電氣培訓(xùn)-軋輥磨床電氣培訓(xùn)

1、西門子840D及611驅(qū)動(dòng)（三）培訓(xùn)大綱： 軋輥數(shù)控系統(tǒng) 西門子部分8/28/2022本節(jié)內(nèi)容簡(jiǎn)介西門子840D及611驅(qū)動(dòng)（三）了解掌握840D和611伺服的基本組成，及其接口和狀態(tài)指示等的含義。學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)、總清的方法。了解PLC基本編程。一、西門子840D數(shù)控系統(tǒng)及其組成1、數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成8/28/2022SINUMERIK840D是由數(shù)控NCU，MMC , PLC模塊三部分組成，由于在集成系統(tǒng)時(shí)，總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動(dòng)和數(shù)控單元NCU并排放在一起，并用設(shè)備總線互相連接，因此在說(shuō)明時(shí)將二者劃歸一處。8/28/20222、 西門子840D數(shù)控系統(tǒng)組成2.1人機(jī)界面人

2、機(jī)交換界面負(fù)責(zé)NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示，它由： OP(Operation panel)操作單元 MMC（Man Machine Communication）或PCU 人機(jī)通訊 MCP(Machine Control Panel) 機(jī)床控制面板 手持單元（HT6)等組成。8/28/2022MMCPCU實(shí)際上就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，有自己獨(dú)立的CPU,還可以帶硬盤。 PCU20對(duì)應(yīng)于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)； PCU50、PCU70對(duì)應(yīng)于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件 是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI。 HMI有分為兩種：嵌入式HMI和高級(jí)H

3、MI。一般標(biāo)準(zhǔn)供貨時(shí)，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級(jí)HMIHMI 軟件界面2.1.1 人機(jī)通訊（MMC、PCU）MMC(Man Machine communication)最常用的MMC有兩種：MMC100.2和MMC103。其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤。 一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2，而為SINUMERIK840D配MMC103. PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前

4、有三種PCU模塊PCU20、PCU50、PCU70。2.1.2 OPOP單元一般包括一個(gè)顯示屏和一個(gè)NC鍵盤，PCU單元和NCU單元外觀及鏈接如下圖：8/28/20222.1.3 MCP(Machine control pannel) 機(jī)床控制面板 MCP是專門為數(shù)控機(jī)床而配置的，它也是OPI上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對(duì)810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定。8/28/20228/28/20222.2 NCU及驅(qū)動(dòng)單元NCU單元由NCU盒及NCU控制單元兩部分組成，NCU盒包含電池風(fēng)扇單元，直

5、流母線以及NCU控制單元的金屬支架。在NCU中風(fēng)扇單元的后備電池用于保持許多必須由電池作后備的SRAM數(shù)據(jù)和時(shí)鐘。電池的正常電壓為3.03.1V。容量950mAH裝在NCU上面的裝有電池/風(fēng)扇的小盒可以在系統(tǒng)斷電后更換，內(nèi)部數(shù)據(jù)可以被電容保存15min。 2.2.1 NCU控制單元SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Control unit）單元：中央控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機(jī)床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個(gè)COM CPU板. 一個(gè)PLC CPU板和一個(gè)DRIVE板組成.8/28/2022相對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖NCU的接口介紹X101: OPI總線接

6、口。其傳輸波特率為1.5MB?？蛇B接MMC，MCP，HHU（手持終端）等。X102: PROFBUS總線或其他接口通訊，波特率為1.5MB，可接ET200/M153等PLC通訊模塊X111: P總線或K總線，通過(guò)IM361通訊模塊連接外部I/O模塊。X112: 保留接口。X121： I/O設(shè)置口?？蓴U(kuò)展連接手輪，防形測(cè)頭，4個(gè)快速I/O口。X122： MPI總線接口。其傳輸波特率為187.5KB?？蛇B接PG等。X130A： 驅(qū)動(dòng)總線接口。X130B：數(shù)字模塊接口，可連接數(shù)字測(cè)量模塊。X172： 設(shè)備總線接口X173： PCMCIA卡插槽NCU上的S開關(guān)S1復(fù)位開關(guān) 觸發(fā)硬件復(fù)位， NCU（NC

