程序基本格式：规范编写程序的格式

1.程序结构

PMC用户程序是编程指令的集合，编程指令的组织、管理和处理方式，称为PMC的程序结构。PMC的程序结构决定于PMC操作系统的设计，不同生产厂家的产品有所不同，线性结构和分块结构是两种常用的程序结构。

线性结构的全部程序指令都集中在一个程序块中，程序处理时严格按照从上至下的次序执行所有指令，这是小型通用PLC、CNC集成PMC常用的结构。

分块结构的程序由多个程序块组成，执行程序时可以根据外部条件和控制要求，由负责管理的主程序，选择实际需要执行的程序块，它多用于动作复杂、程序容量大的大、中型通用PLC。

线性结构的程序又有普通结构和分时管理两种类型。普通结构的线性程序最简单，其程序指令为依次排列，如果编程时没有特定的处理次序要求，程序段在程序中可任意排列，这种程序的处理可通过母线指令、跳转指令控制流程，程序的循环扫描时间固定。

分时管理的线性程序如图3-3所示，程序可分为高速扫描、普通扫描两部分。高速扫描程序的扫描时间固定，CPU必须在规定的时间里，完成程序的输入采样、程序处理和输出刷新，因此，其输入采样、输出刷新的速度大大高于正常的程序处理。

图3-3 分时管理程序

高速扫描程序一般用于高速输入（如急停、回参考点减速、刀具测量等）、高速计数、程序中断等控制，其循环时间决定于PMC生产厂家的设计，因此，对于同样的PMC，在不同机床上具有相同的循环时间。为了保证普通扫描程序的循环时间，高速扫描程序应尽可能简短。

普通扫描程序按正常速度处理，但是，在程序处理过程中，如到达了高速扫描程序规定的时间，CPU必须立即中断现行普通扫描程序的处理、保存处理结果，并立即转入高速程序的处理。当高速扫描程序处理完成后，CPU再次从中断的位置，继续执行普通程序。以上过程在普通扫描程序处理过程中，通常需要重复多次。普通扫描程序的循环扫描时间与本身的程序长度、高速扫描程序的长度等有关，即使对于同样的PMC，它在不同机床上的循环扫描时间均不同。

FANUC数控系统的集成PMC均采用了分时管理线性化结构，在0iD-PMC/L中，程序可分为一个高速扫描级（SUB1）和一个普通扫描级（SUB2）；在0iD-PMC和30/31/32i中，可分为两个高速扫描级（SUB1、SUB2）和一个普通扫描级（SUB3）。0iD的高速扫描程序循环时间为8ms；30/31/32i的PMC高速扫描程序循环时间为4ms。

2.指令格式

所有PMC程序指令总是由如下操作码、操作数组成：

操作码又称指令代码，它用来定义CPU需要执行的操作；操作数又称地址，它用来定义操作对象。通俗地说，操作码告诉CPU需要做什么，而操作数则告诉CPU由谁来做。

FANUC的PMC指令代码可分基本指令和功能指令两类；采用梯形图编程时，前者可用触点、线圈、连线等基本符号表示；后者需要用功能指令框表示。不同指令代码对操作数的要求有所不同，基本指令一般只要有一个操作数；功能指令有时需要多个操作数，具体可参见后面的说明。

指令中的操作数（PMC地址）可采用绝对地址（Memory address）和符号地址（Symbol address）两种表示方式。

绝对地址是编程元件的实际存储器地址，每一编程元件都有唯一的绝对地址，例如，X1.5代表PMC输入存储器第1字节的第5位等。存储器所使用的地址符（英文字母）在不同公司生产的产品上有所不同，如FANUC以X代表输入存储器、Y代表输出存储器、R代表内部寄存器等。此外，PMC程序中可以使用的地址范围还与CNC的性能有关，具体可参见后面的说明。

符号地址是用英文字母或字符表示的编程元件地址，它可为PMC程序编辑、阅读提供方便，但不能取代绝对地址。符号地址和绝对地址可如图3-4所示，在PMC程序中混用。

符号地址由符号（Symbol）和注释（Comment）两部分组成。“符号”是编程元件的助记符，它可直接替代绝对地址在PMC程序上显示。例如，在图3-4上，当内部继电器R0501.0（绝对地址）被定义为符号“ZRN”时，在PMC程序显示时，将直接用ZRN来替代绝对地址R0501.0。如对输出线圈定义了符号地址，则其触点与线圈将同时用“符号”来替代绝对地址，例如，在图3-4中，内部继电器R0501.3（绝对地址）的线圈被定义为符号“RST 2”时，其触点和线圈都显示为“RST 2”等。

