1、
PLC在数控机床中的应用形式
2、 数控机床中所用的PLC可分为两类：一类是专为实现数控机床顺序控制而设计制造的内装型PLC(built-in Type)，另一类是那些输入输出技术规范，输入输出点数、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型PLC(Stand-alone Type)。
3、 内装式PLC也称集成式PLC，采用这种方式的数控系统，在设计之初就将NC和PLC结合起来考虑，NC和PLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个CPU也可以是单独的CPU这种结构从软硬件整体上考虑, PLC 和NC 之间没有多余的导线连接, 增加了系统的可靠性, 而且NC 和PLC 之间易实现许多高级功能。PLC 中的信息也能通过CNC 的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。
4、 独立式PLC也称外装式PLC，它独立于NC装置，具有独立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式式，可根据用户自己的的特点，选用不同专业PLC厂商的产品，并且可以更为方便的对控制规模进行调整。
5、 2、PLC与数控系统及数控机床间的信息交换
6、 相对于PLC，机床和NC就是外部。PLC与机床以及NC之间的信息交换，对于PLC的功能发挥，是非常重要的。PLC与外部的信息交换，通常有四个部分：
7、 （1）、机床侧至PLC：机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到PLC中，除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所配置的输入地址，均可由PLC程序编制者或者
是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置，对PLC程序和地址分配进行修改。
8、 （2）、PLC至机床：PLC的控制信号通过PLC的输出接口送到机床侧，所有输出信号的含义和输出地址也是由PLC程序编制者或者是使用者自行定义。
9、 （3）、CNC至PLC:CNC送至PLC的信息可由CNC 直接送入PLC的寄存器中,所有CNC送至PLC的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址) 均由CNC 厂家确定,PLC编程者只可使用不可改变和增删。如数控指令的M、S、T 功能,通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存
10、 器中。
11、 （4）、 PLC至CNC:PLC 送至CNC 的信息也由开关量信号或寄存器完成,所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC 厂家确定,PLC 编程者只可使用,不可改变和增删。
12、 3、PLC在数控机床中的工作流程
13、 PLC在数控机床中的工作流程，和通常的PLC工作流程基本上是一致的，分为以下几个步骤：
14、 （1）、输入采样：输入采样，就是PLC以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态，并将此状态，读入到输入映象寄存器中。当然，在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的，除非一个新的扫描周期的到来，并且原来端口信号状态已经改变，读到输入映象寄存器的信号状态才会发生变化。
15、 （2）、程序执行：程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描，并且同时读入输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据，在进行相关运算后，将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。
16、 （3）、出刷新阶段：在所指令执行完成后，输出映像寄存区的所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过特定方式输出，驱动外部负载。
17、 4、 PLC在数控机床中的控制功能
18、 （1）、操作面板的控制。操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。系统操作面板的控制信号先是进入NC，然后由NC送到PLC，控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号，直接进入PLC，控制机床的运行。
19、 （2）、机床外部开关输入信号。将机床侧的开关信号输入到送入PLC，进行逻辑运算。这些开关信号，包括很多检测元件信号(如：行程开关、接近开关、模式选择开关等等)
20、 （3）、输出信号控制：PLC输出信号经外围控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。
21、 （4）、功能实现。系统送出T指令给PLC，经过译码，在数据表内检索，找到T代码指定的刀号，并与主轴刀号进行比较。如果不符，发出换刀指令，刀具换刀，换刀完成后，系统发出完成信号。
22、 （5）、M功能实现。系统送出M指令给PLC，经过译码，输出控制信号，控制主轴正反转和启动停止等等。M指令完成，系统发出完成信号。
23、 1.plc在机床行业的应用
24、 plc在数控机床中应用，通常有两种形式：一种称为内装式；一种称为独立式。
25、 内装式plc也称集成式plc，采用这种方式的数控系统，在设计之初就将nc和plc结合起来考虑，nc和plc之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个cpu，也可以是单独的cpu，这种结构从软硬件整体上考虑，plc和nc之间没有多余的导线连接, 增加了系统的可靠性, 而且nc和plc之间易实现许多高级功能。plc中的信息也能通过cnc的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的plc。
26、 独立式plc也称外装式plc，它独立于nc装置，具有独立完成控制功能的plc。在采用这种应用方式时，可根据用户自己的的特点，选用不同专业plc厂商的产品，并且可以更为方便的对控制规模进行调整。
27、 plc在数控机床和非数控机床中都有使用，在数控机床中，plc是数控机床的大脑，何时进刀，何时退刀，刀量多少，工件的加工流程及所有要控制的操作都要由plc发出指令，机床的限位开关等机械控制部分以及液压控制部分也会应用到plc。通过计算机与plc的组合，实现对刀架换刀的准确控制。
28、 plc在机床行业的总体市场情况
29、 机床行业中plc的应用以小型plc为主，日系plc在小型plc领域占有很大优势，因此在机床行业中日系plc占据大部分市场份额，而三菱、西门子和ge-fanuc由于其数控系统在机床行业中占有优势，因此在机床行业中占有一席之地。机床行业中plc品牌集中度比较高，主要集中于日系品牌（三菱、欧姆龙）和西门子，台湾品牌台达在其中也占有一定的市场份额，而其他的品牌主要有富士、倍福、ls、施耐德、光洋、abb和横河等。
30、 2.plc在机床行业的应用前景
31、 机床行业在保持了最近这些年的持续高速增长之后，于今年开始出现衰退现象，特别是在受金融危机冲击后，从7月份开始与去年同期相比都有不同程度的下降，11月份甚至下降幅度达到20.2%，如此高幅度的下降是历年很少见的，其中普通机床的影响尤为明显，库存开始增加，而数控机床的影响稍微少一些，从而给这个行业重新洗牌，未来机床的方向是数控化和逐步高端化，这些机床都需要使用大量plc和运动控制器/卡来逐步取代继电器或机械控制，使得机床的整体性能得到提升，因此从长远来看，plc和运动控制器/卡在机床行业的应用还是会很有潜力，在金融危机的冲击下，用户对plc的性价比会越来越高，在同等价位水平下，希望plc能够集成更多功能，如多轴插补功能等，甚至把原来不带有运动控制模块的plc转化成带有运动模块，这些都是plc厂商面对这场危机时所需要考虑的，在人人捂紧钱包的时候，只有更加高性价比的产品才能在这场危机中胜出，而对于运动控制器/卡，开放性将是其发展趋势，不需要借助相关平台即能实现运动控制功能。