7、K、PLC）單元和驅(qū)動(dòng)復(fù)位后完整重啟。8/28/2022NCK啟動(dòng)開關(guān)（S3)0：正常模式。系統(tǒng)使用設(shè)定的數(shù)據(jù)啟動(dòng)1：用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床數(shù)據(jù)引導(dǎo)。2：軟件升級(jí)。37 保留PLC啟動(dòng)開關(guān)（S4)0：PLC運(yùn)行。允許編輯PLC程序。1：PLC運(yùn)行。2：PLC停止。3：MRES，模塊復(fù)位。NCU狀態(tài)指示燈NCU裝置上的7段數(shù)碼管顯示，在數(shù)控系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)正常時(shí)顯示“6”左側(cè)的LED燈為NCK的狀態(tài)信息。右側(cè)為內(nèi)置PLC的狀態(tài)信息。當(dāng)NCK正常時(shí)，“+5V”和PLC的綠色“PR”運(yùn)行燈亮。NCK的LED燈： +5V： 綠色 供電電源正常時(shí)燈亮 NF： 紅色 斜坡監(jiān)控 CF： 紅色 COM口通訊監(jiān)控 CB：

8、黃色 NCK通過(guò)OPI進(jìn)行通訊 CP： 黃色 NCK通過(guò)PLCMPI進(jìn)行通訊PLC的LED燈： PR： 綠色 PLC運(yùn)行狀態(tài) PS： 紅色 PLC停止 PF： 紅色 PLC故障 PFO： 黃色 PLC強(qiáng)制狀態(tài)8/28/20223 611伺服驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介Siemens SimoDrive 611伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制信號(hào)的不同，包括模擬伺服611 A、數(shù)字伺服611D和通用型伺服611U。611系列都屬于模塊化結(jié)構(gòu)，由電源模塊、控制模塊和功率模塊等模塊組成。8/28/2022電 源 模 塊功 率 模 塊控 制 模 塊3.1 611伺服驅(qū)動(dòng)的三個(gè)模塊電源模塊是提供驅(qū)動(dòng)和數(shù)控系統(tǒng)的電源，包括維持系統(tǒng)正常工作

9、的弱電和供給功率模塊用的600VDC直流電壓伺服控制模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服軸的速度環(huán)和電流環(huán)的閉環(huán)控制的控制。其受控于CNC等控制器的控制信號(hào)，并接受來(lái)自于編碼器或光柵尺的反饋信號(hào)，進(jìn)行閉環(huán)的調(diào)節(jié)。伺服功率模塊主要為伺服電動(dòng)機(jī)提供頻率和電壓可變的交流電源。8/28/20223.2 電源模塊西門子SINUMERIK840D系統(tǒng)在機(jī)床結(jié)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動(dòng)和1FT6/1FK7/1PH7電機(jī)組成。配置的驅(qū)動(dòng)一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動(dòng)模塊。8/28/2022380VAC電源接入電源饋入模塊 3.2 電源模塊1）電源模塊的接口功能電源模塊上有各

10、種接口端子、DIP開關(guān)以及狀態(tài)指示等，正確理解和應(yīng)用這些端子、開關(guān)和指示燈，是保證電源模塊正?？煽窟\(yùn)行的關(guān)鍵，也是排除電源模塊故障的關(guān)鍵。8/28/20228/28/2022電源模塊與驅(qū)動(dòng)模塊的連接8/28/2022注意：必須在直流母線放電后才能接觸母線。母線必須連接牢固 3.2 611伺服驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介Siemens SimoDrive 611伺服驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制信號(hào)的不同，包括模擬伺服611 A、數(shù)字伺服611D和通用型伺服611U。611系列都屬于模塊化結(jié)構(gòu)，由電源模塊、控制模塊和功率模塊等模塊組成。8/28/2022電 源 模 塊功 率 模 塊控 制 模 塊3.2 數(shù)字611D驅(qū)動(dòng)模塊611D

