：用法：递减计数器指令递减计数器指令CTDn指令：指令：p CTD（Counter Down）：当）：当CD为为ON时，在每个输入脉时，在每个输入脉冲的上升沿，计数器计数冲的上升沿，计数器计数1次，当前值寄存器减次，当前值寄存器减1。n用法：用法：增减计数器指令增减计数器指令CTUDn指令：指令

35、：pCTUD（Counter Up Down）：）：CTUD有有2个脉冲输入端个脉冲输入端CU和和CD，在，在CU的每个输入脉冲的上升沿，当前值寄存器加的每个输入脉冲的上升沿，当前值寄存器加1；在；在CD的每个输入脉冲的上升沿，当前值寄存器减的每个输入脉冲的上升沿，当前值寄存器减1。n用法：用法：（5）比较指令）比较指令n比较指令是将两个操作数按指定的条件比较，比较条件成比较指令是将两个操作数按指定的条件比较，比较条件成立时，触点就闭合，否则断开。比较指令为上、下限控制立时，触点就闭合，否则断开。比较指令为上、下限控制以及为数值条件判断提供了极大的方便。以及为数值条件判断提供了极大的方便。n比

36、较运算符有：等于（比较运算符有：等于（=）、大于等于（）、大于等于（=）、小于等于）、小于等于（）、小于（）、小于（）、不等于（）、不等于（）。）。n比较指令可以与基本逻辑指令比较指令可以与基本逻辑指令LD、A和和O进行组合后编程进行组合后编程。n比较的类型有：字节比较、整数比较、双字整数比较、实比较的类型有：字节比较、整数比较、双字整数比较、实数比较。数比较。n指令格式：指令格式：n用法：用法：p 改变改变SMB28字节数值，当字节数值，当SMB28数值小于或等于数值小于或等于50时，时，Q0.0输出；当输出；当SMB28数值大于或等于数值大于或等于150时，时，Q0.1输出。输出。2、运算

37、指令、运算指令 运算指令包括算术运算指令和逻辑运算指令。运算指令包括算术运算指令和逻辑运算指令。p 算术运算包括加法、减法、乘法、除法及一些常算术运算包括加法、减法、乘法、除法及一些常用的数学函数；在算术运算中，数据类型为整型用的数学函数；在算术运算中，数据类型为整型INT、双整型、双整型DINT和实数和实数REAL。p 逻辑运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异逻辑运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或，以及数据比较，数据类型为字节型或，以及数据比较，数据类型为字节型BYTE、字、字型型WORD和双字型和双字型DWORD。（1）加）加/减法指令减法指令 n指令格式：指令格式：整数加整数加A

38、DD-I/减法减法SUB-I指令指令n指令：指令：p ADD-I/SUB-I：当允许输入有效时，将两个：当允许输入有效时，将两个16位符位符号整数相加或相减，并产生一个号整数相加或相减，并产生一个16位的结果输出到位的结果输出到OUT。n用法：用法：双整数加双整数加ADD-D/减法减法SUB-D指令指令n指令：指令：pADD-D/SUB-D：当允许输入有效时，将两个：当允许输入有效时，将两个32位符号整数相位符号整数相加或相减，并产生一个加或相减，并产生一个32位结果输出到位结果输出到OUT。n用法：用法：p IN2与与OUT是同一个存储单元，指令的执行结果是：是同一个存储单元，指令的执行结果

39、是：IN1+OUT=OUT，指令格式为：，指令格式为：+D IN1，OUT。实数加实数加ADD-R/减法减法SUB-R指令指令n指令：指令：p ADD-R/SUB-R：当允许输入有效时，将两个：当允许输入有效时，将两个32位实数位实数相加或相减，并产生一个相加或相减，并产生一个32位实数结果输出到位实数结果输出到OUT。n用法：用法：p IN2与与OUT是同一个存储单元，指令的执行结果是：是同一个存储单元，指令的执行结果是：IN1+OUT=OUT，指令格式为：，指令格式为：+R IN1，OUT。（2）乘法）乘法/除法指令除法指令n指令格式：指令格式：（3）数学函数指令）数学函数指令n数学函数变

