7.2 功能说明

“特殊文件寄存器”有输入型和输出型。表征NC工作状态的“特殊文件寄存器”称为“输入型特殊文件寄存器”。

按照使用习惯，本章介绍“输入型特殊文件寄存器”的功能和使用方法。

功能说明：本寄存器存放在自动模式和手动模式下发出的S指令数值（由控制器以二进制数据输出）。在加工程序中发出的S指令数据，首先存放在R28，R29中，当PLC程序中FIN=ON后（Y226—E60），S指令数据又被存放在R8、R9中，用此寄存器数据可监视主轴S指令数据。

功能说明：本寄存器存放的数据是主轴的实际转速数值。主轴的速度虽然由S指令指定，但最终实际速度必须经过“主轴调速倍率”，“主轴齿轮选择”，“主轴停止”，“主轴换挡”，“主轴定位”各操作条件的调节。

使用说明：本寄存器存放的数据是主轴的实际转速数值，这是已经计算了“主轴调速倍率”，“主轴齿轮选择”，“主轴停止”，“主轴换挡”，“主轴定位”各运行条件后的实际“主轴速度值”。本寄存器数据专门用于“主轴实际转速”的监视。

主轴速度有4种：

1）由S指令直接发出的速度；由R8，R9进行检测；

2）对S指令进行处理过（主轴调速倍率，挡位等）主轴速度。由R10进行检测；

3）（经过机械变速后）由主轴同期编码器检测到的速度；（R18，R19）；

4）从PLC程序发出的主轴速度（R108，R109）。

主轴速度数据处理流程如图7-1所示。

1）在加工程序中发出S指令，如图中的S100，S150；

2）控制器立即发出选通信号SF1—X234，并把S指令值送入R28，R29；

3）在PLC程序处理并发出FIN信号后，S指令的数据被存放进R8，R9。用此数据做主轴速度监视数据；

4）如果从PLC程序中向R108，R109输入数据，该数据优先作为主轴速度指令；

5）R28，R29（R108，R109）中的数据再经过“主轴调速倍率”，“主轴齿轮选择”，“主轴停止”，“主轴换挡”，“主轴定位”各操作条件的处理，根据参数#3024的规定将最终数据送入主轴驱动器，或送入变频器（R100—模拟信号）。同时，也将最终数据送入R10中。R10中的数据可以用作监视。

图7-1 主轴速度数据处理流程

功能说明：本寄存器存储的是操作者对键盘的操作动作（代码），即每一按键被按下时，“按键对应的代码”被存储在本寄存器中，可以利用本寄存器数据监视键盘的操作。也可用于密码设置。参看“R112”

功能说明：当系统使用的主轴有机械变速，需要用“编码器”来检测其“实际主轴转速”时，由编码器反馈的实际速度值存储在R18，R19中（是指由“同期编码器”检测的主轴速度）。

使用说明：主轴的真实速度是由编码器的反馈信号确定的。其数据被乘1000，然后存储在本寄存器中。

功能说明：本寄存器存放的是“同一行加工程序”中第1位置M指令的指令数据。如果在“同一行加工程序”发出M5，M8，M9，M10指令则R20=H5。R20内数据为BCD码。

M指令是最常用的功能。

功能说明：本寄存器存放的是“同一行加工程序”中第2位置M指令的指令数据。如果在“同一行加工程序”发出M5，M8，M9，M10指令，则R22=H8。R22内数据为BCD码。

功能说明：本寄存器存放的是“同一行加工程序”中第3位置M指令的指令数据。如果在“同一行加工程序”发出M5，M8，M9，M10指令，则R24=H9。R24内数据为BCD码。

功能说明：本寄存器存放的是“同一行加工程序”中第4位置M指令的指令数据。如果在“同一行加工程序”发出M5，M8，M9，M10指令，则R26=H10。R26内数据为BCD码。

功能说明：本寄存器是用于存放主轴转速S指令具体数据的寄存器。如果在自动或手动状态下发出S3500指令，则R28=3500.注意R28内是二进制数据。这与M代码，T代码，B代码不同。

