数控机床控制用PLC编程的调试步骤

核心提示：编好的程序需要经过运行调试，以确认是否满足机床控制的要求。一般来说，顺序程序的调试要经过仿真调试和联机调试两个步骤。 （1）仿真调又称模拟调试，是指在实验室条件下，采用特制的仿真设备（或称模拟）

编好的程序需要经过运行调试，以确认是否满足机床控制的要求。一般来说，顺序程序的调试要经过“仿真调试”和“联机调试”两个步骤。

（1）仿真调试

“仿真调试”又称“模拟调试”，是指在实验室条件下，采用特制的“仿真设备”（或称“模拟装置”、“模拟台”等）代替机床与CNC、PLC、PLC编程设备联接起来（在有条件的情况下，还可以联接伺服单元、伺服电动机、甚至某些独立的机械功能部件），对顺序程序进行的调试。“仿真调试”具有安全、能耗小、调试轴助人员少等优点。

“仿真设备”常用许多开关、指示灯来模拟机床各电气功能器件的状态。如用小型开关的通／断代替MT侧操作面板的开关、按钮，电气柜内的继电器触点，安装于机床各运动部件上的位置检测开关等的闭合／断开，以模拟各种输入信号的“1”和“0”状态，用指示灯的亮／灭代替MT侧操作面板指示灯，电气柜内继电器线圈等的通电／断电，以验证输出到MT侧各器件的信号状态。

“仿真调试”是“联机调试”前的一个重要步骤。程序设计员可以通过“仿真设备”对诸如机床操作面板、工作台运行、工件装夹、主轴起停、刀库手动、自动找刀、机械手换刀、工作台分度及各机械动作和控制逻辑的互锁关系进行分考动作和循环动作运行调试，以保证顺序程序控制原理的正确性，为以后的整机联调的安全，顺利地进行打下基础。

需要指出的是，“仿真设备”虽可以通过模拟机床侧的信号状态调试并确认机床控制中的许多控制顺序问题，但因条件的限制，往往不能完全真实地模拟那些与时间控制有关的机械动作，以及某些复杂的循环动作顺序。因此，顺序程序还须进行联机运行调试，才能最终确认是否正确。

（2）联机调试

将机床、CNC装置、PLC装置和编程设备联接起来进行的整机机电运行调试称为“联机调试”（如图1所示）。“联机调试”可以发现和纠正顺序程序的错误，可以检查机床和电气线路的设计，制造，安装以及机电元器件品质可能存在的问题。

“联机调试”工作在车间现场由具有机电专业知识的多名工程技术人员联合进行。在确认CNC系统、伺服系统、PLC装置、强电柜元器件、机床各元部件的安装和连接无误后，才可以接通电源，将存储在编程设备中的顺序程序传送至RAM插板（或PLC装置的RAM存储器）中，然后执行顺序程序，以便对各机电执行元部件的动作及其顺序控制逻辑进行检查。需要时，可用编程设备修改顺序程序，然后再传送到RAM插板中。

联机调试系统方法示意图

联机调试系统方法示意图

PLC控制系统的设计与调试步骤你知多少？

作为电气工程技术人员我们在平时工作中常常要对PLC控制系统进行设计与调试，下面给各位朋友分享一下PLC控制系统的设计与调试步骤。PLC控制系统的设计与调试过程是这样的；

第一点需要我们深入了解被控制系统。

我们在设计前应该熟悉图样资料，并深入调查研究并且与工艺、机械方面的技术人员和现场操作人员密切配合，共同讨论解决设计中有可能遇到的问题。应该详细了解被控对象的全部功能。例如机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护与连锁，控制系统要求哪些工作方式，例如是手动、自动、半自动功能。设备内部机械、液压、气动、仪表、电气等几大系统之间的关系，PLC与其它智能设备例如触摸屏（HMI）、变频器（VVVF）、工业计算机（PC）等之间的关系。PLC是否需要通信联网，需要显示哪些数据及显示的方式，还有就是电源突然的停电以及紧急情况下的处理、还有就是安全电路的设计等。有时候还需要考虑设置PLC之外的手动、机械和电气的联锁装置，以防止危险的操作。