32、 “内装型”PLC（或称“内含型”PLC、“集成式”PLC）从属于CNC装置，PLC与NC间的信号传送在CNC装置内部即可实现。PLC与MT间则通过CNC输入／输出接口电路实现信号传送
33、
34、 内装型PLC有如下特点：
35、 1）内装型PLC实际上是CNC装置带有的PLC功能，一般是作为一种基本的或可选择的功能提供给用户。
36、 2）内装型PLC的性能指标（如：输入／输出点数，程序最大步数，每步执行时间、程序扫描周期、功能指令数目等）是根据所从属的CNC系统的规格、性能、适用机床的类型等确定的。其硬件和软件部分是被作为CNC系统的基本功能或附加功能与CNC系统其他功能一起统一设计、制造的。因此，系统硬件和软件整体结构十分紧凑，且PLC所具有的功能针对性强，技术指标亦较合理、实用，尤其适用于单机数控设备的应用场合。
37、 3）在系统的具体结构上，内装型PLC可与CNC共用CPU，也可以单独使用一个CPU；硬件控制电路可与CNC其他电路制作在同一块印刷板上，也可以单独制成一块附加板，当CNC装置需要附加PLC功能时，再将此附加板插装到CNC装置上，内装PLC一般不单独配置输入／输出接口电路，而是使用CNC系统本身的输入／输出电路；PLC控制电路及部分输入／输出电路（一般为输入电路）所用电源由CNC装置提供，不需另备电源。
38、 4）采用内装型PLC结构，CNC系统可以具有某些高级的控制功能。如：梯形图编辑和传送功能，在CNC内部直接处理NC窗口的大量信息等。
39、 自70年代末以来，世界上著名的CNC厂家在其生产的CNC产品中，大多开发了内装型PLC功能。随着大规模集成电路的开发利用，带与不带PLC功能，CNC装置的外形尺寸已没有明显的变化。一般来说，采用内装型PLC省去了PLC与NC间的连线，又具有结构紧凑、可靠性好、安装和操作方便等优点，和在拥有CNC装置后，又去另外配购一台通用型PLC作控制器的情况相比较，无论在技术上还是经济上对用户来说都是有利的。
40、 国内常见的外国公司生产的带有内装型PLC的系统有：FANUC公司的FS-0（PMC-L／M），FS-0 Mate（PMC-L／M），FS-3（PLC-D），FS-6（PLC-A、PLC-B），FS-10／11（PMC-1）；FS-15（PMC-N）；Siemens公司的SINUMERIK 810，SINUMERIK 820；A-B公司的8200，8400，8600等。
41、 “独立型”PLC又称“通用型”PLC。独立型PLC是独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。采用独立型PLC的数控机床系统框图如图
42、
43、 独立型PLC有如下特点：
44、 1）独立型PLC具有如下基本的功能结构：CPU及其控制电路，系统程序存储器，用户程序存储器、输入／输出接口电路、与编程机等外部设备通信的接口和电源等（参见图5-2）。
45、 2）独立型PLC一般采用积木式模块化结构或笼式插板式结构，各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板，具有安装方便，功能易于扩展和变更等优点。例如，可采用通信模块与外部输入输出设备、编程设备、上位机、下位机等进行数据交换；采用D／A模块可以对外部伺服装置直接进行控制；采用计数模块可以对加工工件数量、刀具使用次数、回转体回转分度数等进行检测和控制，采用定位模块可以直接对诸如刀库、转台、直线运动轴等机械运动部件或装置进行控制。
46、 3）独立型PLC的输入、输出点数可以通过I／O模块或插板的增减灵活配置。有的独立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大量输入、输出点的网络，以实现大范围的集中控制。
47、 在独立型PLC中，那些专为用于FMS、FA而开发的独立型PLC具有强大的数据处理、通信和诊断功能，主要用作“单元控制器”，是现代自动化生产制造系统重要的控制装置。独立型PLC也用于单机控制。国外有些数控机床制造厂家，或是为了展示自己长期形成的技术特色，或是为了保守某些技术绝窍，或纯粹是因管理上的需要，在购进的CNC系统中，舍弃了PLC功能，而采用外购或自行开发的独立型PLC作控制器，这种情况在从日本、欧美引进的数控机床中屡见不鲜。
48、 国内已引进应用的独立型PLC有：Siemens公司的SIMATI C S5系列产品；A-B
公司的PLC系列产品；FANUC公司的PMC-J等。
49、 感谢原作者
50、 工控机与PLC的区别并不在于长得什么样子，也不在于使用的工作环境，而在于它们的功能。它就发展来说，它们来自不同的途径，PLC来源以继电器为特征的电气逻辑控制，工控机来源于计算机。早期PLC只能用于进行逻辑运算，现在功能越来越强大了，但总体来说，还是适合于进行以顺序控制为主的自动化工程中，如流程工业。工控机作为控制设备，主用于以过程控制为主的自动化工程，如化工工业。工控机作为上位机人界面，认为只相当一台PC，与控制功能没什么关关系。
51、 工控机（Industrial Personal Computer—IPC）是一种加固的增强型个人计算机，它可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行。早在80年代初期，美国AD公司就推出了类似IPC的MAC-150工控机，随后美国IBM公司正式推出工业个人计算机IBM7532。由于IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，而在工控机中异军突起，后来居上，应用日趋广泛。目前，IPC已被广泛应用于通讯、工业控制现场、路桥收费、医疗、环保及人们生活的方方面面。
52、 IPC的技术特点：
53、 1、采用符合“EIA”标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。
54、 2、采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗冲击、抗振动能力。
55、 3、机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。
56、 4、配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。
57、 5、电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。
58、 6、具有自诊断功能。
59、 7、可视需要选配I/O模板。
60、 8、设有“看门狗”定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。
61、 9、开放性好，兼容性好，吸收了PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件。
62、 10、可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。
63、 11、可采用无源母板（底板），方便系统升级。
64、 IPC的主要结构：
65、 1、全钢机箱
66、 IPC的全钢机箱是按标准设计的，抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，内部可安装同PC-bus兼容的无源底板。
67、 2、无源底板
68、 无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成，ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一定选择，该板为四层结构，中间两层分别为地层和电源层，这种结构方式可以减弱板上逻辑信号的相互干扰和降低电源阻抗。底板可插接各种板卡，包括CPU卡、显示卡、控制卡、I/O卡等。
69、 3、工业电源
70、 为AT开关电源，平均无故障运行时间达到250，000小时。
71、 4、CPU卡
72、 IPC的CPU卡有多种，根据尺寸可分为长卡和半长卡，根据处理器可分为386、486、586、PII、PIII主板，用户可视自己的需要任意选配。其主要特点是：工作温度0-600C；装有“看门狗”计时器；低功耗，最大时为5V/2.5A。