使用说明：在一个加工单节内只能发出1个S指令。

在M70系统中，S指令1数据寄存器=R512，R513；

S指令2数据寄存器=R514，R515；

S指令3数据寄存器=R516，R517；

S指令4数据寄存器=R518，R519。

因为M70一个系统内可以使用4个主轴，所以必须区分各个主轴的S指令。参看主轴规格。

功能说明：本寄存器是用于存放选刀指令T的具体数据的寄存器。如果在自动或手动状态下发出T20指令，则R36=H20。注意R36内是BCD码。必须转成BIN码才可在PLC程序内运算。

使用说明：

在E60系统中，在一个加工单节内只能发出1个T指令。

在M70系统中，

T指令1数据寄存器=R536，R537；

T指令2数据寄存器=R538，R539；

T指令3数据寄存器=R540，R541；

T指令4数据寄存器=R542，R543。

在一个加工单节内可以发出4个T指令，在不同位置（1～4）上的T指令数据由对应的寄存器存放。指令的位置如图7-2所示。

图7-2 T指令的位置

功能说明：本寄存器是控制器内部用于存放第2辅助功能B的具体数据的寄存器（第2功能代号用参数#1170设置）。

如果在自动或手动状态下发出B20指令，则R44=H20。注意R44内是BCD码。必须转成BIN码才可在PLC程序内运算。

使用说明：在M70系统中，

B指令1数据寄存器=R544，R545；

B指令2数据寄存器=R546，R547；

B指令3数据寄存器=R548，R549；

B指令4数据寄存器=R550，R551；

其用法与M指令相同。

功能说明：在负载监视操作时，可以监视到某一轴发生“警告”（WARMING。发生“警告”的“轴号”存放在本寄存器）是比较轻微的故障。

功能说明：在负载监视操作时，可以监视到某一轴发生“报警（ALARM）”。发生报警的轴号存放在本寄存器。

“报警（ALARM）”是比“警告”（WARMING）严重的故障。

功能说明：在教学和监视操作中，如果有错误发生，其报警信息存放在本寄存器内。寄存器的bit0～bitA对应不同的“错误报警信息”。

功能说明：在自动状态下，如果NC没有报警发生但表面上看起来也不运行，这是系统处于“待机状态”。系统处于“待机状态”的相关信息存放在本寄存器内。其定义如下（见图7-3）：

图7-3 NC待机的原因

bit0——M、S、T、B指令未执行完毕（系统还处于M、S、T、B指令执行过程中）。

bit1——快进的减速检查中（系统还处于快进的减速检查执行过程中）。

bit2——切削进给减速检查中。

bit3——等待主轴回原点（ORIENTATION）（系统处于检查主轴回原点是否完成过程中）。

bit4——等待主轴定位（POSITION LOOP）完成。

bit7——门已打开。

bit8——IN EXECUTING DWELL（在暂停状态）。

bitB——等待“非限制信号”（WAITING FOR UNCLAMP SIGNAL）。

功能说明：在绝对值检测系统中，执行回零操作的各轴状态信息存放在本寄存器中；

使用说明：如图7-4所示，本寄存器每bit对应各轴的回零操作状态。

在执行绝对值回零操作的画面中，如果设定了第N轴的参数#0=1（进入回零状态），则本寄存器对应位的bit=1。同时第N轴的硬极限和软极限无效。

图7-4 各轴回零操作状态

功能说明：如图7-5所示，在绝对值检测系统中，未执行零点设定以及绝对位置信息丢失的各轴状态信息存放在本寄存器中；

使用说明：本寄存器的各位bit=1，表示对应的轴未执行零点设定或绝对位置信息丢失。

图7-5 未完成回零操作的轴信息

功能说明：本寄存器记录的数据是当前显示屏幕的代码，如图7-6所示。某些特殊的用途（用户PLC程序）需要知道显示器当前显示的屏幕是那一屏，以便做出相应的控制。例如屏蔽某一画面。