“注释”是编程元件的简要说明，其字符数比“符号”更多。在梯形图上，触点的注释可显示在触点下方；线圈的注释显示在输出线圈的右侧；输出元件只需要对线圈进行注释，触点注释可自动显示。例如，图3-4的内部继电器R0501.0的注释为“ZERO RETURN”，内部继电器R0501.3的线圈注释为“RESET 2”等。

符号地址、注释需要编制注释文件（符号表）。在不同数控系统中，可以使用的符号地址数量、长度（最大字符数）有所不同。在大多数FANUC系统上，PMC可使用的符号地址数量为1KB，符号地址的基本长度为16字符；注释的基本长度为30字符。

图3-4 符号地址的使用

3.梯形图符号

FANUC的PMC基本编程语言为梯形图，程序中常用的编程元件符号如表3-4所示。

表3-4 编程元件的常用符号表(www.xing528.com)

4.地址范围

PMC程序中所使用的输入、输出、内部继电器、数据寄存器、定时器、计数器等通称编程元件。在数控系统上，PMC作为机床辅助控制器，不但需要控制机床的辅助动作，而且还需要协调机床和CNC工作，因此，PMC程序设计时既要处理机床侧的输入/输出信号，也要处理CNC侧的内部控制信号。

以常用的FS-0iD为例，PMC程序设计时需要处理的输入/输出信号及地址范围如图3-5所示；由于PMC性能有所区别，0iD-PMC/L和0iD-PMC可以使用的编程元件数量有所不同，其地址范围也有表3-5所示的区别。

图3-5 FS-0iD的输入/输出信号

表3-5 PMC编程地址范围表

表中的输入、输出、内部继电器、数据寄存器、控制继电器、信息显示请求位等编程元件都能以二进制位信号的形式使用，地址中的每一字节实际上都代表了8位二进制信号的状态，如X0代表输入信号X0.0～X0.7等。此外，PMC程序中实际可使用的地址，还与CNC的I/O性能有关，如FS-0iMateD允许连接的最大I/O点数为256/256点，因此，来自机床侧的最大输入/输出点数不能超过32/32字节，实际可以使用的地址为X0～X31/Y0～Y31；而FS-0iD允许连接的最大I/O点数为1024/1024点，因此，来自机床侧的最大输入/输出点数可以达到128/128字节，实际可以使用的地址为X0～X127/Y0～Y127等。

5.特殊内部继电器

特殊内部继电器又称系统内部继电器，这是由内部系统管理程序生成的特殊状态信号，在用户PMC程序中可使用其触点，但不能对线圈进行输出。正确使用特殊内部继电器，可以起到简化编程的目的。PMC程序中常用的特殊内部继电器如下。

（1）系统定时器

特殊内部继电器R9091为PMC系统定时寄存器，寄存器位所代表的意义如下。

R9091.0：恒“0”状态。

R9091.1：恒“1”状态。

R9091.5：周期200ms的脉冲信号，“1”状态时间104ms、“0”状态时间96ms。

R9091.6：周期1s的脉冲信号，“1”状态时间504ms、“0”状态时间496ms。

（2）比较结果寄存器

特殊内部继电器R9000为比较指令处理结果或算术运算状态，寄存器以下二进制位为“1”所代表的意义如下。

R9000.0：执行比较指令（功能指令COMP或COMPB）时，代表输入数据和基准数据相等；执行算术运算指令时，代表运算结果为“0”。

R9000.1：执行比较指令（功能指令COMP或COMPB）时，代表输入数据小于基准数据；执行算术运算指令时，代表算术运算结果为“负”。

R9000.5：算术运算溢出。

当PMC中执行文本数据输入（EXIN）、窗口数据读入（WINDR）、窗口数据写出（WINDW）时，R9000.0用来指示指令执行的错误状态。

（3）运算结果寄存器

特殊内部继电器R9002～R9005为算术运算指令的结果输出，例如，当PMC中执行二进制除法运算指令（DIVB）时，特殊内部继电器R9002～R9005用于存储除法运算的余数等。