華中數(shù)控世紀(jì)星PLC編程說明書

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華中數(shù)控PLC編程說明書

武漢華中數(shù)控股份有限公司

二零零一年七月

華中數(shù)控PLC編程說明書

前言

華中數(shù)控內(nèi)置式PLC已集成在數(shù)控裝置內(nèi)，具有48路輸入/輸出點(diǎn)。華中數(shù)控PLC采用C語言編程，具有靈活、高效、使用便利等特點(diǎn)。

本說明詳細(xì)介紹了內(nèi)置式PLC的基本原理、寄放器操作接口、PLC程序的編寫與安裝等內(nèi)容，并給出了大量C語言程序例如代碼。

關(guān)于PLC硬件接線請(qǐng)參閱《華中數(shù)控世紀(jì)星硬件聯(lián)接說明書》閱讀本文之前，必需具有C語言編程的基本知識(shí)。

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目錄

前言2目錄3第一章華中數(shù)控內(nèi)置式PLC基本原理7

1.1華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的結(jié)構(gòu)及相關(guān)寄放器的訪問71.2華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的軟件結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行原理8其次章華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的編程與安裝9

2.1華中數(shù)控PLC程序的編寫及其編譯92.2華中數(shù)控PLC程序的安裝12第三章華中數(shù)控PLC寄放器定義與接口函數(shù)說明12

3.1訪問PLC寄放器的系統(tǒng)變量133.2寄放器F系統(tǒng)約定14

3.3.1軸狀態(tài)字143.3.2軸移動(dòng)的指令位置，單位：內(nèi)部脈沖當(dāng)量14

3.3.3軸當(dāng)前的實(shí)際位置，單位：內(nèi)部脈沖當(dāng)量153.3.4軸當(dāng)前移動(dòng)速度（單位：脈沖當(dāng)量/插補(bǔ)周期）153.3.5軸的負(fù)載電流（只對(duì)本公司生產(chǎn)的華中11型伺服有效）153.3.6軸的最大速度（可在參數(shù)中設(shè)置）153.3.7通道用戶自定義輸出字(32位)163.3.8通道狀態(tài)163.3.9通道MSTB指令狀態(tài)173.3.10通道當(dāng)前的M代碼173.3.11通道當(dāng)前的T代碼173.3.12通道當(dāng)前的B代碼173.3.13通道當(dāng)前的S代碼17

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3.3.14通道變量，通道內(nèi)部參數(shù)173.3.15系統(tǒng)狀態(tài)字173.3.16系統(tǒng)插補(bǔ)周期，單位：毫秒183.3.17系統(tǒng)移動(dòng)軸內(nèi)部脈沖當(dāng)量183.3.18系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部脈沖當(dāng)量183.3.19系統(tǒng)變量組1(系統(tǒng)保存)183.4G寄放器系統(tǒng)約定18

3.4.1軸控制字183.4.2設(shè)置軸移動(dòng)增量值，單位：內(nèi)部脈沖當(dāng)量193.4.3設(shè)置軸增量移動(dòng)速度，單位：內(nèi)部脈沖當(dāng)量/插補(bǔ)周期193.4.4軸點(diǎn)動(dòng)速度，單位：內(nèi)部脈沖當(dāng)量/插補(bǔ)周期193.4.5設(shè)置軸補(bǔ)償值193.4.6通道用戶自定義輸入193.4.7通道控制字193.4.8通道MST應(yīng)答203.4.9通道進(jìn)給速度修調(diào)分子(分母為100)203.4.10通道快移速度修調(diào)分子(分母為100)203.4.11通道正在使用的刀具號(hào)203.4.12通道主軸轉(zhuǎn)速213.4.13通道跳選段控制及其實(shí)現(xiàn)說明213.4.14通道MST指令模態(tài)值22

通道當(dāng)前的M代碼模態(tài)值22通道當(dāng)前的S代碼模態(tài)值22通道當(dāng)前的T代碼模態(tài)值22通道當(dāng)前的B代碼模態(tài)值22通道是否正在執(zhí)行MST指令22PLC正在執(zhí)行MST指令，不允許系統(tǒng)中止運(yùn)行22通道程序中止M00/程序選擇中止M0123

3.4.15系統(tǒng)控制字233.4.16系統(tǒng)外部報(bào)警243.17系統(tǒng)變量組2(系統(tǒng)保存)243.5寄放器B系統(tǒng)約定24

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3.5.1刀座數(shù)243.5.2某一刀座中的刀號(hào)(刀庫表)243.6可被PLC程序調(diào)用的系統(tǒng)函數(shù)24

