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卷板機床FANUC數控系統的內置PLC |
| 發布時間：2020/5/4 |
卷板機床FANUC數控系統的內置PLC
1.卷板機床FANUC數控系統內置PLC概述
卷板機床FANUC數控系統的內置PLC通常又稱PMCoFANUC系列的不同數控系統內置PLC有PMC—L、PMC—M、PMC—P、PMC—SB7、PMC—SAl、PMC—SA3、PMC—SA5等多種型號。PMC的順序程序一般使用梯形圖編程并可以由編程裝置轉換成機器碼并寫入數控系統鵝EPROM中，當然，輸入過程中有時需要借助于語句表或助記符輸入。各種型號PMC翁輸入腧出信號容量及接線方法與通用PLC產品類似。
FANUC系列PMC的指令系統由基本指令和功能指令構成。不同型號的PMC有完全一樣的指令系統，但功能指令的數目不同，提供給用戶使用的最大程序存儲空間也不同，必須在具體的CNC系統允許的程序步數和地址范圍內使用。
FANUC系列數控系統的CNC、PMC和卷板機床電路之間的信號聯系及地址分類示意圖。
在卷板機床FANUC數控系統的PMC編程時，可以使用的地址類型如下。
1)PMC的輸入信號X(卷板機床電路輸入一PMC)
PMC的輸入信號是來自卷板機床電路的按鈕、行程開關、轉換開關、卷板機床操作面板按鍵等的物理連接點，用符號x、位和數單元地址數來表示。可以使用的x信號的數目隨CNC型號有所不同，位數從0～7。有的CNC個別x信號為固定用途，不可任意使用，這些X信號的使用應遵循具體CNC型號的規定。
例如，輸入信號x2.1連接卷板機床操作面板的x+按鍵，則當卷板機床操作面板的x+按鍵被按下時，PMC程序識別該信號的狀態為“1”。同樣，如果x3.4為某數控車床刀位信號T1，當刀架旋轉到1號刀位，x3.4的狀態變為“1”，PMC可以立即獲得該信號，判斷刀架狀態，進行換刀控制。
同普通PLC輸入信號一樣，一般來說用戶可以自己分配和定義輸入信號，但在FANUC系統PMC的使用中，有一些x信號的地址是固定的，在硬件設計和編程時必須接固定的輸入信號。例如，x8.4為緊急停止輸入信號地址，X9.0～X9.4為第1-5軸參考點返回減速信號地址，X4.7為跳過信號輸入地址等。
2)PMC的輸出信號Y(PMc_卷板機床電路)
PMC的輸入信號是用來向卷板機床側輸出內置PLC(PMC)運行的執行結果，驅動具體的執行機構正確動作，例如，繼電器、電磁閥、信號燈等，用符號Y、單元地址數和位數來表示。可以使用的Y信號的數目隨CNC型號有所不同，位數從0～7，不能被任意使用的單元或位應遵循具體CNC型號的規定。例如，某數控加工中心PMC的輸出信號Y9.2翹主軸順時針轉輸出信號，Y9-3為主軸逆時針轉輸出信號，Y8.4為主軸松刀輸出信號等。
Nc基本程序和PMC程序是兩個軟件模塊，它們之間沒有直接的物理連接，只有內信號的連接。從PMC發向NC的內部信號地址用符號G、位數和單元地址數表示。信嘲內容和地址是CNC系統設計時就確定下來的，只能按照定義編寫PMC文件。從PMC期向NC的G信號有很多，G信號反應了PMC運行的結果，這些G信號中有的反應卷板機床的狀態，有的則是向NC發出一些請求。例如，G114.0一G114.4為第1～5軸正向超程信號，G116.0～G116.4為第1～5軸負向超程信號，當NC接收這些信號中有一個或多個為“0”時，NC即停止軸運動，并且出現相應的超程報警。
4)從NC發向PMC的內部信號F(NC--'PMC)
由NC發出的可供PMC讀取使用的內部信號地址用符號F、位數和單元地址數來表示。F信號的內容和地址和G信號類似，也是CNC系統設計時就確定下來的。從NC發向PMC的F信號有很多，這些F信號反應了NC當前的運行狀態，PMC根據這些F信號的狀態的不同，運行的結果也有所不同。例如，F0.5為自動運行啟動中，此信號向PMC通知自動運行處在啟動中(動作中)的，PMC可以根據這一信號的狀態控制三色燈(卷板機床運行狀態指示燈)中的綠燈的狀態。
5)PMC中其他信號
R信號、K信號、D信號、T信號、C信號等代表的信號類型如表1所示。
表1 PMC其他信號類型表
字符 | 信號類型 | R | 內部繼電器 | A | 信息顯示請求信號 | C | 計數器 | K | 保持型繼電器 | D | 數據表 | T | 可變定時器 | L | 標號 | P | 子程序號 |