40、换指令包括平方根、自然对数、指数、三角函数学函数变换指令包括平方根、自然对数、指数、三角函数等。数等。n指令格式：指令格式：（4）增减指令）增减指令n增减指令是对无符号或有符号整数自动加增减指令是对无符号或有符号整数自动加1或自动减或自动减1的指令。的指令。n指令格式：指令格式：（5）逻辑运算指令）逻辑运算指令n逻辑运算指令是对逻辑数（无符号数）进行处理，包括逻辑与、逻辑或、逻辑运算指令是对逻辑数（无符号数）进行处理，包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、取反等逻辑操作，数据长度可以是字节、字、双字。逻辑异或、取反等逻辑操作，数据长度可以是字节、字、双字。n指令格式：指令格式：3、数据处理指令、数据处

41、理指令 数据处理指令包括：数据处理指令包括：p 数据传送指令数据传送指令p 移位指令移位指令p 交换指令交换指令p 填充指令填充指令（1）传送类指令）传送类指令传送类指令用于在各个编程元件之间进行数据传送。根据每次传传送类指令用于在各个编程元件之间进行数据传送。根据每次传送数据的数量，可分为单个传送指令和块传送指令。送数据的数量，可分为单个传送指令和块传送指令。单个传送指令单个传送指令MOVn用来传送单个的字节（用来传送单个的字节（MOVB）、字（）、字（MOVW）、双字）、双字（MOVD）、实数（）、实数（MOVR）。）。n指令格式：指令格式：n用法：用法：p 将变量存储器将变量存储器VW1

42、0中内容送到中内容送到VW100中。中。数据块传送指令数据块传送指令BLKMOVn用来传送用来传送N个数据的成组传送。指令类型有字节个数据的成组传送。指令类型有字节（BLKMOVB）、字（）、字（BLKMOVW）和双字）和双字（BLKMOVD）三种。）三种。n指令格式：指令格式：立即字节传送指令立即字节传送指令n立即字节传送指令用于输入和输出的立即处理。分立即字节传送指令用于输入和输出的立即处理。分立即读字节传送指令立即读字节传送指令BIR和立即写字节传送指令和立即写字节传送指令BIW两种。两种。n指令格式指令格式：（2）移位指令）移位指令n根据移位的数据长度可分为根据移位的数据长度可分为p

43、字节型移位字节型移位p 字型移位字型移位p 双字型移位双字型移位n根据移位的方向可分为根据移位的方向可分为p 左移和右移左移和右移p 循环移位。循环移位。左移左移SHL和右移和右移SHR指令指令n左移或右移指令：当允许输入左移或右移指令：当允许输入EN有效时，输入数据有效时，输入数据IN左移或右左移或右移移N位后，把结果送到位后，把结果送到OUT。在移位时，存放被移位数据的编。在移位时，存放被移位数据的编程元件的移出端与特殊继电器程元件的移出端与特殊继电器SM1.1（溢出）连接，最后一次（溢出）连接，最后一次溢出位被放到特殊存储器溢出位被放到特殊存储器SM1.1（溢出）中，另一端自动补（溢出）

44、中，另一端自动补0。n指令格式指令格式：循环左移循环左移ROL和循环右移和循环右移ROR指令指令n循环移位将移位数据存储单元的首尾相连，同时又与溢出端循环移位将移位数据存储单元的首尾相连，同时又与溢出端SM1.1连接，连接，SM1.1用来存放被移出的位。用来存放被移出的位。最后被移出的位被最后被移出的位被移到另一端的同时，也被放到移到另一端的同时，也被放到SM1.1位中。位中。n指令格式：指令格式：（3）字节交换指令）字节交换指令SWAPn字节交换指令字节交换指令SWAP，用于对一个字长的字型数据，用于对一个字长的字型数据进行处理，指令功能是将字型输入数据进行处理，指令功能是将字型输入数据IN