3.6.1設(shè)置軸回零243.6.2設(shè)置軸點(diǎn)動(dòng)速度253.6.3設(shè)置軸步進(jìn)指定距離253.6.4設(shè)置軸移動(dòng)距離及速率26

3.6.5設(shè)置軸移動(dòng)的目的地及速率263.6.6設(shè)置指定軸中止運(yùn)動(dòng)263.6.7取指定軸當(dāng)前位置273.6.8指定軸當(dāng)是否中止273.6.9設(shè)置軸手搖移動(dòng)273.6.10取手搖狀態(tài)對(duì)應(yīng)的位移量273.6.11設(shè)置MST指令的響應(yīng)函數(shù)28

第四章編寫PLC程序的常用技巧與例如28

4.1常用運(yùn)算操作符28

4.1.1置1操作符|=和置0操作符&=~284.1.2左移操作符〈〈和位右移操作符〉〉294.2軟件濾波上升沿信號(hào)及下降沿信號(hào)的捕獲304.3順序動(dòng)作處理與典型換刀動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)31第五章PLC運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)40

5.1機(jī)床軸回零控制405.2機(jī)床軸點(diǎn)動(dòng)435.3機(jī)床軸步進(jìn)455.4機(jī)床軸直線運(yùn)動(dòng)48

5.4.1設(shè)置軸移動(dòng)距離及速率485.4.2設(shè)置軸移動(dòng)的目的地及速率485.5中止機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)485.5機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)獲取48

5.5.1取指定軸當(dāng)前位置485.5.2判斷指定軸是否中止48

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第六章輔助指令M、S、T、B的控制49

6.1輔助指令響應(yīng)函數(shù)及其初始化496.2訪問輔助指令模態(tài)值50

6.2.1通道當(dāng)前的M代碼506.2.2通道當(dāng)前的T代碼506.2.3通道當(dāng)前的B代碼506.2.4通道當(dāng)前的S代碼506.3在PLC程序中控制系統(tǒng)輔助指令模態(tài)值與系統(tǒng)應(yīng)答50

6.3.1通道當(dāng)前的M代碼模態(tài)值506.3.2通道當(dāng)前的S代碼模態(tài)值516.3.3通道當(dāng)前的T代碼模態(tài)值516.3.4通道當(dāng)前的B代碼模態(tài)值516.4輔助指令控制例如52第七章機(jī)床手動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)53第八章主軸控制58第九章刀庫控制61第十章斷電保護(hù)區(qū)的使用62第十一章三坐標(biāo)數(shù)控銑PLC編寫實(shí)例63

11.1機(jī)床簡介6311.2控制面板圖6411.3系統(tǒng)PLC電氣原理圖6511.4系統(tǒng)PLC源程序詳解69

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第一章華中數(shù)控內(nèi)置式PLC基本原理

本章介紹了內(nèi)置式PLC的規(guī)律結(jié)構(gòu)及其系統(tǒng)運(yùn)行流程。

1.1華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的結(jié)構(gòu)及相關(guān)寄放器的訪問

華中數(shù)控銑削數(shù)控系統(tǒng)的PLC為內(nèi)置式PLC，其規(guī)律結(jié)構(gòu)如圖1所示。其

G內(nèi)置式PLCX數(shù)控系統(tǒng)F機(jī)Y床B、PR寄放器系統(tǒng)函數(shù)

圖1.1華中數(shù)控世紀(jì)星內(nèi)置式PLC的規(guī)律結(jié)構(gòu)

中：

X寄放器為機(jī)床輸出到PLC的開關(guān)信號(hào)，最大可有128組(或稱字節(jié)，下同)；

Y寄放器為PLC輸出到機(jī)床的開關(guān)信號(hào)，最大可有128組；R寄放器為PLC內(nèi)部中間寄放器，共有768組；

G寄放器為PLC輸出到計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的開關(guān)信號(hào)，最大可有256組；F寄放器為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)輸出到PLC的開關(guān)信號(hào)，最大可有256組；P寄放器為PLC外部參數(shù)，可由機(jī)床用戶設(shè)置(運(yùn)行參數(shù)子菜單中的PMC用戶參數(shù)命令即可設(shè)置)，共有100組；

B寄放器為斷電保護(hù)信息，共有100組。

X、Y寄放器會(huì)隨不同的數(shù)控機(jī)床而有所不同，主要和實(shí)際的機(jī)床輸入/輸出開關(guān)信號(hào)(如限位開關(guān)、控制面板開關(guān)等)有關(guān)。但X、Y寄放器一旦定義好，軟件就不能更改其寄放器各位的定義；假使要更改，必需更改相應(yīng)的硬件接口或接線端子。

