基于数控机床的PLC技术的研究

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• happppylee

  PLC 还有一种说法是:产品生命周期（product life cycle）观念，简称PLC，是把一个产品的销历史比作象人的生命周期一样，要经历出生、成长、成熟、老化、亡等阶段。就产品而言，也就是要经历一个开发、引进、成长、成熟、衰退的阶段。
  1、产品开发期：从开发产品的设想到产品成功的时期。此期间该产品销额为零，公司投资不断增加。
  2、引进期：新产品新上市，销缓慢。由于引进产品的费用太高，初期通常利润偏低或为负数，但此时没有或只有极少的竞争者。
  3、成长期：产品经过一段时间已有相当知名度，销快速增长，利润也显著增加。但由于市场及利润成长较快，容易吸引更多的竞争者。
  4、成熟期：此时市场成长趋势减缓或饱和，产品已被大多数潜在者所接受，利润在达到顶点后逐渐走下坡路。此时市场竞争激烈，公司为保持产品地位需投入大量的营销费用。
  5、衰退期：这期间产品销量显著衰退，利润也大幅度滑落。优胜劣汰，市场竞争者也越来越少。
  数控技术和数控机床是业现代化的基础，是一个综合国力的重要体现。近几年来，在引进消化国外数控技术的基础上，我国已生产出自主版权的数控系统和数控机床，但是中、高档以上的数控系统仍然是以进口产品为主。研究数控系统及技术的现状与未来发展方向，将对开发中高档的数控产品，扩大数控机床市场份额起到重要作用。

  浏览 188赞 106时间 2024-01-12
• 荔枝爱苹果

  1 引 言
  可编程控制器PLC外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是最常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器控制电路移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的标准(GB6988.6-86)。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。
  例如:某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若传感器X400检测到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4s后快退Y431到上接近开关X402，就回到了原位。功能表图见图1:
  
  图1 功能表图
  
  2 使用起保停电路的编程方式
  起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。
  
  图2 起保停电路实现顺序控制
  
  3 使用步进梯形指令的编程方式
  步进梯形指令是专门为顺序控制设计的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，这样才具有控制功能，状态寄存器S才能STL触点，否则状态寄存器S与一般的中间继电器M相同。在步进梯形图中不同的步进段允许有双重输出，即允许有重号的负载输出，在步进触点结束时要用RET指令使后面的程序返回原母线。把图1中的0-3用状态寄存器S600-S603代替，代替以后使用步进梯形指令编程，对应的梯形图如图3所示。这种编程方法很容易被初学者接受和掌握，对于有经验的工程师，也会提高设计效率，程序的调试、修改和阅读也很容易，使用方便，程序也较短，在顺序控制设计中应优先考虑，该法在自动化控制中应用较多。
  
  图3 步进指令实现顺序控制
  
  4 使用移位寄存器的编程方式
  从功能表图可以看出，在0-3各步中只有一个步在某时刻接通而其他步都在断开，把各步用中间继电器M200-M203代替，就很容易用移位寄存器实现控制。图4为用移位寄存器编程时的梯形图，采用移位寄存器M200-M217的前四位M200-M203代表4个步，组成1个环形移位寄存器。用移位寄存器主要是对、移位、复位3个输入信号的处理。该方法设计的梯形图看起来简洁，所用指令也较少，但对较复杂控制系统设计就不方便，使用过程中在线修改能力差，在控制中使用较少，大多数应用在彩灯顺序控制电路中。
  
  图4 移位寄存器实现顺序控制
  
  5 使用置位复位指令的编程方式
  如图5为使用置位复位编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图。在以置位复位指令的编程方式中，用某一转换所有前级步对应的辅助继电器的常开触点与转换对应的触点或电路串联，作为使所有后续步对应的辅助继电器置位和使所有前级步对应的辅助继电器复位的条件。对简单顺序控制系统也可直接对输出继电器置位或复位。该方法顺序转换关系明确，编程易理解，一般多用于自动控制系统中手动控制程序的编程。
  
  图5 置位复位指令实现顺序控制
  
  以上四种顺序控制编程方式各有特点，可以根据实际情况选择一种来编制梯形图，它们的一般比较见附表。教学实践表明这些编程方式很容易被初学者接受和掌握，用它们可以得心应手地设计出任意复杂的顺序控制程序。
  
