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卷板机床FANUC数控系统的内置PLC |
| 发布时间：2020/5/4 |
卷板机床FANUC数控系统的内置PLC
1.卷板机床FANUC数控系统内置PLC概述
卷板机床FANUC数控系统的内置PLC通常又称PMCoFANUC系列的不同数控系统内置PLC有PMC—L、PMC—M、PMC—P、PMC—SB7、PMC—SAl、PMC—SA3、PMC—SA5等多种型号。PMC的顺序程序一般使用梯形图编程并可以由编程装置转换成机器码并写入数控系统鹅EPROM中，当然，输入过程中有时需要借助于语句表或助记符输入。各种型号PMC翁输入腧出信号容量及接线方法与通用PLC产品类似。
FANUC系列PMC的指令系统由基本指令和功能指令构成。不同型号的PMC有完全一样的指令系统，但功能指令的数目不同，提供给用户使用的最大程序存储空间也不同，必须在具体的CNC系统允许的程序步数和地址范围内使用。
FANUC系列数控系统的CNC、PMC和卷板机床电路之间的信号联系及地址分类示意图。
在卷板机床FANUC数控系统的PMC编程时，可以使用的地址类型如下。
1)PMC的输入信号X(卷板机床电路输入一PMC)
PMC的输入信号是来自卷板机床电路的按钮、行程开关、转换开关、卷板机床操作面板按键等的物理连接点，用符号x、位和数单元地址数来表示。可以使用的x信号的数目随CNC型号有所不同，位数从0～7。有的CNC个别x信号为固定用途，不可任意使用，这些X信号的使用应遵循具体CNC型号的规定。
例如，输入信号x2.1连接卷板机床操作面板的x+按键，则当卷板机床操作面板的x+按键被按下时，PMC程序识别该信号的状态为“1”。同样，如果x3.4为某数控车床刀位信号T1，当刀架旋转到1号刀位，x3.4的状态变为“1”，PMC可以立即获得该信号，判断刀架状态，进行换刀控制。
同普通PLC输入信号一样，一般来说用户可以自己分配和定义输入信号，但在FANUC系统PMC的使用中，有一些x信号的地址是固定的，在硬件设计和编程时必须接固定的输入信号。例如，x8.4为紧急停止输入信号地址，X9.0～X9.4为第1-5轴参考点返回减速信号地址，X4.7为跳过信号输入地址等。
2)PMC的输出信号Y(PMc_卷板机床电路)
PMC的输入信号是用来向卷板机床侧输出内置PLC(PMC)运行的执行结果，驱动具体的执行机构正确动作，例如，继电器、电磁阀、信号灯等，用符号Y、单元地址数和位数来表示。可以使用的Y信号的数目随CNC型号有所不同，位数从0～7，不能被任意使用的单元或位应遵循具体CNC型号的规定。例如，某数控加工中心PMC的输出信号Y9.2翘主轴顺时针转输出信号，Y9-3为主轴逆时针转输出信号，Y8.4为主轴松刀输出信号等。
Nc基本程序和PMC程序是两个软件模块，它们之间没有直接的物理连接，只有内信号的连接。从PMC发向NC的内部信号地址用符号G、位数和单元地址数表示。信嘲内容和地址是CNC系统设计时就确定下来的，只能按照定义编写PMC文件。从PMC期向NC的G信号有很多，G信号反应了PMC运行的结果，这些G信号中有的反应卷板机床的状态，有的则是向NC发出一些请求。例如，G114.0一G114.4为第1～5轴正向超程信号，G116.0～G116.4为第1～5轴负向超程信号，当NC接收这些信号中有一个或多个为“0”时，NC即停止轴运动，并且出现相应的超程报警。
4)从NC发向PMC的内部信号F(NC--'PMC)
由NC发出的可供PMC读取使用的内部信号地址用符号F、位数和单元地址数来表示。F信号的内容和地址和G信号类似，也是CNC系统设计时就确定下来的。从NC发向PMC的F信号有很多，这些F信号反应了NC当前的运行状态，PMC根据这些F信号的状态的不同，运行的结果也有所不同。例如，F0.5为自动运行启动中，此信号向PMC通知自动运行处在启动中(动作中)的，PMC可以根据这一信号的状态控制三色灯(卷板机床运行状态指示灯)中的绿灯的状态。
5)PMC中其他信号
R信号、K信号、D信号、T信号、C信号等代表的信号类型如表1所示。
表1 PMC其他信号类型表
字符 | 信号类型 | R | 内部继电器 | A | 信息显示请求信号 | C | 计数器 | K | 保持型继电器 | D | 数据表 | T | 可变定时器 | L | 标号 | P | 子程序号 |