11、數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊有單軸模塊和雙軸模塊。驅(qū)動(dòng)模塊分為功率單元和數(shù)字控制單元，通過(guò)設(shè)備總線與驅(qū)動(dòng)總線連接到系統(tǒng)。由于611D數(shù)字控制單元結(jié)合840D系統(tǒng)才能發(fā)揮作用，所以611D的控制參數(shù)要通過(guò)840D數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定。驅(qū)動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖如下：8/28/2022611D 控制單元611D控制模塊的接口8/28/20223.3 611U驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)和工作原理611U伺服驅(qū)動(dòng)器主要用在倍?？刂葡到y(tǒng)中 控制模塊用于單或雙軸功率模塊伺服坐標(biāo)軸、伺服主軸或普通感應(yīng)電機(jī)主軸主軸和進(jìn)給軸可以在同一個(gè)控制模塊上附加的 TTL 編碼器用于主軸可為外部主軸驅(qū)動(dòng)器提供 +/-10V 接口利用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制 驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試借助

12、于 SimoComU 非常容易3.3.1 611U伺服模塊的接口3.3.2 611U與611D區(qū)別8/28/2022611D 控 制 模 塊611U 控 制 模 塊報(bào)警及參數(shù)操作顯示單元3.3.3 611U的報(bào)警3.3.4 611U伺服調(diào)試工具 SimoCom U611U驅(qū)動(dòng)器的基本參數(shù)配置4、PLC 模塊SINUMERIK810D/840D系統(tǒng)的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊，在同一條導(dǎo)軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），接口模塊（Interface Module）. 信號(hào)模塊（Signal Module）。PLC的CPU與NC的CPU是

13、集成在NCU中的。電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。接口模塊（IM）是用于級(jí)之間互連的。信號(hào)模塊（SM）使用與機(jī)床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種8/28/20228/28/2022電源模塊和接口模塊（通訊模塊）8/28/2022輸出信號(hào)模塊8/28/2022輸入信號(hào)模塊5、系統(tǒng)硬件連接8/28/20226、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)6.1 NC 和PLC總清NC總清步驟： （1） 將NC啟動(dòng)開關(guān)S3“1”； （2）啟動(dòng)NC，如NC已啟動(dòng),可按一下復(fù)位按鈕S1； （3）待NC啟動(dòng)成功，七段數(shù)碼管顯示“6”，將S3“0”；NC總清執(zhí)行完成。NC總清后，SRAM內(nèi)存中的內(nèi)

14、容被完全清掉，所有機(jī)床數(shù)據(jù)（MachineData)被預(yù)置為缺省值。PLC總清：8/28/20226.2 數(shù)據(jù)備份8/28/2022在日常工作中為了防止系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失，需適當(dāng)?shù)貙?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，840D的數(shù)據(jù)分為三種： NCK數(shù)據(jù) PLC數(shù)據(jù) MMC數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)的步驟：（1）按 （menu）鍵或連接PG 按F10鍵，進(jìn)入主菜單（2） 在主菜單中選擇“Service”軟鍵（3）按擴(kuò)展鍵“” 選擇“Series Start-up” 選擇相關(guān)存檔內(nèi)容NC、PLC、MMC并定義存檔名稱。（一般備份NCPLC即可）（4）從垂直菜單中選擇“Archive”作為存儲(chǔ)目標(biāo)（5）按“Start”（垂直菜單）啟動(dòng)備

15、份直至完成。數(shù)據(jù)恢復(fù)的操作步驟：（1） 同樣進(jìn)入主菜單選擇“Service”軟鍵（2）按擴(kuò)展鍵“” 選擇“Series Start-up” （3）“Read Start-up Archive”（垂直菜單）（4）找到存檔文件，并選中OK（5）“Start”（垂直菜單）直至數(shù)據(jù)恢復(fù)完成。8/28/2022數(shù)據(jù)備份和 恢復(fù)，HMI操作界面7、PLC 基本編程7.1 編程語(yǔ)言STEP 7是S7-300/400系列PLC應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件包，所支持的PLC編程語(yǔ)言非常豐富。該軟件的標(biāo)準(zhǔn)版支持STL（語(yǔ)句表）、LAD（梯形圖）及FBD（功能塊圖）3種基本編程語(yǔ)言，并且在STEP 7中可以相互轉(zhuǎn)換。專業(yè)版附加對(duì)GRAPH（順序功能圖）、SCL（結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言）、HiGraph（圖形編程語(yǔ)言）、CFC（連續(xù)功能圖）等編程語(yǔ)言的支持。不同的編程語(yǔ)言可供不同知識(shí)背景的人員采用。STL（語(yǔ)句表）是一種類似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言的一種文本編程語(yǔ)言，由多條語(yǔ)句組成一個(gè)程序段。8/28/20