73、 5、其他配件：
74、 IPC的其他配件基本上都与PC机兼容，主要有CPU、内存、显卡、硬盘、软驱、键盘、鼠标、光驱、显示器等。
75、 PLC和NC的关系
76、 PLC用于通用设备的自动控制，称为可编程控制器。PLC用于数控机床的外围辅助电气的控制，称为可编程序机床控制器。因此，在FANUC数控系统中将其称之为PMC
（programmable machine tool controller）。数控系统有两大部分，一是NC、二是PLC，这两者在数控机床所起的作用范围是不相同的。可以这样来划分NC和PLC的作用范围：
77、 1、 实现刀具相对于工件各坐标轴几何运动规律的数字控制。这个任务是由NC来完成；
78、 2、 机床辅助设备的控制是由PLC来完成。它是在数控机床运行过程中，根据CNC内部标志以及机床的各控制开关、检测元件、运行部件的状态，按照程序设定的控制逻辑对诸如刀库运动、换刀机构、冷却液等的运行进行控制。
79、 在数控机床中这两种控制任务，是密不可分的，它们按照上面的原则进行了分工，同时也按照一定的方式进行连接。NC和PLC的接口方式遵循国际标准“ISSO 4336-1981(E)机床数字控制－数控装置和数控机床电气设备之间的接口规范”的规定，接口分为四种类型：
80、 1、与驱动命令有关的连接电路；
81、 2、数控装置与测量系统和测量传感器间的连接电路；
82、 3、电源及保护电路；
83、 4、通断信号及代码信号连接电路；
84、 从接口分类的标准来看，第一类、第二类连接电路传送的是数控装置与伺服单元、伺服电机、位置检测以及数据检测装置之间控制信息。第三类是由数控机床强电电路中的电源控制控制电路构成。通常由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、继电
器、接触器等等构成。为其他电机、电磁阀、电磁铁等执行元件供电。这些相对于数控系统来讲，属于强电回路。这些强电回路是不能够和控制系统的弱电回路，直接相连接的，只能够通过中间继电器等电子元器件转换成直流低压下工作的开关信号，才能够成为PLC或继电器逻辑控制电路的可接受的电信号。反之，PLC或继电器逻辑控制来的控制信号，也必须经过中间继电器或转换电路变成能连接到强电线路的信号，再由强电回路驱动执行元件工作。第四类信号是数控装置向外部传送的输入输出控制信号。
85、 PLC在数控机床中的应用
86、 1、 PLC在数控机床中的应用形式
87、 PLC在数控机床中应用，通常有两种形式：一种称为内装式；一种称为独立式。
88、 内装式PLC也称集成式PLC，采用这种方式的数控系统，在设计之初就将NC和PLC结合起来考虑，NC和PLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的较高交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个CPU也可以是单独的CPU这种结构从软硬件整体上考虑, PLC 和NC 之间没有多余的导线连接, 增加了系统的可靠性, 而且NC 和PLC 之间易实现许多高级功能。PLC 中的信息也能通过CNC 的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。
89、 独立式PLC也称外装式PLC，它独立于NC装置，具有独立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式式，可根据用户自己的的特点，选用不同专业PLC厂商的产品，并且可以更为方便的对控制规模进行调整。
90、 2、PLC与数控系统及数控机床间的信息交换
91、 相对于PLC，机床和NC就是外部。PLC与机床以及NC之间的信息交换，对于PLC的功能发挥，是非常重要的。PLC与外部的信息交换，通常有四个部分：
92、 （1）、机床侧至PLC：机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到PLC中，除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所配置的输入地址，均可由 PLC程序编制者或者是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便的根据机床的功能和配置，对PLC程序和地址分配进行修改。
93、 （2）、PLC至机床：PLC的控制信号通过PLC的输出接口送到机床侧，所有输出信号的含义和输出地址也是由PLC程序编制者或者是使用者自行定义。
94、 （3）、CNC至PLC：CNC送至PLC的信息可由CNC 直接送入PLC的寄存器中,所有CNC送至PLC的信号含义和地址(开关量地址或寄存器地址) 均由CNC 厂家确定,PLC编程者只可使用不可改变和增删。如数控指令的M、S、T 功能,通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存器中。
95、 （4）、PLC至CNC：PLC 送至CNC 的信息也由开关量信号或寄存器完成,所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC 厂家确定,PLC 编程者只可使用,不可改变和增删。
96、 3、PLC在数控机床中的工作流程
97、 PLC在数控机床中的工作流程，和通常的PLC工作流程基本上是一致的，分为以下几个步骤：
98、 （1）、输入采样：输入采样，就是PLC以顺序扫描的方式读入所有输入端口的
信号状态，并将此状态，读入到输入映象寄存器中。当然，在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的，除非一个新的扫描周期的到来，并且原来端口信号状态已经改变，读到输入映象寄存器的信号状态才会发生变化。
99、 （2）、程序执行：程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描，并且同时读入输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据，在进行相关运算后，将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。
100、 （3）、出刷新阶段：在所指令执行完成后，输出映像寄存区的所有输出继电
器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过特定方式输出，驱动外部负载。
101、 4、 PLC在数控机床中的控制功能
102、 （1）、操作面板的控制。操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。系统
操作面板的控制信号先是进入NC，然后由NC送到PLC，控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号，直接进入PLC，控制机床的运行。
103、 （2）、机床外部开关输入信号。将机床侧的开关信号输入到送入PLC，进行
逻辑运算。这些开关信号，包括很多检测元件信号(如：行程开关、接近开关、模式选择开关等等)
104、 （3）、输出信号控制：PLC输出信号经外围控制电路中的继电器、接触器、
电磁阀等输出给控制对象。
105、 （4）、功能实现。系统送出T指令给PLC，经过译码，在数据表内检索，找
到T代码指定的刀号，并与主轴刀号进行比较。如果不符，发出换刀指令，刀具换刀，换刀完成后，系统发出完成信号。
106、 （5）、M功能实现。系统送出M指令给PLC，经过译码，输出控制信号，
控制主轴正反转和启动停止等等。M指令完成，系统发出完成信号。
107、 如前所述，PLC在数控机床中用来控制机床的强电回路（通过一些电器元件）。
为了更好了解数控机床的PLC的控制功能，就有必要对PLC和外围电路的关系进行分析。
108、 1、 PLC对外围电路的控制
109、 数控机床通过PLC对机床的辅助设备进行控制，PLC对对外围电路的控制来
实现对辅助设备的控制的。PLC接受NC的控制信号以及外部反馈信号，经过逻辑运算、处理将结果以信号的形式输出。输出信号从PLC的输出模块输出，有些信号经过中间继电器控制接触器然后控制具体的执行机构动作，从而实现对外围辅助机构的控制。有些信号不需要通过中间环节的处理直接用于控制外部设施，比如说，有些直接用低压电源驱动的设备（如：面板上的指示灯）。也就是说每一个外部设备（使用PLC控制的）都是由PLC的一路控制信号来控制的，也就是说每一个外部设备（使用PLC控制的）都在PLC中和一个PLC输出地址相对应。