  6 结束语
  采用功能表图的四种方式来编制梯形图，可适应于不同场合，供工程技术人员视工艺要求决定。它是一种先进的设计方法，对于复杂系统，能节省(60~90)%的时间。

  浏览 163赞 84时间 2022-11-01
• 魔女在彼岸

  楼上那一位加上以下的，自己整合一下
  1、PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：
  
  “PLC是一种专门为在环境下应用而设计的数字运算作的装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”
  
  PLC的特点
  
  2.1可靠性高，抗干扰能力强
  高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
  
  2.2配套齐全，功能完善，适用性强
  PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
  
  2.3易学易用，深受工程技术人员欢迎
  PLC作为通用控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事控制打开了方便之门。
  
  2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
  PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
  
  2.5体积小，重量轻，能耗低
  以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
  
  3. PLC的应用领域
  目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械、、轻纺、交通运输、环保及文化等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
  
  3.1开关量的逻辑控制
  这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
  
  3.2模拟量控制
  在生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
  
  3.3运动控制
  PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
  
  3.4过程控制
  过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
  
  3.5处理
  现代PLC具有数算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、传送、转换、排序、查表、位作等功能，可以完成的采集、分析及处理。这些可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品中的一些大型控制系统。
  
  3.6通信及联网
  PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
  
  4. PLC的国内外状况
  
  在生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的采集。传统上，这些功能是通过或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）出了基于集成电路和技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable ,是世界上公认的第一台PLC.
  限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。
  
  20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
  
  上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
  
  20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械、石油化工、冶金钢铁、、轻等领域的应用都得到了长足的发展。
  
  我国可编程控制器的引进、应用、、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
  
  5. PLC未来展望
  21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在及以外的众多领域发挥越来越大的作用。
  
  1.2 PLC的构成
  
  从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
  
  1.3 CPU的构成
  
  CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
  
  CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及，是PLC不可缺少的组成单元。
  
  在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
  
  CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此着控制规模。
  
  1.4 I/O模块
  
  PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
  
  常用的I/O分类如下：
  
  开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
  
  模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
  
  除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
  
  按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数。
  
  1.5 电源模块
  
  PLC电源用于为PLC各模块的集成电路工作电源。同时，有的还为输入电路24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。
  
  1.6 底板或机架
  
  大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
  
  1.7 PLC系统的其它设备
  
  1.7.1
  
  编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。
  
  1.7.2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。
  
  1.8 PLC的通信联网
  
  依靠先进的网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
  
  PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC
  
  之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的通讯、PROFIBUS
  
  或以太网进行联网。
  
  2 PLC控制系统的设计基本原则
  2.1 最大限度的满足被控对象的控制要求。
  2.2 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
  2.3 保证控制系统安全可靠。
  2.4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
  3 PLC软件系统及常用编程语言
  
  3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件由PLC厂家并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视。
  
  3.2 PLC的编程语言
  
  3.2.1 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点
  
  3.2.1.1 它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。
  
  3.2.1.2 梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。
  
  3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。
  
  3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。
  
  3.2.1.5 PLC是按循环扫描，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。
  
  3.2.2 语句表语言，类似于汇编语言。
  
  3.2.3 逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。
  
  4 STEP7程序的使用
  
  4.1 创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，所有都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后，所有其他任务都在这个项目下执行。
  
  4.2 组态一个站，组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器，例如S7300、S7400等。
  
  4.3 组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。
  
  4.4 组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的控制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。
  
  4.5 定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，最好不要使用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。
  
  4.6 创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用，很少采用线形编程。
  
  4.7 程序到可编程控制器，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以整个用户程序到可编程控制器。在程序时可编程控制器必须在允许的工作模式下（STOP或RUN-P）,
  
  RUN-P模式表示，这个程序将一次一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现，所以一般在前将CPU切换到STOP模式。
  
  5 WINCC程序的使用
  
  5.1 简介，WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的技术中性系统。具有控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机的作监视系统，它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。WINCC有两个版本RC版（具有组态和开发环境）、RT版（只有运行环境），我们一般使用的是RC版。
  