另外，PMC順序程序的設計從編制梯形圖開始。梯形圖由繼電器觸點和功能指令構成。梯形圖中所表示的邏輯關系構成順序程序。輸入順序程序的方法有兩種：一種輸入方法使用助記符語言(LD、AND、OR等PMC指令)。另一種方法使用繼電器符號。通過使用相應的繼電器觸點、符號和功能指令符號輸入順序程序。在使用繼電器符號方法是，可以使用梯形圖格式，并且不用理解PMC指令格式即可進行編程。實際上，即使順序程序由梯形圖方法輸入，在系統內部也被轉換成相應的PMC指令。
2.卷板機床FANUC數控系統PMC的基本指令
在執行順序程序時，邏輯運算的中間結果存儲在一個寄存器中，這個寄存器由9位組成，如圖8-71所示。執行指令(RD等)暫存運算中間結果時，如圖8-71所示，將當前存儲的狀態向左移動一位壓棧。湘反，執行指令(AND等)取出操作結果是，右移一位出棧。該寄存器按照堆棧原理工作，即最后進入的最先被取出。
堆棧寄存器(暫存運算的中間結果) 正在執行運算的結果
卷板機床FANUC數控系統PMC的基本指令共有14個，表2所示為基本指令及其功能。
表2基本指令和功能
序號 | 指令 | 功能 | 1 | RD | 讀入指定的信號狀態并設置為ST0中 | 2 | RD．NOT | 將讀入的指定信號的邏輯狀態取非后設置到ST0中 | 3 | WRT | 將邏輯運算結果(STO的狀態)輸出到指定的地址 | 4 | TNOT | 將邏輯運算結果(ST0的狀態)取非后輸出到指定的地址 | 5 | AND | 邏輯與 | 6 | AND．NOT | 將指定的信號狀態取非后邏輯與 | 7 | oR | 邏輯或 | 8 | OR．NOT | 將指定的信號狀態取非后邏輯或 | 9 | RD．STK | 將寄存器的內容左移1位，把指定地址的信號狀態設到ST0中 | 10 | RD．NOT．STK | 將寄存器的內容左移1位，把指定地址的信號狀態取非后設趔ST0中 | 11 | AND．STK | ST0和STl邏輯與后，堆棧寄存器右移1位 | 12 | oR．STK | ST0和STl邏輯或后，堆棧寄存器右移1位 | 13 | SET | ST0和指定地址中的信號邏輯或后，將結果返回到指定地址中 | 14 | RST | ST0的狀態取反后和指定地址中的信號邏輯與后，將結果返回到指定地址中 |
3.卷板機床FANUC數控系統PMC的功能指令
數控系統需要對數控卷板機床所有的邏輯順序進行控制，例如，冷卻、刀庫選擇、機械手動作等。還需要對數控卷板機床的設備安全進行保護，例如，電動機過載報警、刀位信號異常報警等。要實現這么多、這么復雜的功能，單單運用基本指令是很難實現的，這就需要功能指令，例如，譯碼、編碼、計時器、計數器、子程序調用等。卷板機床FANUC數控系統配置的PMC根據信號的不同功能指令的數量也不同，表3所示為PMC—SA3的功能指令和處理過程。
表3功能指令和過程處理
序號 | 指令 | 處理過程 | 1 | ENDl | 第一級順序程序結束 | 2 | END2 | 第二級順序程序結束 | 3 | TMR | 定時器 | 4 | TMRB | 固定定時器 | 5 | TMRC | 定時器 | 6 | DEC | 譯碼器 | 7 | DECB | 二進制譯碼 | 8 | CTR | 計數器 | 9 | CTRC | 計數器 | 10 | RoT | 選擇控制 | 11 | ROTB | 二進制旋轉控制 | 12 | COD | 代碼轉換 | 13 | CODB | 二進制代碼轉換 | 14 | MOVE | 邏輯乘數據傳送 | 15 | MOVoR | 邏輯或后數據傳送 | 16 | MOVB | 一字節數據傳送 | 17 | MOVW | 兩字節數據傳送 | 18 | MOVN | 任意字節數據傳送 | 19 | COM | 公共線控制 | 20 | COME | 公共線控制結束 | 21 | JMP | 跳轉 | 22 | JMPE | 跳轉結束 | 23 | JMPB | 標號跳轉1 | 24 | JMPC | 標號跳轉2 | 25 | LBL | 標號 | 26 | PARI | 奇偶校驗 | 27 | DCNV | 數據轉換 | 28 | DCNVB | 擴展數據交換 | 29 | CoMP | 比較 | 30 | COMPB | 二進制數值比較 | 31 | COIN | 一致判斷 | 32 | DSCH | 數據搜尋 | 33 | DSCHB | 二進制數據搜尋 | 34 | XMOV | 變址數據傳送 | 35 | XMOVB | 二進制變址數據傳送 | 36 | ADD | 加法運算 | 37 | ADDB | 二進制加法運算 | 38 | SUB | 減法運算 | 39 | SUBB | 二進制減法運算 | 40 | MlH． | 乘法運算 | 41 | MULB | 二進制乘法運算 | 42 | DIV | 除法運算 | 43 | DIVB | 二進制除法運算 | 44 | NUhIE | 定義常數 | 45 | NUMEB | 定義二進制常數 | 46 | DISPB | 擴展信息顯示 | 47 | EXll | 外部數據輸入 | 48 | AXICTL | PLC軸控制 | 49 | WnqDR | 讀CNC口數據 | 50 | W帥W | 寫CNC窗口數據 | 51 | MMC3R | 讀MMC3窗口數據 | 52 | MMC：3W | 寫MMC3窗口數據 | 53 | CWR | 讀MMC2窗口數據 | 54 | MMCⅥnⅣ | 寫MMC2窗口數據 | 55 | DⅢD | 上升沿檢測 | 56 | DmU | 下降沿檢測 | 57 | EOR | 異或 | 58 | AND | 邏輯乘 | 59 | OR | 邏輯或 | 60 | NOT | 邏輯非 | 61 | END | 梯形圖程序結束 | 62 | CALL | 調用子程序 | 63 | CALLU | 無條件調用子程序 | 64 | SP | 子程序 | 65 | SPE | 子程序結束 |
65 SPE 子程序結束
功能指令一般是由控制條件、指令、參數和輸出四個部分組成。由于指令的不同，可能不是所有功能指令都完全有這四個部分。控制條件對功能指令的執行、復位等進行控制，因功能指令的不同，控制條件的數量和意義都會不同。功能指令的參數可能是常數也可能是數據地址由功能指令決定，參數可以指定功能指令的執行方式、處理數據的存放地址等。功能指令的輸出反應的意義也隨指令的不同而不同，有的執行出錯、有的執行結束等。
這里對卷板機床FANUC數控系統PMC的部分功能指令做簡單的說明。
1)順序程序結束指令
順序程序結束指令有ENDl(第一級順序程序結束)、END2(第二級順序程序結束)。
 
圖72 ENDl梯形圖格式 圖73 END2梯形圖格式
ENDl在順序程序中必須給出一次，可在第一級程序末尾，或當沒有第一級程序時，排在第二級程序開頭。END2在第二級程序末尾給出。
第一級程序每8ms執行一次。可以處理一些要求響應快的短脈沖信號。例如，急停、跳轉、超程等，不使用第一級程序時只編寫EDNl指令。第二級程序每8xn ms執行一次。為第二級程序的分割數。在開始執行第二級程序時，PLC會把二級程序分割成，z份。每個8ms只執行一份。第一級與第二級程序的時間分割如圖8-74所示。當最后分割數為咒的二級程序執行完后，程序又從頭開始執行。
2)定時器指令
卷板機床FANUC數控系統PMC有三個定時器指令，一是TMR延時導通定時器，定時時間在使用定時器對應的T地址中設定；二是TMRB用做時間固定的延時導通定時器，定時時間在PMC程序中設定，不可改動；三是TMRC是用地址設定定時時間的延時導通定時器。
定時器是TMR功能指令使用示例。圖中TMR指令使用的是4號定時器，定時使用在4號定時器對應的T地址中設置。控制條件ACT為中間繼電器R22.6，當ACT為“1”開始定時，經過設置的時間，繼電器T22.7置“1”輸出，當ACT為“0”時定時器復位。
定時器TMRB功能指令的使用示例。圖中TMRB指令使用的是1號定時器，定時時間為100ms，執行情況與TMR指令類似。控制條件ACT為X13.0為“1”時開始定時，lOOms后R50.1置“1”輸出，X13.0為“0”時定時器復位。
定時器TMRB功能指的使用令示例
定時器TMRC功能指令的使用示例。圖中TMRC參數“0001”是設定定時器的精度為48ms，定時時間由D10中的數據設定，R100開始的連續4個字節，作為系統作業區，供定時器工作時使用。
3)譯碼指令
卷板機床FANUC數控系統PMC的譯碼指令有DEC和DECB，主要用于M功能和T功能的譯碼，這兩個指令用法和功能類似。這里只對DECB進行介紹，DECB可對l、2、4字節的二進制代碼數據譯碼，所指的八位連續數據之一與代碼數據一致時，對應的輸出數據位為1。不一致時，輸出數據為0。譯碼指令DECB的使用示例。當控制條件ACT中F7.0為1時，執行譯碼。若F10中數據為16，則R2.0置“1”；若F10中數據為17，則R2.1、R2.0置“1”；連續8位以此類推。