110、 PLC对外围设备的控制，不仅仅是要输出信号控制设备、设施的动作，还要
接受外部反馈信号，以监控这些设备设施的状态。在数控机床中用于检测机床状态的设备或元件主要有，温度传感器、震动传感器、行程开关、接近开关等等。这些检测信号有些是可以直接输入到PLC的端口，有些必须要经过一些中间环节才能够输入到PLC的输入端
口。
111、 无论是输入还是输出，PLC都必须要通过外围电路才能够控制机床的辅助设
施的动作。在PLC和外围电路的关系中，最重要的一点就是外部信号和PLC 内部信号处理的对应。这种对应关系就是前面所说的地址分配，就是将每一个PLC中地址和外围电路每一路信号相对应。这个工作是在机床生产过程中，编制和该机床相对应的PLC程序时，由PLC程序编制工程师定义。当然做这样的定义必须遵循必要的规则，以使PLC程序符合系统的要求。
112、 IEC1131-3是IEC为工业自动化编程制定的标准，是吸收不同厂家编程语言
风格及适应未来软件技术发展要求制定的，独立于任何一家公司，适合不同领域、不同类编程人员的使用。自发布以来得到了所有顶尖PLC厂家的认可，各厂家也都尽量向IEC标准靠拢。
113、 国内数控系统经过30多年的发展，无论是功能还是性能都有了很大的提高，
与国外知名数控厂家的差距也在缩小。但是由于技术原因，数控系统的重要组成部分——内装PLC较国外系统相比仍有很大差距，主要表现在：很多低档数控系统不支持PLC，中高档数控则多是采用专用PLC语言，用户使用很不方便，例如C语言等。北京航天数控过去一直采用IL语言来编写PLC逻辑，由于是指令方式，适合于程序员设计程序，而不适于机床电气工程师，因此给机床厂家或用户造成很多不方便。
114、 针对上述情况，北京航天数控与国内知名专业PLC厂商合作开发了符合国际
电工技术委员会IEC1131-3规范的数控系统PLC编辑编译软件，并应用于北京航天数控的CNC系统中。该PLC编辑编译软件符IEC1131-3规范，完全自主开发，并且可运行WIN98、WIN2000、WINXP等操作系统，简便、易学。
115、 116、 117、 118、 应用指令。 119、 120、 121、 122、 123、 124、
航天数控PLC编辑编译软件具有如下特点：
(1)符合IEC1131-3标准。
(2)支持IL(指令表)和LD(梯形图)两种标准语言。
(3)丰富的指令集，内置IEC1131-3定义的标准功能、功能块以及一些特殊
(4)适合数控应用的专用指令、功能块。
(5)支持用户自定义功能块(子程序功能)。
(6)完善的联机功能，包括：下载、上载、在线监测等功能。
(7)完善的快捷键方便用户使用。
(8)具有工程信息功能，便于PLC用户程序的维护和系统维修工作。
北京航天数控PLC内存区域介绍见下表。
125、
126、
界面简单介绍
127、 目前航天数控PLC编辑编译软件支持LD和IL两种编程语言。其风格如图1、
图2所示：在主画面下，包含菜单、工具栏、状态栏、工程管理器、指令集、用户工作区和信息输出区。
128、 菜单：包含了PLC软件的所有命令。
129、 工具栏：包含了PLC软件中用户经常使用的一些命令。
130、 状态栏：提供软件当前状态信息和操作命令提示信息。
131、 工程管理器：采用树型结构显示整个工程的组织结构。
132、 用户工作区：变量表、编辑器窗口等。
133、 指令集：以树状列出航天数控PLC的所有指令、功能块、用户子程序，该指
令集又分为LD指令集、IL指令集。
134、 信息输出区：显示软件输出的提示信息，包括编译信息、查找结果等。指令
集介绍航天数控PLC支持IEC61131-3标准的基本指令及其大部分功能/功能块，编程风格符合IEC61131-3标准要求，根据机床数控系统PLC的实际要求，对标准指令做了适当的扩充，充分满足机床数控需求。
135、 航天数控PLC指令大致分为以下几类：位指令、赋值指令、比较指令、逻辑
运算指令、移位指令、数学运算指令、程序控制指令、定时器、计数器、子程序以及数控专用指令。
136、 位指令包括：常开触点、常闭触点、普通线圈、复位线圈、置位线圈、上升
沿检测、下降沿检测等。
137、 赋值指令包括：MOVE(赋值)、BLKMOVE(块转移)等。
138、 比较指令包括：大于、大于等于、等于、小于、小于等于、不等于指令。
139、 逻辑运算指令包括：按位取反、按位与、按位与非、按位或、按位或非、按
位异或等指令。
140、 移位指令包括：左移、右移、循环左移、循环右移指令。
141、 数学运算指令包括：加法、减法、乘法、除法、求余数、加1、减1等指令。
142、 程序控制指令包括：无条件跳转、条件跳转、条件取反跳转、返回指令等。
143、 通过在设备维修、技术开发、生产等多部门多方面的接触和工作，并在多年
的设备维修和设备管理工作中不断地学习与积累大量的工作经验，就普遍存在数控机床电气设备维修的方法与实践上做一剖析阐述。
144、 一、数控设备的维护保养知识 数控设备是一种自动化程度较高，结构较
复杂的先进加工设备，是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操作和精心的维护，才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损，避免突发故障；做好日常维护保养，可使设备保持良好的技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障隐患，从而保证安全运行。 1、数控设备使用中应注意的问题 1.1 数控设备的使用环境 为提高数控设备的使用寿命，一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。腐蚀气体易使电子元件受到腐蚀变质，造成接触不良或元件间短路，影响设备的正常运行。精密数控设备要远离振动大的设备，如冲床、锻压设备等。 1.2 电源要求 为了避免电源波动幅度大（大于±10%）和可能的瞬间干扰信号等影响，数控设备一般采用专线供电（如从低压配电室分一路单独供数控机床使用）或增设稳压装置等，都可减少供电质量的影响和电气干扰。 1.3 操作规程 操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一，操作者一定要按操作规程操作。机床发生故障时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明出现故障前后的情况，以利于分析、诊断出故障的原因，及时排除。 另外，数控机床不宜长期封存不用，购买数控机床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露，得以在保修期内得以排除。在没有加工任务时，数控机床也要定期通电，最好是每周通电1-2次，每次空运行1小时左右，以利用机床本身的发热量来降低机内的湿
度，使电子元件不致受潮，同时也能及时发现有无电池报警发生，以防止系统软件、参数的丢失。 2、数控机床的维护保养 数控机床种类多，各类数控机床因其功能，结构及系统的不同，各具不同的特性。其维护保养的内容和规则也各有其特色，具体应根据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。下面是一些常见、通用的日常维护保养要点。
145、 2.1 数控系统的维护
146、 1）严格遵守操作规程和日常维护制度 2）应尽量少开数控柜和强电柜的
门 在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏。 3）定时清扫数控柜的散热通风系统 应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。 4）数控系统的输入/输出装置的定期维护
147、 80年代以前生产的数控机床，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部分被
