在數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)中，CNC和PLC在邏輯上是相互獨(dú)立的功能單元。其信息交換是以PLC為中心，在CNC、PLC和數(shù)控機(jī)床之間進(jìn)行信息傳遞。CNC將各種功能代碼M、S、T的信息，手動(dòng)／自動(dòng)方式信息，各種使能信息等發(fā)給PLC。而PLC將M、S、T功能的應(yīng)答信號(hào)和各坐標(biāo)軸對(duì)應(yīng)機(jī)床參考點(diǎn)的信息等發(fā)給CNC。PLC又將控制機(jī)床的執(zhí)行元件以及各種狀態(tài)指示和故障診斷報(bào)警等信息發(fā)給機(jī)床。而機(jī)床將操縱面板上各開關(guān)、按鈕等信號(hào)以及各運(yùn)動(dòng)部件的限位信息等發(fā)送給PLC。

 

一、外置式PLC信息交換

 

    外置式PLC是一個(gè)通用型PLC，它完全獨(dú)立于CNC裝置，具備完善的硬件和軟件，能夠獨(dú)立地完成邏輯順序控制任務(wù)。CNC和PLC都有自己的開關(guān)量I/0接口電路，PLC的I/0點(diǎn)數(shù)和功能可根據(jù)數(shù)控機(jī)床輔助動(dòng)作的復(fù)雜程度而定。

 

    在對(duì)某企業(yè)所使用的CK6150數(shù)控車床系統(tǒng)置換時(shí)，采用原有FAGOR8025數(shù)控系統(tǒng)加外置西門子S7-200型PLC的維修方案。PLC采用CPU226(24V直流輸/16繼電器輸出)為主單元，擴(kuò)展EM221(8進(jìn))直流24V輸進(jìn)單元和EM222(8)繼電器輸出單元組成56點(diǎn)的可編程控制器。PLC輸出分別用于控制主軸變速、冷卻油泵、刀架電機(jī)、潤滑電機(jī)、液壓卡盤、液壓尾座以及產(chǎn)生各種控制指示等功能。   

 

二、內(nèi)置式PLC信息交換

 

    內(nèi)裝型PLC也稱為內(nèi)置型PLC，其全部功能置于CNC內(nèi)部，與CNC集成于一體。PLC的硬件和軟件作為CNC的基本功能同一設(shè)計(jì)，其性能指標(biāo)也由CNC系統(tǒng)來確定。PLC與CNC其他裝置之間的信號(hào)傳遞在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行，PLC開關(guān)量的輸出通過CNC的I/0電路完成。

 

    PLC既可與CNC之間共用CPU，也可分別設(shè)置專用的CPU。共用CPU固然可以充分利用CNC裝置中微處理器的資源，但是當(dāng)PLC的I/0點(diǎn)數(shù)太多時(shí)，會(huì)影響到CNC功能的處理速度，一般用于中低檔的數(shù)控系統(tǒng)。采用專用CPU來完成PLC的功能，速度快，用于規(guī)模大、邏輯復(fù)雜、動(dòng)作速度要求高的數(shù)控系統(tǒng)中。   

 

    由于內(nèi)置型PLC與CNC采用內(nèi)部數(shù)據(jù)總線來處理信息，使得數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，外部接線簡單，可靠性高。

 

三、開放式數(shù)控系統(tǒng)的PLC

 

    隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)戒速發(fā)展，大量先進(jìn)的高性能計(jì)算機(jī)被直接用作數(shù)控系統(tǒng)的控制器?；诟咝阅墚a(chǎn)業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）為核心的開放式結(jié)構(gòu)成為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。在保存?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了更多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其他功能。其PLC常采用內(nèi)置軟PLC形式，PLC程序的開發(fā)一般使用高級(jí)語言。

 

    數(shù)控系統(tǒng)在初始化時(shí)按照“plc.h”頭文件的約定，在存儲(chǔ)區(qū)專門為PLC定義了由NC向PLC傳遞的內(nèi)部輸進(jìn)只讀狀態(tài)變量，以及由PLC發(fā)向NC的內(nèi)部輸出變量。這些狀態(tài)變量是NC模塊在運(yùn)行過程中保存的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)可以供NC模塊在運(yùn)行過程中使用和修改，假如PLC模塊在運(yùn)行中需要調(diào)用這些執(zhí)行變量，則以只讀方式進(jìn)行。

 

    狀態(tài)變量的存取格式在數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)時(shí)約定，編寫PLC程序時(shí)應(yīng)按照約定格式進(jìn)行。由于采用高級(jí)語言編程，與傳統(tǒng)的梯形圖等編程方法相比固然增加了編程的復(fù)雜性，但是編程的靈活性大大增加，而且使得系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大。在編制PLC控制程序時(shí)需仔細(xì)閱讀數(shù)控系統(tǒng)關(guān)于PLC的具體說明。