4)計數器指令
卷板機床FANUC數控系統PMC的計數器指令有CRT、CRTC。計數器指令CRT的使用示例。這里使用的是1號計數器，預置值在1號計數器對應的C地址中設定。CRT指令的控制條件有四個，共同控制指令的執行方式。若CN0＝0計數器的初始值由0開始；若CN0=I計數器的初始值由1開始。若UPDOWN=0加計數器(初始值為CN0的設定)：若UPDOWN=I減計數器(初始值為計數器預置值)。ACT為計數輸入信號，ACT出現一次上升沿，計數器計數一次，計數到后Y13.0置“1”輸出。當計數到，ACT再出現一次上升沿，計數器復位，Y13.0置“0”，停止輸出。若RST=0，計數器運行；若RST=I，計數器計數值復位且輸出位清零。
5)旋轉控制指令
卷板機床FANUC數控系統PMC的旋轉控制指令有ROT、ROTB。旋轉控制指令主要用于回轉控制，如加工中心的刀庫、數控車床的刀架等。根據總位置數，當前位置、目標位置得出旋轉方向和轉動的位置數。旋轉控制指令ROTB的使用示例。ROTB的參數有5個，“0001”設定數據長度為1B，D100中數據為要進行旋轉控制部件的總位置數，R23中數據為旋轉部件當前位置號，R28中數據為旋轉部件目標位置號，R30為計算結果輸出地址。ROTB指令的控制條件也有5個。CNO=0初始位置由0開始；CNO：l初始位置由1開始。DIR=0旋轉方向固定為正向；DIR=I進行旋轉方向選擇，旋轉方向根據最短路徑選擇正負向。POS=0根據目標位置計算結果；POS=I根據目標前一位置的計算結果。INC=0時，計算的結果為位置數；INC=I時，計算結果為步數。如要計算目標位置的前一位置，指定INC=0和POS=I。如要計算當前位置與目標位置之間的差距，指令INC=1和POS=0。ACT=0時，不執行ROTB指令；AcT=1時，執行ROTB指令。R10.4為旋轉方向輸出，R10.4為“O”沒有輸出，表示旋轉方向為正方向；R10.4為“1”有輸出，表示旋轉方向為負方向。
6)代碼轉換指令
卷板機床FANUC數控系統PMC的代碼轉換指令有COD、CODB。代碼轉換指令必須有數據轉換輸入地址、轉換數據表、數據轉換輸出地址。數據轉換輸入地址中數據為轉換數據表內號，執行指令后將該表內號對應的轉換數據表中的數據傳輸到數據轉換輸出地址中。轉換指令CODB的使用示例。“0002”設定數據長度為2B，“00,16” 設定數據容量為16，R13為數據轉換輸入地址，G10為數據轉換輸出地址。CODB指令的控制條件有兩個，ACT=0時，不執行CODB指令；ACT=1時，執行CODB指令。RST=0不復位：RST=1將錯誤輸出復位。圖8—81中R35.1為錯誤輸出，當執行代碼轉換出錯時，R35.1置“1”輸出。CODB指令下方的即是數據轉換表。
7)數據比較指令
卷板機床FANUC數控系統PMC數據比較指令有COMP、COMPB。該類指令是將輸入數值與比較數值進行大小比較，并輸出比較結果。數據比較指令COMPB的使用示例。“1001”設定輸入數據為地址，數據長度為1B；D50為輸入數據；F26為對比數據。COMPB指令的控制條件ACT為R9091.1。當ACT=0時，不執行指令；當ACT=I時，執行指令，對比F26和D50中的數據，比較結果在運算結果寄存器R9000中。若F26=D50，則R9000.0置“1”；若F26>D50則R9000.1置“1”。
8)一致性檢測指令
卷板機床FANUC數控系統PMC一致性檢測指令為COIN。檢測輸入值與比較值是否一致。
一致性檢測指令COIN的使用示例。“0001”設定用地址指定輸入數據，R200為輸入數據地址，R300為比較數據地址。控制條件有兩個BYT和ACT。BYT=0處理數據為BCD兩位；BYr_1處理數據為BCD四位。ACT卸：不執行，輸出不變；ACＤ：執行指令，根據結果改變輸出。若R200=R300，則R10.3置“1”輸出；若R200≠R300，則R10.3置“0”沒輸出。
9)數據轉送指令
卷板機床FANUC數控系統PMC數據傳送指令有MOVB、MOVW、MOVN，分別是傳送單字節數據、雙字節數據、任意字節數據。數據轉送指令MOVB的使用示例。當ACT=0時，不執行指令；當ACT=I時，執行指令，將C7中數據傳送到R24中。
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