污染，将导致读入信息出错。为此，必须按规定对光电阅读机进行维护。 5）直流电动机电刷的定期检查和更换 直流电动机电刷的过渡磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次。 6）定期更换存储用电池 一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时RAM内信息丢失。 7）备用电路板的维护 备用的印
制电路板长期不用时，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。
148、 2.2 机械部件的维护 1）主传动链的维护 定期调整主轴驱动带的松紧程
度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。 2）滚珠丝杠螺纹副的维护 定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。 3）刀库及换刀机械手的维护 严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作；检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常应及时处理。
149、 2.3 液压、气压系统维护 定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网
进行清洗或更换；定期对液压系统进行油质化验检查和更换液压油；定期对气压系统分*滤气器放水；
150、 2.4 机床精度的维护 定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的
校正方法有软硬两种。其软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。 二、维修工作的基本条件 数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少，日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入，故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此，为了充分发挥数控机
床的效益，我们一定要重视维修工作，创造出良好的维修条件。由于数控机床日常出现的多为电气故障，所以电气维修更为重要。
151、 1. 人员条件 数控机床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修
人员的素质条件。 (1) 首先是有高度的责任心和良好的职业道德。
152、 (2) 知识面要广。要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，
如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括上节所讲的基本数控知识。
153、 (3) 应经过良好的技术培训。数控技术基础理论的学习，尤其是针对具体数
控机床的技术培训，首先是参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，而更重要且更长时间的是自学。
154、 (4) 勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去，在不断的实
践中提高分析能力和动手能力。
155、 (5) 掌握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的，还必须在长期的
学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。
156、 (6) 学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。
157、 条件
(7) 掌握一门外语，特别是英语。起码应做到能看懂技术资料。 2. 物质
158、 (1) 准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件。
159、 (2) 非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。
160、 软件。
(3) 必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修
161、 (4) 每台数控机床所配有的完整的技术图样和资料。
162、 (5) 数控机床使用、维修技术档案材料。 3. 关于预防性维护 预防性维
护的目的是为了降低故障率，其工作内容主要包括下列几方面的工作。 (1) 人员安排为每台数控机床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平。 (2) 建规建档针对每台机床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作与维修档案，管理者要经常检查、总结、改进。 (3) 日常保养对每台数控机床都应建立日常维护保养计划，包括保养内容(如坐标轴传动系统的润滑、磨损情况，主轴润滑等，油、水气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、接触器触头清洁，各插头、接线端是否松动，电气柜通风状况等等)及各功能部件和元气件的保养周期(每日、每月、半年或不定期)。 (4) 提高利用率数控机床如果较长时间闲置不用，当需要使用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能，降低机床精度，油路系统的堵塞更是一大烦事；从电气方面来看，由于一台数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的，他们的性能和寿命具有很大离散性，从宏观来看分三个阶段：在一年之内基本上处于所谓\"磨合\"阶段。在该阶段故障率呈下降趋势，如果在这期间不断开动机床则会较快完成\"磨合\"任务，而且也可充分利用一年的维修期；第二阶段为有效寿命阶段，也就是充分发挥效能的阶段。在合理使用和良好的日常维护保养的条件下，机床正常运转至少可在五年以上；第三阶段为系统寿命衰老阶段，电器硬件故障会逐渐增多，数控系统的使用寿命平均在8～10年左右。 因此，在没有加工任务的一段时间内，最好较低速度下空运行机床，至少也要经常给数控
系统通电，甚至每天都应通电。
163、 三、维修与排故技术 1. 常见电气故障分类 数控机床的电气故障可按故
障的性质、表象、原因或后果等分类。 (1) 以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失，这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。 (2) 以故障出现时有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除 性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。 (4) 以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度 过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。 (5)以机床的运动品质特性来衡量，则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。 2. 故障的调查与分析 这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作： ① 询问调查 在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。 ② 现场检查 到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。 ③ 故障分析 根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。 ④ 确定原因 对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。 ⑤排故准备 有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。 