R寄放器是PLC內(nèi)部的中間寄放器，可由PLC軟件任意使用。

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G、F寄放器由數(shù)控系統(tǒng)與PLC事先約定好的，PLC硬件和軟件都不能更改其寄放器各位(bit)的定義。

P寄放器可由PLC程序與機(jī)床用戶任意自行定義。對(duì)于各寄放器，系統(tǒng)提供了相關(guān)變量供用戶靈活使用。

首先，介紹訪問中間繼電器R的變量定義。對(duì)于PLC來說，R寄放器是一塊內(nèi)存區(qū)域，系統(tǒng)定義如下指針對(duì)其進(jìn)行訪問：

externunsignedcharR[];

//以無符號(hào)字符型存取R寄放器

注：對(duì)于C語言，數(shù)組即相當(dāng)于指向相應(yīng)存儲(chǔ)區(qū)的地址指針

同時(shí)，為了便利對(duì)R寄放器內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行操作，系統(tǒng)定義了如下類型指針(無符號(hào)字符型、字符型、無符號(hào)整型、整型、無符號(hào)長整型、長整型)對(duì)該內(nèi)存區(qū)進(jìn)行訪問。即這些地址指針在系統(tǒng)初始化時(shí)被初始化為指向同一地址。

externunsignedcharexterncharexternunsignedexternintexternunsignedlongexternlong

R_uc[];

R_c[];R_ui[];R_i[];R_ul[];R_l[];

//以無符號(hào)字符型存取R寄放器//以字符型存取R寄放器//以無符號(hào)整型存取R寄放器//以整型存取R寄放器

//以無符號(hào)長整型存取R寄放器//以長整型存取R寄放器

同理，和R寄放器一樣，系統(tǒng)提供如下類似數(shù)組指針變量供用戶靈活操作各類寄放器：

externunsignedcharX_uc[],Y_uc[],*F_uc[],*G_uc[],P_uc[],B_uc[];externcharX_c[],Y_c[],*F_c[],*G_c[],P_c[],B_c[];externunsignedX_ui[],Y_ui[],*F_ui[],*G_ui[],P_ui[],B_ui[];externintX_i[],Y_i[],*F_i[],*G_i[],P_i[],B_i[];externunsignedlongX_ul[],Y_ul[],*F_ul[],*G_ul[],P_ul[],B_ul[];externlongX_l[],Y_l[],*F_l[],*G_l[],P_l[],B_l[];externunsignedcharX[],Y[];externunsigned*F[],*G[],P[],B[];

1.2華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的軟件結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行原理

和一般C語言程序都必需提供main()函數(shù)一樣，用戶編寫內(nèi)置式PLC的C語言程序必需提供如下系統(tǒng)函數(shù)定義及系統(tǒng)變量值：

externvoidinit(void);externunsignedplc1_time;externvoidplc1(void);externunsignedplc2_time;

//初始化PLC

//函數(shù)plc1()的運(yùn)行周期，單位：毫秒//PLC程序入口1

//函數(shù)plc2()的運(yùn)行周期，單位：毫秒

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externvoidplc2(void);//PLC程序入口2其中：

1)函數(shù)init()是用戶PLC程序的初始化函數(shù)，系統(tǒng)將只在初始化時(shí)調(diào)用該

函數(shù)一次。該函數(shù)一般設(shè)置系統(tǒng)M、S、B、T等輔助功能的響應(yīng)函數(shù)及系統(tǒng)復(fù)位的初始化工作；

2)變量plc1_time及plc2_time的值分別表示plc1()、plc2()函數(shù)被系統(tǒng)周

期調(diào)用的周期時(shí)間，單位：毫秒。系統(tǒng)推薦值分別為16毫秒及32毫秒，即plc1_time=16,plc2_time=32；

3)函數(shù)plc1()及plc2()分別表示數(shù)控系統(tǒng)調(diào)用PLC程序的入口，其調(diào)用周

期分別由變量plc1_time及plc2_time指定。

系統(tǒng)初始化PLC時(shí)，將調(diào)用PLC提供的init()函數(shù)(該函數(shù)只被調(diào)用一次)。在系統(tǒng)初始化完成后，數(shù)控系統(tǒng)將周期性地運(yùn)行如下過程：

1)從硬件端口及數(shù)控系統(tǒng)成批讀入所有X、F、P寄放器的內(nèi)容；2)假使plc1_time所指定的周期時(shí)間已到，調(diào)用函數(shù)plc1()；3)假使plc2_time所指定的周期時(shí)間已到，調(diào)用函數(shù)plc2()；4)系統(tǒng)成批輸出G、Y、B寄放器。