  5.2 WINCC简单使用步骤
  
  5.2.1 变量管理，首先确定通讯方式安装驱动程序，然后定义内部变量和外部变量，外部变量是受你买的WINCC软件授权的最大授权64K字节，内部变量没有。
  
  5.2.2 画面生成，进入图形编辑器，图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。可以通过动作编程将动态到单个图形对象上。
  
  5.2.3 报警记录设置，报警记录了显示和作选项来获取和归档结果。可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。为了在运行中显示消息，可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。
  
  5.2.4 变量记录，变量记录是用来从运行过程中采集并准备将它们显示和归档。
  
  5.2.5 报表组态，报表组态是通过报表编辑器来实现的。是为消息、作、归档内容和当前或已归档的器或控制文档的集成的报表系统，可以自由选择用户报表的形式。
  
  5.2.6 全局脚本的应用，全局脚本就是C语言函数和动作的通称，根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始这些动作的执行。
  
  5.2.7 用户管理器设置，用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。每建立一个用户，就设置了WINCC功能的访问权利并的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。
  
  5.2.8 交叉表索引，交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处，例如变量、画面和函数等。使用“链接”功能可以改变变量名称而不会导致组态不一致。
  
  参考文献
  [1] 林小峰.可编程控制器原理及应用.北京：高等教育出版社，1994
  [2] 田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京：机械出版社，1994
  [3] 张万忠.可编程控制器应用技术.北京：化学出版社，2001.12
  [4] 于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京：清华出版社.2004
  
  PLC，俗称“电力线上网”，英文全名为Power Line Communication，主要是指利用电力线传输和话音信号的一种通信方式
  1、主要特点
  
  ① 结构灵活，不受环境的，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。
  
  ② 传输质量高、速度快、带宽稳定，可以很平顺的在线观赏DVD，它所的14Mbps带宽可以为很多应用平台保证。最新的电力线标准HomePlug 传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，HomePlug 采用了时分多路访问（TDMA）与带有检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。
  
  ③ 范围广，无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。而电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电道接收节目，打电话或者是可视电话。
  
  ④ 低成本。充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。
  
  ⑤ 适用面广。PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，宽带网络“最后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入，来浏览网页、拨打电话，和在线，从而实现集、语音、，以及电力于一体的“四网合一”。
  
  PLC 还有一种说法是:产品生命周期（product life cycle）观念，简称PLC，是把一个产品的销历史比作象人的生命周期一样，要经历出生、成长、成熟、老化、亡等阶段。就产品而言，也就是要经历一个开发、引进、成长、成熟、衰退的阶段。
  1、产品开发期：从开发产品的设想到产品成功的时期。此期间该产品销额为零，公司投资不断增加。
  2、引进期：新产品新上市，销缓慢。由于引进产品的费用太高，初期通常利润偏低或为负数，但此时没有或只有极少的竞争者。
  3、成长期：产品经过一段时间已有相当知名度，销快速增长，利润也显著增加。但由于市场及利润成长较快，容易吸引更多的竞争者。
  4、成熟期：此时市场成长趋势减缓或饱和，产品已被大多数潜在者所接受，利润在达到顶点后逐渐走下坡路。此时市场竞争激烈，公司为保持产品地位需投入大量的营销费用。
  5、衰退期：这期间产品销量显著衰退，利润也大幅度滑落。优胜劣汰，市场竞争者也越来越少。
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  浏览 180赞 63时间 2022-10-12
• 小薰1988

  数控技术的现状与展望
  
  数控技术和数控机床是业现代化的基础，是一个综合国力的重要体现。近几年来，在引进消化国外数控技术的基础上，我国已生产出自主版权的数控系统和数控机床，但是中、高档以上的数控系统仍然是以进口产品为主。研究数控系统及技术的现状与未来发展方向，将对开发中高档的数控产品，扩大数控机床市场份额起到重要作用。
  