数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。 (1) 直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。 ① 询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。 ② 目视 总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)， 各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。 ③ 触摸 在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。 ④ 通电 这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发现立即断电分析。 (2) 仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 165、 (3) 信号与报警指示分析法 ① 硬件报警指示 这是指包括数控系统、 伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。 ② 软件报警指示 如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。 (4) 接口状态检查法 现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。 (5) 参数调整法 数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高 的，不仅要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地址熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。 (6)备件置换法 当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题。 更换任何备件都必须在断电情况下进行。 许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否则会产生报警而不能工作。 某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。 有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。 鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。 (7) 交叉换位法 当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。 (8) 特殊处理法 当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。 166、 3. 电气维修与故障的排除这是排故的第二阶段，是实施阶段。 如前所述， 电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节 的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。 (1) 电源 电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。我们在设计数控机床的供电系统时应尽量做到： 提供独立的配电箱而不与其他设备串用。 电网供电质量较差的地区应配备三相交流稳压装置。 电源始端有良好的接地。 进入数控机床的三相电源应采用三相五线制，中线(N)与接地(PE)严格分开。 电柜内电器件的布局和交、直流电线的敷设要相互隔离。 (2) 数控系统位置环故障 ① 位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。 ② 坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。 (3) 机床坐标找不到零点 可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。 (4) 机床动态特性变差，工件加工质量下降，甚至在一定速度下机床发生振动 这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的；对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。 (5) 偶发性停机故障 这里有两种可能的情况：一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障，一般情况下机床断电后重新通电便会消失；另一种情况是由环境条件引起的，如强力干扰(电网或周边设备)、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视，例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近，电柜长时间开门运行，附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障，严重的还会损坏系统与机床，务必注意改善。 本文由于篇幅所限不做更多的介绍，读者可参阅数控机床的随机资料及其他专门介绍各种故障的文章。 4. 维修排故后的总结提高工作 对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段，也是十分重要的阶段，应 引起足够重视。 总结提高工作的主要内容包括： 详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件，其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修档案外，内容较多者还要另文详细书写。 有条件的维修人员应该从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨，写出论文，从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定地偶然性排除了故障，这种情况下的事后总结研究就更加必要。 总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料，若有不足应事后想办法补济，而且在随后的日子里研读，以备将来之需。 从排故过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，力争尽快补课。 找出工具、仪表、备件之不足，条件允许时补齐。 总结提高工作的好处是：迅速提高维修者的理论水平和维修能力；提高重复性故障的维修速度；利于分析设备的故障率及可维修性，改进操作规程，提高机床寿命和利用率；可改进机床电气原设计之不足；资源共享，总结资料可作为其他维修人员的参数资料、学习培训教材 167、 网上搜集，共同学习。 168、 我厂KP8000t热模锻压力机铸造生产线，由5台OMRONC200H型可编程 序控制器（PC）控制。下面介绍我们对PC一次CPU停机故障排除方法，以期同行指正。 169、 1.故障现象 170、 据值班电工反映，系统电源指示灯POWER亮，正常操作外部开关、按按钮 时，CPU面板上ERROR报警指示灯亮，外部输出切断，当时刚好上午准备下班。下开机时，从CPU内部冒出一股浓烟，此时，PC交流电压为247V左右。 171、 2.故障分析及处理 172、 当PC控制出现下列优先级错误时会引起CPU停机：CPUWAIT’G(CPU等 待)、MEMORYERR（存储器错误）、NOENDINST（无结束语句）、I/OBUSERR（I/O总线错误）、I/OSETERR（I/O设置错误）、I/OUNITERR（I/O单元错误）、SYSFAILFALS（系统出错）等。 173、 用编程器读出出错信息如下：COUWAIT’G、MEMORYERR。拆下该CPU， 经查看内部线路，发现CPU内部电源部分一集成件SI-9510A已炸开，显然，CPU不能运行。