45、的高位的高位字节与低位字节进行交换，因此又可称为半字交字节与低位字节进行交换，因此又可称为半字交换指令。换指令。n指令格式：指令格式：（4）填充指令）填充指令FILLn填充指令填充指令FILL：用输入数据：用输入数据IN填充从输出填充从输出OUT开始的开始的N个连续的存储单元中。个连续的存储单元中。n指令格式：指令格式：6.4 数控机床数控机床PLC系统设计及调试系统设计及调试nPLC系统的设计内容及步骤系统的设计内容及步骤n数控机床数控机床PLC系统的调试系统的调试6.4.1 PLC系统的设计内容及步骤系统的设计内容及步骤 1、PLC系统设计的基本原则系统设计的基本原则 在可编程序控制器控制

46、系统的设计中，应遵在可编程序控制器控制系统的设计中，应遵循以下基本原则：循以下基本原则：n（1）充分发挥）充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足的控制功能，最大限度地满足生产机械或生产流程对电气控制的要求。生产机械或生产流程对电气控制的要求。n（2）保证系统安全可靠。）保证系统安全可靠。PLC系统安全、可靠、系统安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。稳定运行，是设计控制系统的重要原则。n（3）在满足控制要求的前提下，力求）在满足控制要求的前提下，力求PLC控制系控制系统简单、经济、操作和维修方便，而且应使系统能统简单、经济、操作和维修方便，而且应使系统能尽量降低使用者长期运行的成本

47、。尽量降低使用者长期运行的成本。2、PLC系统设计步骤系统设计步骤 PLC控制系统设计可以按如下步骤控制系统设计可以按如下步骤:n（1）熟悉被控对象，制定控制方案）熟悉被控对象，制定控制方案n（2）确定）确定I/O点数点数n（3）选择）选择PLCn（4）分配）分配PLC的的I/O地址地址n（5）程序设计）程序设计n（6）系统调试）系统调试n（7）编制技术文件）编制技术文件6.4.1数控机床数控机床PLC系统的调试系统的调试1、西门子、西门子840D系统的组成系统的组成 SINUMERIK840D是由数控及驱动单元是由数控及驱动单元（CCU或或NCU）、）、MMC和和PLC模块三部分模块三部分组

48、成。组成。2、数控系统的调试、数控系统的调试（1）NC和和PLC总清总清（2）开机与起动）开机与起动6.5 数控机床数控机床PLC控制应用实例控制应用实例n6.5.1 润滑系统的润滑系统的PLCn6.5.2 自动换刀系统自动换刀系统 6.5.1 润滑系统的润滑系统的PLCnI口口:p I0.5：润滑油路压力：润滑油路压力正常；正常；p I0.7：运转起动；：运转起动；p I1.5：润滑电动机过：润滑电动机过载；载；p I1.6：润滑油不足。：润滑油不足。nO口口:p Q0.0：故障报警；：故障报警；p Q1.6：润滑电动机：润滑电动机起动。起动。1、润滑系统、润滑系统I/O口口2、润滑系统自动

49、控制、润滑系统自动控制数控机床润滑系统的电气控制原理图数控机床润滑系统的电气控制原理图 PLC控制梯形图控制梯形图（1）润滑系统工作）润滑系统工作原理原理（2）润滑系统出现）润滑系统出现故障时的监控故障时的监控润滑油路出现泄漏润滑油路出现泄漏或压力开关失灵或压力开关失灵;润滑油路出现堵塞润滑油路出现堵塞或压力开关失灵或压力开关失灵;润滑油不足润滑油不足;润滑电动机润滑电动机M过载过载;6.5.2 自动换刀系统自动换刀系统nI口口:pI0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5：刀位检测信号；：刀位检测信号；pI0.6：锁紧到位检测信号；：锁紧到位检测信号；pI2.1：机床面板上的手动换：机床面板上的手动换刀键；刀键；pI2.2：零件中的：零件中的T指令正转指令正转信号；信号；pI2.3：零件中的：零件中的T指令反转指令反转信号。信号。nO口口:pQ0.4：刀架正转；：刀架正转；pQ0.5：刀架反转；：刀架反转；pQ0.6：换刀故障指示灯。：换刀故障指示灯。1、润滑系统、润滑系统I/O口口 2、自动换刀系统自动控制自动换刀系统自动控制数控机床自动换刀的电气控制原理图数控机床自动换刀的电气控制原理图 PLC控制梯形图控制梯形图