  1 数控系统的硬件技术发展迅速
  随着集成电路及计算机技术的迅猛发展，给数控硬件技术更新换代注入新的活力，现代数控系统普遍采用超大规模集成电路(VLSI)、专用芯片（ASIC）及数字信号处理(DSP)技术。在电气装联上广泛采用表面安装(SMT)、三维高密度（three dimensional high density）技术。极大的提高系统可靠性。高速高性能存储技术，比如闪烁存储(flash memory)，移动存储(PCMCIA card)等极大的方便用户。TFT LCD技术使显示装置趋于平板化，更便于机电一体化安装并改善人机界面。作为数控系统核心的处理器广泛采用64位以上的高速RISC CPU，保证高速、高精度的数控。
  以FANUC 16i／18i和160i／180i为例，已形成超小、超薄型控制器，主控板仅名片一样大小，主处理采用Pentium芯片。CNC和伺服采用50M／S的高速串行总线。用光缆连结I／O模块，采用分散配置，便于机电一体化。在通讯方面采用PCMCIA存储卡和外部计算机，或采用调制解调器，用电话和个人机通讯。
  
  2 体系结构向开放式发展
  开放式数控的讨论已有好些年了，但是应该看到，对于“开放式结构”至今没有一致性的定义。某些用户认为开放式表示能够接受当地使用的通信协议；而另一些用户认为开放式意味着所有控制器作界面完全一致；对机床应用工程师而言，开放式意味着对架移动，传感器和逻辑控制有标准的输入/输出接口；对大公司和的研究工程师来说，开放式意味着以上这些均来自随即拿来就用的积木块。由于来自最终用户和集成商(机床厂)的压力，开放式结构的开发工作正在向前发展并将持续下去。目前的一个积极成果即是基于PC的CAC，即PC—based。
  世界上一些著名的数控商纷纷推出PC—based CAC系统，例FANUC公司的FANUC160／180，西门子公司的Siemens 840Di，FAGOR公司的FAGOR8070。由于采用了级PC机及桌面作系统Windows，DOS等，其丰富的软、硬件给用户带来诸多的方便。
  应看到，在数控这种强实时环境中，使用商用作系统Win，DOS等，尚未得到业界的完全认可。在理论上没有证明比现有传统的CNC来得优越。
  
  3 实时作系统进入CNC
  严格意义上说，数控控制软件中包含着实时作系统的思想，例如任务调度、存储器管理、中断处理等。但这种技术是隐含的。是和数控应用程序比如插补，伺服、译等混合的。每一个数控系统都是独特的，不透明的。这种情况对于最终用户和系统集成商而言带来诸多不便。在“开放式数控”呼声日益高涨的今天研究实时作系统在CNC软件中的应用是顺理成章的事。特别是最近嵌入式实时作系统的技术发展迅猛，这对于数控控制软件的开发将产生性的影响。选择一个合适的商用嵌入式实时作系统，将插补、伺服、译、处理等数控应用软件往上“挂”，最终移植到一个硬件环境中去，形成最终用户“中意”的数控系统，也就是“个性化的”CNC系统，这恐怕是“开放式”数控的主要方向。
  
  4 现场总线技术开始广泛使用
  现场总线(field bus)实质上是工控网络中的低档产品。因为底层设备通信有以下特点：
  
  1．通信环境恶劣，可能受到温度、湿度变化、尘埃、电压波动、机械振动、电磁场干扰等因素影响；
  
  2．信息传递主要是设备与设备之间，故对通信可靠性要求高；
  
  3．通信内容和时间一般可以预先设定，随机、自发产生的信息相对较少，这可使通信协议大大简化；
  
  4．由于有较多的监控信息，实时性要求高；
  
  5．要求有一定有故障诊断和容错能力，以防止不必要的系统故障；
  
  6．距离短，频度高。
  基于上述特点，底层设备互连网络通常采用协议简单、响应迅速、可靠性高的主一从通信方式，使用工控网络中的低档产品例如现场总线。
  西门子公司的profibus首先应用在802D中低档数控系统中。对802D而言，24V电源为，PCU模块为大脑，profibus为神经。因为PCU和I／O以及伺服系统（I／O模块例PP1、PP2，伺服系统为611U）的连结构依靠profibus。PCU为主站，PP1、PP2，611U为从站，并均有节点地址。
  FAGOR公司的SERCOS主要用于CNC和伺服系统的通讯且采用光缆。最高传输速率为4M baud。SERCOS将CNC（8055，8070）和主轴、座标轴驱动连结起来，每个节点亦有相应地址。FAGOR8070开始，CNC和I／O的连结采用CAN总线。
  FANUC I／OLink是CNC连结扩展I／O的现场总线。
  