可能原因是当时电源电压高于OMRON产品给定电压最高值(240Va.c)7V左右或该集成件本身质量欠佳造成的。更换同型号CPU，ERROR红灯仍亮，系统不能启动，用编程器读出的出错信息依然如故。 174、 为了防止意外和查看问题方便，我们将备用的存贮器换上，因其RAM中无 用户程序。此时，能引发CPU等待的错误主要有两个方面：特殊I/O单元等待及扩展I/O单元等待。首先，我们查看了扩展单元的各部分，其电源供给正常，发现连接电缆插头松动，插好，试机，PCCPU依然停机，但无存贮器错误显示。由于系统未进行I/O地址登记，为查找原因方便，将扩展机架“离线”操作，直接检查主板特殊单元。存贮器中RAM为空白，只要拆下坏的模板后，CPU就应运行，其RUN指示灯亮（编程器置RUN或MONIT状态）。当拆下主板上OD215模板后，RUN亮，将备用的OD215进行状态设置，替换后也亮。此时，再将原来的存贮器换上，结果编程器上蜂鸣器马上声响，又出现MEMORYERR出错信息，可见存贮器也被烧坏。只能用备用的存贮器，重新输入原始用户程序，分段检查、试车，最后全部重新试车，系统正常，交付使用。 175、 直此，笔者认为引起这次停机故障的可能原因是特殊I/O单元OD215损坏， 又由于偶然因素如电压偏高，使CPU烧坏及存贮器损坏。 176、 3.体会 177、 （1）PC控制系统设计时，其电源的稳压设计必须引起重视，以满足当地电 压波动范围适合PC规范要求，为此，我们正着手改进原电源线路 178、 序清单。 （2）程序需备份。设计者一般均有程序备份，用户手中也必须有正确的程 179、 （3）平时应当注意何处可以购买到备件，以便及时修复机器。 180、 数控机床维修经验 181、 众所周知数控机床是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶，电气复杂， 管路交叉林立，数控系统五花八门，产品从70年代到90年代，不能互换，故障现象也是千奇百怪，各不相同，特别是大型、重型数控机床，价格昂贵，每台约几百万美金、安装调整时间长(几个月到l年以上)。 182、 大型数控机床内有成千上万只元器件，若其中有一个元件有故障，就会引起 机床的不正常现象，还有导线的连接、管子互相的联结，有一点疏忽就会出问题，再加上大型、重型数控机床体积庞大，在无恒温厂房条件下使用，环境的影响很容易引发故障。为此，数控机床“维修难”的问题就放在我们的面前。 我们国家引进和制造了这么多的数控机床，如何能迅速找出故障、隐患，并及时排除之？如何能维修好这些昂贵的设备？我认为首先要有高度的责任心和不怕困难的精神；第二，要努力掌握数控技术，我认为要多 看、多问、多记、多思、多练(五多)，逐步提高自己的技术水准和维修能力，才能适应各种较复杂的局面，解决困难的问题，修好数控机床。 183、 一、要多看要多看数控资料; 要多看，要了解各种数控系统和PLC可编程序 控制器的特点和功能；要了解数控系统的报警及排除方法；要了解NC、PLC机床参数设定的含义；要了解PLC的编程语言；要了解数控编程的方法；要了解控制面板的操作和各菜单的内容；要了解主轴和走刀电机的性能和驱动器的特征等等，往往数控资料一大堆，怎么看？我认为主要要突出重点，搞清来龙去脉，重点是吃透数控系统的基本组成和结构，掌握方框图。其余的可以“游览”和通读，但每部分内容要有重点的了解、掌握。由于数控系统内部线路图相当复杂，而制造商均不提供。因此也不必详细地搞清楚。比如NX一154四轴五连动叶片加工机床上采用A一B10系统，要重点了解每部分的作用，各板子的功能，接口的去向，LED灯的含义等。现在数控系统型号多、更新快，不同的制造厂、不同型号往往差别很大。要了解其共性与个性(特殊性)。一般熟悉维修SIEMENS数控系统的人不见得会熟练排除A- B系统的故障，因此，要多看，不断学习、更新知识。 184、 要多看电气图、消化电气图; 对于每一个电气元件，比如：接触器、继电器、 时间继电器等以及PLC的输入、输出，要在电气图上一一注明。举一个简单例子来说，比如1A1为液压泵电机1M启动的接触器，一般在图下注出其常开、常闭触点的去向。因此，可对其对应的某页上的常开或常闭触点1A1，注明内容为液压泵电机开，对于大型的数控机床的电气图有几十页，甚至上百页。要看懂，表明每个元件的功能要化很长时间。有时，一、二次看可能还搞不清楚该元件的作用，要多看等以后消化后再写上。因此，刚才讲到的启动液压泵电机1M，也应清楚标明是PLC的哪一外输出带动接触器1A1动作的，要做到来龙去脉，一清二楚。而对电气线路图中的某些方框图，比如每个轴的驱动器，只是一个方框图，只要了解某控制条件(通断情况)，对于详细的东西等可等有空再研究、考虑。各个国家的电气符号是不一样的，就首先要清楚了解。对于制造厂所编写的厚厚的几本PLC 语句表，也要多看，掌握其编程语言，在看懂的基础上进行中文注译。这样可以大大节省以后排除故障的时间，如果等发生故障再去熟悉了解电气图，PLC语句表，势必要化费大量时间，还往往会造成错误的判断。 185、 要多看液压、气动图，并深入消化之; 对于数控机床的机械磨粉机、制砂机、 液压、气动图，要搞清楚其作用和来龙去脉。并在图纸上一一注明，比如德国COBURG数控龙门铣附件、刀具安装动作比较复杂，要分解其图，如锁紧刀具是由哪个电磁阀动作的？对应的PLC输出、输入是哪几个？在图上写明，这样从电气到机械动作一竿到底，同时特别对机、电关系比较密切的部分要重点了解，比如意大利INNSE数控搪铣床采用电液比例阀技术，要重点了解其作用和功能，特别要了解其调整方法及调整数据，静态和动态时比例阀电流及对应的平衡泵的压力，既懂电又懂机，机电一体化，掌握多种本领，这样解决问题的本领就大了要多看外文，要提高自己专业外文的阅读能力; 不懂得外文，特别是英语。就无法看懂大量的外文技术资料，单依靠翻译，往往是不太理想。看外文版的技术资料，开始时比较吃力，生字多，多看多记后，常用的专业单词也只有这样多，以后看起来就流畅了，一个称职的维修人员要基本掌握语言工具。 186、 二、要多问要多问外国专家; 如果你能有出国培训的机会或者外国专家来你 厂安装调试机床，你最好有机会参加。这是一次最好的学习机会，因为能获得大量的第一手资料和机床调试的方法及技巧。 比如在激光测定各轴精度后，电气如何进行修正的办法等。要多问，不懂就要搞清楚。通过这段时间，会有极大的收获，能够获得不少内部的资料和手册(对用户是保密的)。当机床投入正式生产之后，也应该经常与外国有关专家保持密切的联系。通过FAX、E-MALL，询问获得解决机床疑难故障进一步的解决办法及有关资料，还可得到特殊、专用的备件，这是非常有益的，同时对数控系统的代理商，比如SIEMENS、FANUC等公司也应保持良好的关系，多询问，也可及时得到该数控系统深一步的资料及有关备件，还可有机会参加有关数控系统的专题学习班。 187、 发生故障后，要向操作者师傅询问故障的全过程，不要不问，或者随便问一 下就好了，这样往往得不到正确的现场资料会造成错误的判断，使问题复杂化了，因此，要多问，问详细一点，了解故障出现的全过程(开始、中间、结束)，产生过什么报警号，当时操作过什么元件，碰过什么，改过什么，外界环境情况如何？要在充分调查现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来，实际上已经解决了问题的一半，然后再分析解决之，对于经验丰富熟练的操作者师傅，他们对机床操作熟悉，加工程序熟悉，机床常见病十分了解，与他们密切配合，对于迅速排除故障十分有利。 188、 要多问其它维修人员; 当其它维修人员在维修机床，而你没有去时，等他们 回来后，也应多问一声，刚才发生了什么毛病？他是如何排除的？请他介绍其排除方法。这也是一种较好的学习机会。学习他人正确的排除故障的技巧和方法，特别是向经验丰富的老维修人员学习，把他们的本领学到手，来提高自己的知识和水平。 189、 三、要多记要记录有关的各种参数 重点记录机床调整好后各种有关参数， 比如NC机床参数，PLC机床参数、PLC程序(以上可存在磁盘中)以及主轴和各走刀电机的电流、电压、转速等数据。还要记下电柜中继电器、接触器等在通电和正式加工时的状态(吸合还是断开)以及PLC所有输入、输出LED发光二极管的状态(亮暗、闪耀)或者记录下屏幕上PLC状态IB(输入位)、QB(输出位)是0还是1，比如IB1=：00000001，即I1.0=1，I1.1-1.7=0。这样记录下来对以后分析判断故障好处极大。