一般地，plc1_time總是小于plc2_time，即函數(shù)plc1()較plc2()調(diào)用的頻率要高。因此，華中數(shù)控稱函數(shù)plc1()為PLC高速掃描進(jìn)程、plc2()為低速掃描進(jìn)程。

因此，用戶提供的plc1()函數(shù)及plc2()函數(shù)必需根據(jù)X及F寄放器的內(nèi)容正確計(jì)算出G及Y寄放器的值。

其次章華中數(shù)控內(nèi)置式PLC的編程與安裝

本章介紹PLC程序的編寫、編譯及運(yùn)行安裝過程

2.1華中數(shù)控PLC程序的編寫及其編譯

華中數(shù)控PLC程序的編譯環(huán)境為：BorlandC++3.1+MSDOS6.22。因此，要編寫PLC程序您必需在您計(jì)算機(jī)上安裝BorlandC++3.1軟件及MSDOS6.22或MSWindows9X操作系統(tǒng)。

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華中數(shù)控系統(tǒng)約定PLC源程序后輟為“.CLD〞，即“*.CLD〞文件為PLC源程序。

最簡單的PLC程序只要包含系統(tǒng)必需的幾個(gè)函數(shù)和變量定義(請(qǐng)參見1.2節(jié))即可編譯運(yùn)行，當(dāng)然它什么事也不能做。

在DOS環(huán)境下，進(jìn)入數(shù)控軟件PLC所安裝的目錄，如C:\\HCNC2000\\PLC，在DOS提醒符下敲入如下命令：

c:\\hcnc2000\\plc>editplc_null.cld

建立一個(gè)文本文件并命名為plc_null.cld，其文件內(nèi)容為：

//

//plc_null.cld://PLC程序空框架，保證可以編譯運(yùn)行，但什么功能也不提供////版權(quán)所有?2000，武漢華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司，保存所有權(quán)利。//email:market@//tel:+86-27-87545256,87542713fax:+86-27-87545256,87542713//最終更改日期:2000.10.31

//：陽道善email:yang@HuazhongCNC.com

#include\系統(tǒng)頭文件

voidinit()//PLC初始化函數(shù){}

voidplc1(void)//PLC程序入口1{

plc1_time=16;//系統(tǒng)將在16毫秒后再次調(diào)用plc1()函數(shù)}

voidplc2(void);//PLC程序入口2{

plc2_time=32;//系統(tǒng)將在32毫秒后再次調(diào)用plc1()函數(shù)}

假使您安裝了MSDOS6.22及BorlandC++3.1軟件，在銑床數(shù)控系統(tǒng)的PLC目錄下，輸入如下命令：

c:\\hcnc2000\\plc>makeplcplc_null.cld系統(tǒng)會(huì)響應(yīng)：

1file(s)copied

MAKEVersion3.6Copyright(c)1992BorlandInternational

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switch(mode_sel)//根據(jù)手動(dòng)操作模式分別進(jìn)行處理{…………caseMODE_STEP://步進(jìn)模式switch(X[2]break;case0x04://-X步進(jìn)set_axis_step(0,-step_mul);break;case0x08://+Y步進(jìn)set_axis_step(1,step_mul);break;case0x10://-Y步進(jìn)set_axis_step(1,-step_mul);break;case0x20://+Z步進(jìn)set_axis_step(2,step_mul);break;case0x40://-Z步進(jìn)set_axis_step(2,-step_mul);break;}return;…………}

…………}…………voidplc2()//PLC掃描入口函數(shù)2{

…………plc2_time=32;//間隔32毫秒后，再調(diào)用plc2()函數(shù)

…………if((R_ui[110/2]==X_ui[100/2]switch(X_ui[100/2]break;case0x10:feedover=30;break;case0x20:feedover=50;break;case0x30:feedover=80;break;case0x40:feedover=100;break;

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case0x50:feedover=140;break;default:feedover=100;}mode_sel=(auto_enable)?MODE_AUTO:0;//取工作方式switch(X[100]mode_sel=(auto_enable)?MODE_AUTO:0;break;case1://單段方式*ch_ctrl(0)|=CH_SGL_BLK;mode_sel=(auto_enable)?MODE_AUTO:0;break;case2://點(diǎn)動(dòng)方式mode_sel=MODE_JOG;break;case3://步進(jìn)方式mode_sel=MODE_STEP;break;case4://回零方式mode_sel=MODE_REF_RETURN;break;case5://手動(dòng)攻絲mode_sel=MODE_JOG;break;default:mode_sel=0;}}if((X[100]break;case0x20:step_mul=10;break;case0x30:step_mul=100;break;case0x40:step_mul=1000;break;case0x50:step_mul=1000;break;default:step_mul=100;break;}}