另外，PMC顺序程序的设计从编制梯形图开始。梯形图由继电器触点和功能指令构成。梯形图中所表示的逻辑关系构成顺序程序。输入顺序程序的方法有两种：一种输入方法使用助记符语言(LD、AND、OR等PMC指令)。另一种方法使用继电器符号。通过使用相应的继电器触点、符号和功能指令符号输入顺序程序。在使用继电器符号方法是，可以使用梯形图格式，并且不用理解PMC指令格式即可进行编程。实际上，即使顺序程序由梯形图方法输入，在系统内部也被转换成相应的PMC指令。
2.卷板机床FANUC数控系统PMC的基本指令
在执行顺序程序时，逻辑运算的中间结果存储在一个寄存器中，这个寄存器由9位组成，如图8-71所示。执行指令(RD等)暂存运算中间结果时，如图8-71所示，将当前存储的状态向左移动一位压栈。湘反，执行指令(AND等)取出操作结果是，右移一位出栈。该寄存器按照堆栈原理工作，即最后进入的最先被取出。
堆栈寄存器(暂存运算的中间结果) 正在执行运算的结果
卷板机床FANUC数控系统PMC的基本指令共有678个，表2所示为基本指令及其功能。
表2基本指令和功能
序号 | 指令 | 功能 | 1 | RD | 读入指定的信号状态并设置为ST0中 | 2 | RD．NOT | 将读入的指定信号的逻辑状态取非后设置到ST0中 | 3 | WRT | 将逻辑运算结果(STO的状态)输出到指定的地址 | 4 | TNOT | 将逻辑运算结果(ST0的状态)取非后输出到指定的地址 | 5 | AND | 逻辑与 | 6 | AND．NOT | 将指定的信号状态取非后逻辑与 | 7 | oR | 逻辑或 | 8 | OR．NOT | 将指定的信号状态取非后逻辑或 | 9 | RD．STK | 将寄存器的内容左移1位，把指定地址的信号状态设到ST0中 | 10 | RD．NOT．STK | 将寄存器的内容左移1位，把指定地址的信号状态取非后设趔ST0中 | 11 | AND．STK | ST0和STl逻辑与后，堆栈寄存器右移1位 | 12 | oR．STK | ST0和STl逻辑或后，堆栈寄存器右移1位 | 13 | SET | ST0和指定地址中的信号逻辑或后，将结果返回到指定地址中 | 14 | RST | ST0的状态取反后和指定地址中的信号逻辑与后，将结果返回到指定地址中 |
3.卷板机床FANUC数控系统PMC的功能指令
数控系统需要对数控卷板机床所有的逻辑顺序进行控制，例如，冷却、刀库选择、机械手动作等。还需要对数控卷板机床的设备安全进行保护，例如，电动机过载报警、刀位信号异常报警等。要实现这么多、这么复杂的功能，单单运用基本指令是很难实现的，这就需要功能指令，例如，译码、编码、计时器、计数器、子程序调用等。卷板机床FANUC数控系统配置的PMC根据信号的不同功能指令的数量也不同，表3所示为PMC—SA3的功能指令和处理过程。
表3功能指令和过程处理
序号 | 指令 | 处理过程 | 1 | ENDl | 第一级顺序程序结束 | 2 | END2 | 第二级顺序程序结束 | 3 | TMR | 定时器 | 4 | TMRB | 固定定时器 | 5 | TMRC | 定时器 | 6 | DEC | 译码器 | 7 | DECB | 二进制译码 | 8 | CTR | 计数器 | 9 | CTRC | 计数器 | 10 | RoT | 选择控制 | 11 | ROTB | 二进制旋转控制 | 12 | COD | 代码转换 | 13 | CODB | 二进制代码转换 | 14 | MOVE | 逻辑乘数据传送 | 15 | MOVoR | 逻辑或后数据传送 | 16 | MOVB | 一字节数据传送 | 17 | MOVW | 两字节数据传送 | 18 | MOVN | 任意字节数据传送 | 19 | COM | 公共线控制 | 20 | COME | 公共线控制结束 | 21 | JMP | 跳转 | 22 | JMPE | 跳转结束 | 23 | JMPB | 标号跳转1 | 24 | JMPC | 标号跳转2 | 25 | LBL | 标号 | 26 | PARI | 奇偶校验 | 27 | DCNV | 数据转换 | 28 | DCNVB | 扩展数据交换 | 29 | CoMP | 比较 | 30 | COMPB | 二进制数值比较 | 31 | COIN | 一致判断 | 32 | DSCH | 数据搜寻 | 33 | DSCHB | 二进制数据搜寻 | 34 | XMOV | 变址数据传送 | 