比如德国SCHIESS数控立车发生Z轴电机电流继电器动作，我们通过检查Z轴电机正常工作时的PLC状态(0、1)与不正常情况相比较，迅速地找到故障原因，原因是有1只比较继电器状态不对，通过调整，故障立即排除。 190、 要记录液压、气动的状态 同样记录液压、气动在正式加工或不加工时各 种压力表、气压表的压力，电磁阀的吸断状态，这对于调整、判断帮助也很大。如美国 INGERSOLL OPENsIDE MASTERHEAD数控搪铣床静压采用双薄膜技术，有一百多个压力的测量点，其压力的高低直接影响机床功能动作的正常与否，记录静态、动态时的压力很重要。 191、 随身带一本笔记本，把每天发生的故障，如何排除的过程一一记录下来，人 的脑子时间长了易忘记，“好记性，不如烂笔头”，记录下来好处极大。我们发现数控机床往往有的故障会重复出现，而且老是这几个故障，只要查一下当时是如何解决的，几分钟就可排除故障，既快又好。我们公司有一本《数控机床运行日记》及一本《数控机床排故记录本》，要记录好这二本资料，这是一台数控机床完整的历史档案。 192、 四、要多思要多思，要开阔视野 往往有时修理是，不够冷静，没有很好 地分析，钻牛角尖。记得有一次COBURG龙门铣Y轴在加工中突然停机，屏幕上曾多次出现1361Y轴光栅脏报警，当时我们就事论事地清洁光栅尺及光栅头2次，结果还是停机。 化几天时间还没有解决，最后才找到了真正的原因，原因是Y轴光栅头到EXE放大器之间的导线有问题，由于Y轴移动时蛇皮管长期弯曲，其中一根位置反馈线不好，到某一位置折断引起机床停机。当时，我们只注意静态，忽略了动态，曾经出现过1321控制回路开路警，但未引起我们足够的重视。因此，我们应该把所发生的报警、故障情况全部列出来，通过由表及里，去伪存真，进行综合判断和筛选，预测发生故障的最大可能性，随后进行排除。“山穷水尽疑无路，柳暗花明又一村”，多思，给你指明了方向。 193、 要多思，要知其所以然 往往我们在排除故障时，有时没找到故障的真实 原因，过后故障又继续发生。记得INGERSOLL转子叶根槽铣床，主轴Sl发生了运转2小时后“自动停车”的故障，当时外国专家换了一块顺序板，毛病似乎解决了，但过了一个多月之后，老毛病又犯了，换一块的顺序板的备板也好了，但没有搞清楚其损坏原因。我们仔细地检查，借助于示波器，发现了“启动”指令所对应的光电耦合器反峰电压特别高， 单独加了一根接地线后，其光电耦合器的反峰电压极大地减少，从此，再也没有发生过“自动停车”的故障，原因是由于反峰电压太高，时间长后，使其光电耦合器逐步失效所致。 194、 要多思，考虑要领先一步 根据故障发生的频率、重复性、机械电器的寿 命，认真做好备件工作。这是保证机床连续、正常运行的重要工作，非做好不可。同时对于有些器件，随着时间的推迟、淘汰了，市场上已买不到彩票或购买十分昂贵，怎么办？要事先考虑，比如有一台80年代初的数控机床用的光电阅读机，用LOOP方式读入加工程序，又可用SPOOL方式选入原带(机床设置数据)，万一送不进去，则整台机床会变成“死”机，后果十分严重，由于我们领先一步考虑，与有关单位合作，经多次试验，采用了软盘处理机解决了这个问题，保证了该台机床能使用至今。多思，要事前考虑，给领导提合理化建议，努力改善数控机床的外部环境，从温度、灰尘、湿度等几个方面想办法，采用加装电源稳压器、加装电柜空调小房子等措施，使机床的故障大大地减少。 195、 五、要多练，即多实践 196、 要多实践，要敢于动手，善于动手 对于维修人员来说，要胆大心细，要 敢于动手，只会讲，不动手，修不好数控机床。但是要熟情况再动手，不要盲目，否则会扩大故障，造成事故，后果不堪设想。同时我们还要善于动手，首先要上机熟悉机床的操作面板和各菜单的内容，做好操作自如，因为各种型号及系统操作是一样的。同时也要充分利用数控机床的自诊断技术来迅速地处理解决故障。现在数控技术越发展，则自诊能力越来越强。比如A一B10系统，有专用诊断软件，可连网诊断等。 197、 要多实践，培养自己的动手能力和掌握实验技能 有时有些故障看起来很 模糊，分不清是电气故障还是机械故障，比如COBURG龙门铣发生过这样的故障，即开Z轴无论是向上升，还是向下降，Z轴滑枕总是向下移动而报警。我们采用了“分开法”， 把电气部分的控制与原电路完全分开，把Z轴直流电机的接线端子上的线拆下，另通直流电(可由交流220V电源通过调压器经过4只二极管整流给出)接到电机二端，发现电机能根据直流电的极性的变换能改变旋转去向，排除了电气故障，再检查发现是由于机械磨擦片打滑滑枕下垂所致。其它还有很多方法，比如“隔离法”、“置换法”、“对比法”、“敲击法”等方法都可以作为一种有效的手段来帮助我们寻找、排除故障要多实践，学会使用有关仪器 比如示波器、万用表、在线电路检测仪、短路检查仪、电脑、编程器等能够帮助我们具体电路的判断、检查，特别是PLC编程器、电脑、要熟练使用，可自由输入、输出机床参数，在线测试有关状态，系统初始化等。这对分析故障，特别是复杂故障，解决问题有很大帮助。 198、 要多实践，进行“小改小革” 往往在正常工作中发生某一元件损坏(如选 择开关、按钮、继电器等)而暂无备件时，自己动手尽可能用粘合法等办法修复或采用暂时的特殊办法，使机床能正常工作下去，等到备件来后再恢复。 199、 要多实践，要自己动手修板子 一般说来数控机床的电路板可靠性好，故 障率极低，一般去检查数控机床时，不要先怀疑板子的问题。比如西门子850系统，有时会出现41NC-CPU报警或43PLC-CPU报警，实际上并不是板子有故障，可以通过拆拔法，NC初始化，冷热启动PLC等方法反复试验一般可以排除。若确实证明是电路板问题时，要进行修复。这些板(一般无图纸)价格昂贵，一般要几千元─几万元，对于每个企业来说“备件难”，价格太贵了，备不起，因此数控机床电路板的好坏极为重要，一旦电路板损坏而 无备件，一时又修不好，势必会停机，严重影响生产。有时往往电路板只是一个极小的故障，只要认真检查，不难发现问题，我们已多次发现个别电容漏电、板子虚焊、短路等故障，有些电路板故障比较复杂，但是只要化时间，通过用仪器检查，还是能够修好的；但还有部分电路板情况严重，特别是大规模集成电路，维修困难，加上原器件无备件，只能提早买备板或送出去修。自己动手修板子，有很大好处，一方面可以为企业节约成本，解决燃眉之急，另一方面可以“解剖麻雀”熟悉电子电路，培养自己的分析判断和动手能力是非常有益的。 通过了十多年来的维修实践，我们也感到外国人设计的数控机床，特别是大型的数控机床也不是十全十美的，也存在不少问题和缺陷。通过我们对数控机床的学习、深化，找出其中问题的所在，大胆地对有些问题进行改进，取得了较好的效果。比如德国VDF数控大车，原设计2只静压托架一通电就工作，静压泵连续运转，这样又费电又缩短了进口泵的寿命。我们通过PLC进行了修改，增加了2只开关，只化了几十元钱，使2只静压托架可根据需要任意地开或停，这样延长了进口泵的寿命，全年可节电2万多度。还有INGERSOLL叶轮槽铣原设计中，主头及副头只有反向铣，而无同向铣。在加工高中压转子第20级叶轮时，由于叶轮间距离小，不能用反向铣，因此只能用一个头进行加工。经过我们研究，巧妙地改动了双向的限位接线，增加了PLC程序，结果几乎没有化钱，实现了同向铣。现在可二个头同时加工，提高工效一倍，可提前3─4天完成加工转子的任务。因此，我们要进一步挖掘数控机床的潜力，更好地发挥它的威力为生产服务。 尽管数控机床故障复杂，千变万化，只要我们认真对待，培养一支高素质的机电一体化的维修队伍，通过多看、多问、多思、多练、积累经验，掌握维修技巧，融会贯通，我们一定够主要依靠自己的力量，把数控机床修好、用好、管好。 我现在想从上位机里输入频率到变频器中用的是4-20MA的模拟量，但是我不清楚变频器上的哪个点对接PLC300模拟量模块的点对应，大家帮我看下，4-20MA的变频器上点和PLC哪个点对接哪个点。 变频器图中画圈的是我要用的模拟量两点 200、 PLC300模拟量模块 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容
比如德国VDF数控大车的第2刀背中有5只夹紧用的微型压力开关，其中2只微型开关不慎损坏，而无备件，我们采用了“短接法”，使压力开关的触点符合PLC的输入条件，使机床不报警又能正常工作下去了。有时机械使用时间长后，定位精度差了，产生了定位报警，在无法重新调整机床的情况下可暂时修正机床参数，加大“公差”带，使之能正常工作，总之，这样的办法还很多。