PLC控制柜

对于大型复杂的控制系统，需要考虑将系统分解几个独立的模块，各模块分别用单独的PLC或其他控制装置来控制，并考虑它们之间的通信方式。确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载是由PLC来驱动，分类统计出各输入量和输出量的性质，是数字量还是模拟量；是直流量还是交流量；电压的等级是多少等。并考虑需要什么样的操作接口，是否要设置人机界面或者用上位机作为接口。我们在调试前可以调试示意图，来帮助我们完成调试任务，做到心中有数、有条不紊。如下图所示：

梯形图控制系统调试示意图

第二是与硬件有关的设计内容要点

首先确定系统输入元件，例如按钮、限位开关、接近开关、传感器、信号变送器等。同时也要确定输出元件，例如继电器、电磁阀、接触器、指示灯等的规格和型号。根据设备的操作任务和操作方式，确定操作面板所需的元件，例如指示灯、数字显示装置、开关和按钮等。有的系统可能需要智能的操作面板，例如S7-1200西门子PLC配套的HMI人机交流界面其具有图形显示功能和触摸屏功能面板，或者文本显示器。确定PLC的输入和输出点。列出表格统计可编程控制器的输入信号和输出信号，并在表中表明各信号的意义和类型，例如数字是数字量还是模拟量，模拟信号的范围是多少等。确定PLC的型号和硬件设备。对于西门子PLC来讲要确定CPU模块的信号，扩展模块的型号和数量等，例如通信模块、电源模块、输入和输出口模块等的数量。给出各输入量输出量分配地址，梯形图中物理地址与PLC外部接线端子号是已知的，这一步是为绘制硬件接线图做好准备，同时也为梯形图的设计做好准备。画出PLC的外部硬件接线图，给输入量和输出量分配好地址后，画出PLC的外部硬件接线图，以及其它电气电路图和 接线图。同时也要画出操作站和控制柜的布置图和内部安装图。最后是建立符号表，符号表用来给存储器内的绝对地址命名，可对物理输入、输出信号和程序中用到的其它存储单元命名。建立符号表后，可以在程序中显示各绝对地址的符号名，这样有利于程序的设计和阅读。

工业机器人多功能工作站中所需要的S-1200PLC

第三是设计梯形图时的经验体会

设计梯形图时，首先要根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，绘制出程序流程图或者数字量控制系统的顺序功能图，所有这些是编写梯形图的依据，应该尽可能准确和详细。

三菱PLC梯形图

第四点是梯形图程序的模拟和调试注意事项和方法

一般先对梯形图程序作模拟调试，根据顺序功能图用小开关或者按钮来模拟PLC实际的输入信号。例如用这些小开关或者按钮发出操作指令，或者在适当的时候来模拟实际的反馈信号，例如限位开关触点的接通和断开。通过模块上各输出位对应的发光二极管，观察输出信号的变化是否满足设计的要求。调试顺序控制梯形图的主要任务是检查程序的运行是否符合顺序功能图的规定，也就是说，在某一转换实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有法后续步是否变为活动步。以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。在调试时，应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式，顺序功能图中的每一条支路，各种可能的进展线路，应该都检查一遍，不要遗漏。发现问题后，要及时修改程序，直到在各种可能的情况下输入信号和输出信号之间的关系完全符合要求。例如在调试时，程序中某些定时器或者计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将他们减小。等模拟调试结束后再写入他们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，可以设计、制作控制台或者控制柜，PLC之外的其它硬件的安装、接线工作也可以同时进行。

PLC、伺服驱动器、变频器组成的控制系统

第五点是现场调试

以上工作完成后，可以将PLC安装在控制现场，接入实际的输入信号和负载。在联机总调试过程中，将系统暴露出传感器、执行器以及接线等硬件方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图设计中的问题，尽可能在现场加以解决，直到完全符合要求。

第六点是编写技术文件

控制系统交付使用后，应根据调试的最终结果整理出完整的技术文件，有利于用户后面的保养、维护和维修。这些文件应该包括PLC的外部硬件接线图和其他电气图样、PLC的编程元件表，包括程序中使用的输入位、输出位、存储器位、定时器、计数器和顺序控制继电器等的地址、名称、功能、以及定时器、计数器的设定值等。同时还包括顺序功能图，带注释的梯形图和必要的总体文字说明等，这些要一并打包交给用户。

西门子S7-1200 PLC控制的松下伺服电机驱动器与步进电机驱动器

以上是在工作中总结的一些体会和经验，现在和各位分享一下，喜欢的话欢迎转载、讨论、关注！

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