实验四可编程控制器（PLC）与调试无锡机电高等职业技术学校实验四、可编程控制器（PLC）与调试一、实验目的与要求1、了解可编程控制器基本原理和结构，了解内置式PLC实现原理。2、了解用C语言编写PLC程序的方法，掌握数控系统PLC调试方法。二、实验仪器设备1、HED-21S数控系统综合实验台一套2、专用连接线一套3、万用表一个三、基础知识1、可编程控制器的原理可编程控制器（PLC，ProgrammableLogicController）是计算机技术与自动控制技术有机结合的一种通用工业控制器。在PLC出现之前，机床的顺序控制是以机床当前运行状态为依据，使机床按预先规定好的动作依次地工作，这种控制方式的实现，是由传统的继电器逻辑电路（RLC，RelayLogicCircuit）完成的。这种电路是将继电器、接触器、开关、按钮等机电分立元件用导线连接而成的控制回路，由于它存在体积大、耗电多、寿命短、可靠性差、动作迟缓、柔性差、不易扩展等许多缺点，逐渐被PLC组成的顺序控制系统所代替。现在PLC已成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC和PLC协调配合共同完成数控机床的控制，其中CNC主要完成与数字运算和管理等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、位置伺服控制等。PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作，没有轨迹上的具体要求；控制辅助装置完成机床相应的开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开关等一些辅助动作；它还接受机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作，另一方面将一部分指令送往CNC用于加工过程的控制。2、可编程控制器的类型用于数控机床的PLC一般分为两类：一类是CNC的生产厂家为实现数控机床的顺序控制，而将CNC和PLC综合起来设计，称为内装型（或集成型）PLC。内装型PLC是CNC装置的一部分；另一类是以独立专业化的PLC生产厂家的产品来实现顺序控制系统，称为独立型（或外装型）PLC。内装型PLC与CNC间的信息传送在CNC内部实现，PLC与机床（MT，MachineTool）间信息传送则通过CNC的输入/输出接口电路来实现。一般这种类型的PLC不能独立工作，它只CNC向PLC功能的扩展，两者是不能分离的。在硬件上，内装型PLC可与CNC共用一个CPU，也可以单独使用一个CPU。由于CNC功能和PLC功能在设计时就一同考虑，因而这种类型的系统在硬件和软件整体结构上合理、实用，性能价格比高，适用于类型变化不大的数控系统。由于PLC和CNC间没有多余的连线，且PLC上的信息能通过CNC显示器显示，PLC的编程更为方便，而且故障诊断功能和系统的可靠性也有提高。“世纪星”HNC-21TF车床数控装置采用内装型PLC，内装型PLC与CNC共用一个CPU。与CNC装置相对独立的独立型PLC，可采用不同厂家的产品，这使用户有选择的余地，选择自己熟悉的产品。而且功能易于扩展和变更，当用户在向FMS、CIMS发展时，不至于使原系统做很大的变动。独立型PLC和CNC之间是通过输入输出接口连接的。3、可编程控制器的编程语言（1）梯形图梯形逻辑图简称梯形图（RelayLadderLogic-RLL）,它是从继电器-接触器控制系统的电气原理图演化而来的，是一种图形语言，它沿用了继电器的触点、线圈串并联等术语和图形符号，也增加了一些简单的计算机符号，来完成时间上的顺序控制操作。继电器和触点图形符号就是编程语言的指令符号，如常开触点—||—，线圈—（）—（或—○—）。数字0、1、2、…是对应元件地址编号。图1所示为简单三相感应电动机的启动停止控制电路，其中SB1为常开触点，SB2为常闭触点，KM为继电器线圈，其工作原理为：当常开触点SB1闭合时，SB2常闭触点不动为闭合，因此继电器线圈KM通电，使得常开触点KM闭合；当常开触点SB1断开后，继电器线圈KM仍然继续保持通电，只有当SB2常闭触点断开，继电器线圈KM才断电，形成了一个继电器线圈通电自锁电路。用梯形图的形式来描述三相感应电动机启动停止控制电路如图2所示，该图用OMRON的C20普及型可编程控制器的梯形图，其中0001和0002为输入继电器的编号，0500为输出继电器的编号。不同的厂家生产的PLC或同一厂家生产的PLC的型号不同，其继电器的编号也不同。使用时可查阅使用说明书。通过梯形图对三相电动机启停电路的编程，可以看到这种编程语言简单、形象、直观、容易掌握，是目前应用最广泛的编程语言之一。SB1SB2KMKM图1三相感应电动机启动停止控制原理图0001000205000500图2三相感应电动机启动停止控制梯形图用梯形图编程也有它一定的要求，下面简单介绍其编程原则：1）梯形图按自上而下