  5 PLC功能继续增强
  可编程控制器在数控机床上主要完成MST功能。即除了主运动以外的辅助功能，目前PLC在数控机床上的功能正在逐渐扩大：
  
  1）可通过报警文本编辑产生个性化的诊断页面；
  
  2）PLC直接控制坐标轴；
  
  3）在系统配置和初始化时发挥作用，这个作用对西门子系统的PLC最为明显。PLC的基本程序在机床调整时激活机床作面板MCP并设置通道和主轴、坐标轴。通道相当FANUC中的Head。
  
  4）通过PLC的宏参数和CNC系统参数可在PLC和零件程序之间传递信息，???以完成某些特定功能。即PLC已经渗透到零件程序的编辑中去。
  单独的PLC已经可以完成全部的CNC功能，这已经成为现实。但就目前而言，PLC主要还是在数控系统配置机床上时起一个“接口”作用，包括MST功能，诊断功能等，这种功能正在不断扩大。
  
  6 CNC的通讯、网络功能不断扩大
  从早期的DNC，RS232、422、485一直到目前的MAP，Ethernet等，数控机床的网络通讯功能在不断增强。为解决大容量零件程序的传递和存储，一是可采用DNC中的前端机进行分配和传输，即形成DNC主机——前端机——CNC的三层模式。而一台前端机可控制多台CNC。另外一种，对于带PCMCIA卡的CNC系统，可利用该存储卡传递程序(一张卡为5M～8M)。第三种最简单的方法可利用CNC和后台编辑功能，在切削时同时传递零件程序。
  CNC的通讯功能还有一个目的是上传数控机床的状态及故障信息，以便上位机监控并进行故障诊断。西门子840D／810D可以通过电话线、ISDN、Internet、GSM或LAN、WAN、Intranet和上位机通讯，进行远程诊断。但需安装远程诊断软件、调制解调器，并有电话线。MAZAK公司的MAZATROL640等亦具有这种功能。
  
  7 数字式交流伺服成为主流
  数字式交流伺服系统体积小，性能好，调试方便，克服了过去模拟伺服系统用电位器调节的不便。通过数字设定可优化速度，电流环，可进行转矩，进行加减速控制，另外可以和外部计算机通讯，备份伺服参数，并在上位机显示电流，扭矩波形，便于观察。
  
  8 数控系统开发环境越来越好
  数控系统如何安装在机床上，这就是数控系统的开发环境。除硬件联结之外主要有二个方面的问题，一个是PLC梯形图的编写，另一个是机床参数的确定。前者主要解决辅助功能的匹配，比如机床冷却、润滑、主轴正、反转，机床作面板的适配。而后者主要匹配机床的主运动，例如进给速率，加减速，行程等。这里谈一下PLC梯形图的开发问题。最早时候，数控机床的梯形图是由CNC工程师根据机床的功能编写的。编译完以后再插入到数控软件中去，随着数控技术的普及，原先由数控系统商垄断的接口软件开发已转移到机床厂或数控集成商。大家根据CNC商的集成方法和文件自行开发，大大促进了数控技术的发展和普及。现在为了减轻机床厂和系统集成商编写梯形图的负担，西门子公司在802D系统中了PLC应用程序实例和子程序库说明，最终用户在编写梯形图时，只要利用参数调用就可以完成梯形图的编写，方便了用户并节约了时间。
  CAPP内容渗入到CNC亦是目前的发展方向，这样有助于效率和产品质量的提高。PC—based CNC的出现为CAPP内容的渗透创造了有利条件。
  由于数控控制软件目前没有公开，因此最终用户在进行二次开发时始终处于一种被动状态。可以设想一下，未来的数控控制软件是机床厂或系统集成商可以自由装配的。就象目前的PLC梯形图开发一样自由自在。那么真正的个性化的数控机床将会被每个高水平的集成商或最终用户开发出来。这样的数控集成环境才是最美好的。嵌入式实时作系统特别是源公开的Linux嵌入式实时内核的出现为这种前景产生了希望。
  
  9 数控相关技术和社会服务体系正逐步完善
  数控相关技术，首推CAD／CAM，目前商用的CAD／CAM软件十分丰富，UG—11，pro—E，solidworks

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• 小果子真不赖

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