…………}

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5.4機(jī)床軸直線運(yùn)動(dòng)

除點(diǎn)動(dòng)、步進(jìn)等機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)外，華中數(shù)控系統(tǒng)還為PLC提供了如下控制軸運(yùn)動(dòng)的函數(shù)，以便用戶靈活控制軸運(yùn)動(dòng)：5.4.1設(shè)置軸移動(dòng)距離及速率

voidset_axis_move(intaxis,

//軸號(hào)：0-15

longdisplacement,//移動(dòng)距離增量

intspeed);//移動(dòng)速率，單位：內(nèi)部脈沖/插補(bǔ)周期

intaxis,//軸號(hào)：0-15

longposition,//移動(dòng)的目的地，絕對(duì)坐標(biāo)

intspeed);//移動(dòng)速率，單位：內(nèi)部脈沖/插補(bǔ)周期

5.4.2設(shè)置軸移動(dòng)的目的地及速率

voidset_axis_moveto(

5.5中止機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)

要中止機(jī)床相關(guān)軸運(yùn)動(dòng)，在PLC程序中，調(diào)用set_axis_stop()即可。該函數(shù)的原型定義為：

//設(shè)置指定軸中止運(yùn)動(dòng)

voidset_axis_stop(intaxis);//軸號(hào)：0-15

5.5機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)獲取

在PLC程序中，可能會(huì)需要判斷某些軸是否正在運(yùn)動(dòng)、取軸的當(dāng)前絕對(duì)位置等。系統(tǒng)提供了如下函數(shù)供PLC使用：5.5.1取指定軸當(dāng)前位置

longget_axis_pos(intaxis);//軸號(hào)：0-15

返回值為指定軸當(dāng)前位置的絕對(duì)坐標(biāo)，單位為內(nèi)部脈沖當(dāng)量，一般為1微米。

5.5.2判斷指定軸是否中止

intget_axis_den(intaxis);

//軸號(hào)：0-15。

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該函數(shù)返回1表示指定軸已中止運(yùn)動(dòng)；返回0表示軸正在移動(dòng)

第六章輔助指令M、S、T、B的控制

在PLC程序中，對(duì)輔助指令進(jìn)行控制涉及到輔助指令響應(yīng)函數(shù)及其初始化、PLC與數(shù)控系統(tǒng)的通信等過程。本章將例如說明對(duì)輔助指令的控制方法。數(shù)控系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行過程中碰見輔助指令MSTB時(shí)，將向PLC發(fā)送MSTB指令信號(hào)、調(diào)用相應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)并等待PLC給出動(dòng)作完成的應(yīng)答信號(hào)。MSTB響應(yīng)函數(shù)在執(zhí)行完相關(guān)動(dòng)作后，應(yīng)向數(shù)控系統(tǒng)給出應(yīng)答信號(hào)，否則數(shù)控系統(tǒng)將一直等待。

PLC向數(shù)控系統(tǒng)給出應(yīng)答信號(hào)有兩種方式：

1)PLC在完成所有相應(yīng)動(dòng)作后再給出應(yīng)答信號(hào)；

2)PLC記錄下相應(yīng)指令，馬上給出應(yīng)答信號(hào)，然后再執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

6.1輔助指令響應(yīng)函數(shù)及其初始化

數(shù)控系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行過程中碰見輔助指令MSTB時(shí)，將向PLC發(fā)送MSTB指令信號(hào)并調(diào)用相應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)。這些響應(yīng)函數(shù)必需在PLC初始化時(shí)，即在函數(shù)init()中，調(diào)用函數(shù)set_mst_func()來指定，假使不指定，系統(tǒng)將調(diào)用缺省的響應(yīng)函數(shù)，該函數(shù)將對(duì)MSTB指令不作實(shí)際處理，只是對(duì)數(shù)控系統(tǒng)給出輔助指令執(zhí)行完的信號(hào)。該函數(shù)的原型定義為：

voidset_mst_func(intch,//通道charname,//代碼類型：M、S、T、B、Evoid(*mst_func)(int));//響應(yīng)函數(shù)地址PLC輔助指令的初始化可例如如下，E指令稍后便會(huì)說明：

voidexec_M(intch){mod_M_code(ch)=-1;}voidexec_S(intch){mod_M_code(ch)=-1;}voidexec_T(intch){mod_M_code(ch)=-1;}voidexec_B(intch){mod_M_code(ch)=-