使用说明：当前屏幕处于第几级菜单的第几画面，可以由R64、R65中的数据信息表示。由用户PLC程序可以监视当前显示画面，也可以屏蔽某些画面。

图7-6 屏幕代码

功能说明：本寄存器的各位bit对应引起NC急停的各种原因，如图7-7所示。在PLC程序中可以监视本寄存器以查看急停原因。

图7-7 急停原因

使用说明：本寄存器各位bit=0，NC出现引起急停的“对应故障”。

功能说明：如图7-8所示，本寄存器显示连接在“控制器”上（而不是基本I/O）的远程I/O模块的连接状态。

使用说明：

1）本寄存器的各bit对应各远程I/O的旋转开关设定的站号；

2）各远程I/O的可占用的站号如下图所示；

3）本寄存器的各bit=1，对应各远程I/O已经连接完成。

图7-8 远程I/O模块的连接状态

功能说明：本接口对应用户宏程序变量#1032。由用户PLC程序向R72，R73设定数据，其对应的就是用户宏程序中的变量#1032。注意这是从PLC程序一侧设定宏程序变量。与从宏程序一侧设定变量值通知PLC程序是相反的过程。例如换刀前对“刀号相同”的判断，就是从PLC程序一侧设定宏程序中的变量。

使用说明：本接口与宏程序变量的对应关系如图7-9所示。

图7-9 PLC接口对应的宏程序变量

实际编制PLC程序时，通过向本寄存器送入不同的数值，宏程序中的变量#1032就对应为不同的数值，从而可以进行不同的计算和判断。

功能说明：本接口对应用户宏程序变量#1033。由PLC程序向R74，R75设定数据，而其对应的就是用户宏程序中的变量#1033。

使用说明：如图7-10所示在PLC程序中设定R6438=1000（M70系统），则用户宏程序中的#1033变量=1000。

图7-10 PLC程序与其对应的宏程序变量

功能说明：本接口对应用户宏程序变量#1034。由PLC程序向R76，R76设定数据，而其对应的就是用户宏程序中的变量#1034。

功能说明：本接口对应用户宏程序变量#1035。由PLC程序向R78，R79设定数据，而其对应的就是用户宏程序中的变量#1035。

功能说明：类同于本书第5章中的“序号24”R180接口。当接在“控制器”一侧的远程I/O站大于3时，其输入信号进入R80～R83，由R80～R83分配地址。

功能说明：在绝对值检测系统中，当某控制轴已经进入“参考点近距区域”时，该轴的信息存放在本寄存器中，“参考点近距区域”的范围大小由参数#2057，#2058确定，如图7-11所示。