35 | XMOVB | 二进制变址数据传送 | 36 | ADD | 加法运算 | 37 | ADDB | 二进制加法运算 | 38 | SUB | 减法运算 | 39 | SUBB | 二进制减法运算 | 40 | MlH． | 乘法运算 | 41 | MULB | 二进制乘法运算 | 42 | DIV | 除法运算 | 43 | DIVB | 二进制除法运算 | 44 | NUhIE | 定义常数 | 45 | NUMEB | 定义二进制常数 | 46 | DISPB | 扩展信息显示 | 47 | EXll | 外部数据输入 | 48 | AXICTL | PLC轴控制 | 49 | WnqDR | 读CNC口数据 | 50 | W帅W | 写CNC窗口数据 | 51 | MMC3R | 读MMC3窗口数据 | 52 | MMC：3W | 写MMC3窗口数据 | 53 | CWR | 读MMC2窗口数据 | 54 | MMCⅥnⅣ | 写MMC2窗口数据 | 55 | DⅢD | 上升沿检测 | 56 | DmU | 下降沿检测 | 57 | EOR | 异或 | 58 | AND | 逻辑乘 | 59 | OR | 逻辑或 | 60 | NOT | 逻辑非 | 61 | END | 梯形图程序结束 | 62 | CALL | 调用子程序 | 63 | CALLU | 无条件调用子程序 | 64 | SP | 子程序 | 65 | SPE | 子程序结束 |
65 SPE 子程序结束
功能指令一般是由控制条件、指令、参数和输出四个部分组成。由于指令的不同，可能不是所有功能指令都完全有这四个部分。控制条件对功能指令的执行、复位等进行控制，因功能指令的不同，控制条件的数量和意义都会不同。功能指令的参数可能是常数也可能是数据地址由功能指令决定，参数可以指定功能指令的执行方式、处理数据的存放地址等。功能指令的输出反应的意义也随指令的不同而不同，有的执行出错、有的执行结束等。
这里对卷板机床FANUC数控系统PMC的部分功能指令做简单的说明。
1)顺序程序结束指令
顺序程序结束指令有ENDl(第一级顺序程序结束)、END2(第二级顺序程序结束)。
 
图72 ENDl梯形图格式 图73 END2梯形图格式
ENDl在顺序程序中必须给出一次，可在第一级程序末尾，或当没有第一级程序时，排在第二级程序开头。END2在第二级程序末尾给出。
第一级程序每8ms执行一次。可以处理一些要求响应快的短脉冲信号。例如，急停、跳转、超程等，不使用第一级程序时只编写EDNl指令。第二级程序每8xn ms执行一次。为第二级程序的分割数。在开始执行第二级程序时，PLC会把二级程序分割成，z份。每个8ms只执行一份。第一级与第二级程序的时间分割如图8-74所示。当最后分割数为咒的二级程序执行完后，程序又从头开始执行。
2)定时器指令
卷板机床FANUC数控系统PMC有三个定时器指令，一是TMR延时导通定时器，定时时间在使用定时器对应的T地址中设定；二是TMRB用做时间固定的延时导通定时器，定时时间在PMC程序中设定，不可改动；三是TMRC是用地址设定定时时间的延时导通定时器。
定时器是TMR功能指令使用示例。图中TMR指令使用的是4号定时器，定时使用在4号定时器对应的T地址中设置。控制条件ACT为中间继电器R22.6，当ACT为“1”开始定时，经过设置的时间，继电器T22.7置“1”输出，当ACT为“0”时定时器复位。
定时器TMRB功能指令的使用示例。图中TMRB指令使用的是1号定时器，定时时间为100ms，执行情况与TMR指令类似。控制条件ACT为X13.0为“1”时开始定时，lOOms后R50.1置“1”输出，X13.0为“0”时定时器复位。
定时器TMRB功能指的使用令示例
定时器TMRC功能指令的使用示例。图中TMRC参数“0001”是设定定时器的精度为48ms，定时时间由D10中的数据设定，R100开始的连续036个字节，作为系统作业区，供定时器工作时使用。
3)译码指令
卷板机床FANUC数控系统PMC的译码指令有DEC和DECB，主要用于M功能和T功能的译码，这两个指令用法和功能类似。这里只对DECB进行介绍，DECB可对l、2、4字节的二进制代码数据译码，所指的八位连续数据之一与代码数据一致时，对应的输出数据位为1。不一致时，输出数据为0。译码指令DECB的使用示例。当控制条件ACT中F7.0为1时，执行译码。若F10中数据为16，则R2.0置“1”；若F10中数据为17，则R2.1、R2.0置“1”；连续8位以此类推。
4)计数器指令
卷板机床FANUC数控系统PMC的计数器指令有CRT、CRTC。计数器指令CRT的使用示例。这里使用的是1号计数器，预置值在1号计数器对应的C地址中设定。CRT指令的控制条件有四个，共同控制指令的执行方式。若CN0＝0计数器的初始值由0开始；若CN0=I计数器的初始值由1开始。若UPDOWN=0加计数器(初始值为CN0的设定)：若UPDOWN=I减计数器(初始值为计数器预置值)。ACT为计数输入信号，ACT出现一次上升沿，计数器计数一次，计数到后Y13.0置“1”输出。当计数到，ACT再出现一次上升沿，计数器复位，Y13.0置“0”，停止输出。若RST=0，计数器运行；若RST=I，计数器计数值复位且输出位清零。
5)旋转控制指令
卷板机床FANUC数控系统PMC的旋转控制指令有ROT、ROTB。旋转控制指令主要用于回转控制，如加工中心的刀库、数控车床的刀架等。根据总位置数，当前位置、目标位置得出旋转方向和转动的位置数。旋转控制指令ROTB的使用示例。ROTB的参数有37个，“0001”设定数据长度为1B，D100中数据为要进行旋转控制部件的总位置数，R23中数据为旋转部件当前位置号，R28中数据为旋转部件目标位置号，R30为计算结果输出地址。ROTB指令的控制条件也有37个。CNO=0初始位置由0开始；CNO：l初始位置由1开始。DIR=0旋转方向固定为正向；DIR=I进行旋转方向选择，旋转方向根据最短路径选择正负向。POS=0根据目标位置计算结果；POS=I根据目标前一位置的计算结果。INC=0时，计算的结果为位置数；INC=I时，计算结果为步数。如要计算目标位置的前一位置，指定INC=0和POS=I。如要计算当前位置与目标位置之间的差距，指令INC=1和POS=0。ACT=0时，不执行ROTB指令；AcT=1时，执行ROTB指令。R10.4为旋转方向输出，R10.4为“O”没有输出，表示旋转方向为正方向；R10.4为“1”有输出，表示旋转方向为负方向。
6)代码转换指令
卷板机床FANUC数控系统PMC的代码转换指令有COD、CODB。代码转换指令必须有数据转换输入地址、转换数据表、数据转换输出地址。数据转换输入地址中数据为转换数据表内号，执行指令后将该表内号对应的转换数据表中的数据传输到数据转换输出地址中。转换指令CODB的使用示例。“0002”设定数据长度为2B，“00,16” 设定数据容量为16，R13为数据转换输入地址，G10为数据转换输出地址。CODB指令的控制条件有两个，ACT=0时，不执行CODB指令；ACT=1时，执行CODB指令。RST=0不复位：RST=1将错误输出复位。图8—81中R35.1为错误输出，当执行代码转换出错时，R35.1置“1”输出。CODB指令下方的即是数据转换表。
7)数据比较指令
卷板机床FANUC数控系统PMC数据比较指令有COMP、COMPB。该类指令是将输入数值与比较数值进行大小比较，并输出比较结果。数据比较指令COMPB的使用示例。“1001”设定输入数据为地址，数据长度为1B；D50为输入数据；F26为对比数据。COMPB指令的控制条件ACT为R9091.1。当ACT=0时，不执行指令；当ACT=I时，执行指令，对比F26和D50中的数据，比较结果在运算结果寄存器R9000中。若F26=D50，则R9000.0置“1”；若F26>D50则R9000.1置“1”。
8)一致性检测指令
卷板机床FANUC数控系统PMC一致性检测指令为COIN。检测输入值与比较值是否一致。
一致性检测指令COIN的使用示例。“0001”设定用地址指定输入数据，R200为输入数据地址，R300为比较数据地址。控制条件有两个BYT和ACT。BYT=0处理数据为BCD两位；BYr_1处理数据为BCD四位。ACT卸：不执行，输出不变；ACＤ：执行指令，根据结果改变输出。若R200=R300，则R10.3置“1”输出；若R200≠R300，则R10.3置“0”没输出。
9)数据转送指令
卷板机床FANUC数控系统PMC数据传送指令有MOVB、MOVW、MOVN，分别是传送单字节数据、双字节数据、任意字节数据。数据转送指令MOVB的使用示例。当ACT=0时，不执行指令；当ACT=I时，执行指令，将C7中数据传送到R24中。
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