图7-11 进入参考点近距区域的各轴信息

功能说明：本寄存器存放的是“控制器温度”，用摄氏温度表示。

功能说明：本寄存器存放当前时钟数据，如图7-12所示。

使用说明：

1）时钟数据以在“累计时间”画面设定的时间为基准；

2）在R11～R13中的数据是二进制数据；

3）以24小时为计时基准。

图7-12 时钟数据

功能说明：

1）在加工参数#8001设定用做工件计数的M指令代码（该M指令通常在加工程序的最后，表示工件加工完毕。每出现一次，表示一个工件加工完毕。通常用M30）；

2）在加工参数#8002设定“初始加工工件数”；

3）在加工参数#8003设定“最大加工工件数”；

4）在R2896，R2897中输出的是“当前加工工件数”；

5）在R2898，R2899中输出的是“最大加工工件数”。

功能说明：以PLC设定单位输出“第N轴机械坐标系位置”。

R4500，R4501——第1轴机械坐标系位置；

R4504，R4505——第2轴机械坐标系位置；

R4508，R4509——第3轴机械坐标系位置；

R4512，R4513——第4轴机械坐标系位置；

R4516，R4517——第5轴机械坐标系位置；

R4520，R4521——第6轴机械坐标系位置；

R4524，R4525——第7轴机械坐标系位置；

R4528，R4529——第8轴机械坐标系位置。

功能说明：以PLC设定单位输出“第N轴电动机反馈位置”。

R4628，R4629——第1轴电动机反馈位置；

R4632，R4633——第2轴电动机反馈位置；

R4636，R4637——第3轴电动机反馈位置；

R4640，R4641——第4轴电动机反馈位置；

R4644，R4645——第5轴电动机反馈位置；

R4648，R4649——第6轴电动机反馈位置；

R4652，R4653——第7轴电动机反馈位置；

R4656，R4657——第8轴电动机反馈位置。

功能说明：以指令单位输出“第N轴伺服偏差量”。

R4756，R4757——第1轴伺服偏差量；

R4758，R4759——第2轴伺服偏差量；

R4760，R4761——第3轴伺服偏差量；

R4762，R4763——第4轴伺服偏差量；

R4764，R4765——第5轴伺服偏差量；

R4766，R4767——第6轴伺服偏差量；

R4768，R4769——第7轴伺服偏差量；

R4770，R4771——第8轴伺服偏差量。

功能说明：以r/min为单位输出第N轴电动机转速。

R4820，R4821——第1轴电动机转速；

R4822，R4823——第2轴电动机转速；

R4824，R4825——第3轴电动机转速；

R4826，R4827——第4轴电动机转速；

R4828，R4829——第5轴电动机转速；

R4830，R4831——第6轴电动机转速；

R4832，R4833——第7轴电动机转速；

R4834，R4835——第8轴电动机转速。

功能说明：以额定电流为基准显示第N轴电动机负载电流。

R4884，R4885——第1轴电动机负载电流；

R4886，R4887——第2轴电动机负载电流；

R4888，R4889——第3轴电动机负载电流；

R4890，R4891——第4轴电动机负载电流；

R4892，R4893——第5轴电动机负载电流；

R4894，R4895——第6轴电动机负载电流；

R4896，R4897——第7轴电动机负载电流；

R4898，R4899——第8轴电动机负载电流。

功能说明：以PLC设定单位输出第N轴跳跃坐标位置。

R4948，R4949——第1轴跳跃坐标位置；

R4952，R4953——第2轴跳跃坐标位置；

R4956，R4957——第3轴跳跃坐标位置；

R4960，R4961——第4轴跳跃坐标位置；

R4964，R4965——第5轴跳跃坐标位置；

R4968，R4969——第6轴跳跃坐标位置；

R4972，R4973——第7轴跳跃坐标位置；

R4976，R4977——第8轴跳跃坐标位置。

功能说明：在同期控制时，输出基准轴/同期轴同期误差量。

使用说明：各轴的同期误差量对应的寄存器如图7-13所示：

图7-13 各轴同期误差量对应的寄存器

功能说明：输出在RIO1，RIO2连接通道上的各RIO站连接状态，如图7-14所示。

使用说明：

1）本寄存器的bit0～bit7表示RIO2连接通道中各I/O站连接状态

各bit=1——已连接；各bit=0——未连接；

2）本寄存器的bit8～bitF表示RIO1连接通道中各I/O站连接状态

各bit=1——已连接；各bit=0——未连接。

图7-14 RIO站连接状态

功能说明：功能说明：输出在RIO3连接通道上的各RIO站连接状态。

使用说明：本寄存器的bit8～bitF表示RIO3连接通道中的各RIO站连接状态。如图7-15所示，各bit=1——已连接；各bit=0——未连接。

图7-15 RIO3通道各RIO站连接状态

僧一行（1955年，邮电部发行纪33《中国古代科学家》邮票）

僧一行（公元683-727）。中国古代天文学家。唐朝时制定《大衍历》，为当时最精密的历法。在中国数学史上也有极大贡献。其“大衍法”就是数学上的“不定分析”

第8章 实用PLC程序结构

数控系统的实用PLC程序（本章编制的各PLC程序均基于三菱M70数控系统）至少可以分为8个部分，以下分别予以叙述。