1、項(xiàng)目五 西門子數(shù)控系統(tǒng),主編 張愛紅,（2007版）,單元一 西門子數(shù)控系統(tǒng)概述 單元二 數(shù)控系統(tǒng)的部件連接 單元三 西門子PLC應(yīng)用編程 單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì) 單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定 單元六 西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù),項(xiàng)目五 西門子數(shù)控系統(tǒng),項(xiàng)目五 西門子數(shù)控系統(tǒng)- 組成,單元一 西門子數(shù)控系統(tǒng)概述,e,e,Apr.97Apr.03,May 03Oct.03,價(jià)格,性能,SINUMERIK 802 S base line SINUMERIK 802 C base line,單元一 西門子數(shù)控系統(tǒng)概述,sinumerik 802d base line,單元一 西門子數(shù)控系統(tǒng)概述,SINUME

2、RIK 810D,PCU 20,主軸電機(jī),I/O,+,饋入 / 再生模塊,軸擴(kuò)展模塊,機(jī)床控制面板 ,OP.,鍵盤,植入式 HMI,電源部分,NC（數(shù)字控制）+PLC（可編程邏輯控制）+ 驅(qū)動(dòng)器,可以提供多種HMI 版本,電源部分,單元一 西門子數(shù)控系統(tǒng)概述,主軸電機(jī),I/O,I/R,機(jī)床控制面板 ,OP.,鍵盤,Windows NT,伺服電機(jī),NC+PLC,驅(qū)動(dòng),可以提供多種HMI 版本,PCU50,+,+,+,電源部分,SINUMERIK 840D,單元一 西門子數(shù)控系統(tǒng)概述,伺服電機(jī),380 VAC,24V直流電源 SITOP/ PS307,濾波器,電抗器,機(jī)床電器部件,手輪,變壓器,2

3、20 VAC,24 VDC,RS232隔離器,24 VDC,24VDC,鍵盤,機(jī)床控制面板,主開關(guān),220 VAC,24 VDC,電源模塊,功率模塊,24 VDC,功率模塊,功率模塊,控制模塊,總線模塊,控制模塊,控制模塊,伺服電機(jī),伺服電機(jī),220VAC,單元二 西門子部件連接 - 總連接圖,單元二 西門子部件連接 - 系統(tǒng)控制及顯示單元,系統(tǒng)與顯示單元合為一體, 此單元有一塊486工控機(jī)作主控CPU,負(fù)責(zé)數(shù)控運(yùn)算、界面管理、PLC邏輯運(yùn)算等。其顯示單元為10.4吋真彩液晶顯示屏（OP），與鍵盤輸入單元組成人機(jī)界面。 與系統(tǒng)其他單元間的通訊采用 PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線，另有2個(gè)RS232

4、接口與外界通訊。,單元二 西門子部件連接 PP單元,最大144點(diǎn)輸入，96點(diǎn)輸出。由 PROFIBUS 完成與PCU的通訊。,單元二 西門子部件連接 - PROFIBUS 總線單元,由PROFIBUS子模塊、各單元上相應(yīng)的PROFIBUS接口以及PROFIBUS總線電纜組成。 PROFIBUS 總線連接時(shí)要求各接點(diǎn)進(jìn)出方向正確，兩根線不交叉且連接可靠，屏蔽接牢。 各接點(diǎn)插頭上的設(shè)置開關(guān)嚴(yán)格遵循終端為“ON”，中間為“OFF”的原則。,單元二 西門子部件連接 SIMODIVE 611U,SIMODIVE 611U 數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)單元（伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試軟 件安裝） ：由電源模塊、功率模塊、611U控制

5、模塊組成。 其中電源模塊負(fù)責(zé)將380V交流電轉(zhuǎn)換成600V直流母線電壓。,電源饋入模塊 功率模塊,單元二 西門子部件連接 - 驅(qū)動(dòng)電源模塊,單元二 西門子部件連接 - 伺服電機(jī),通常有1FK6/1FK7/1FT6/1PH7 等電機(jī)組成。,單元二 西門子部件連接 連接圖,數(shù)控系統(tǒng)采用24V直流供電，要選擇好直流穩(wěn)壓電源的容量。 數(shù)控系統(tǒng)中需要直流24V供電部件有：數(shù)控系統(tǒng)和鍵盤、機(jī) 床控制面板、數(shù)字輸入輸出模塊等。 盡可能采用單獨(dú)的24V DC電源為數(shù)字輸出外部供電。,單元二 西門子部件連接 數(shù)控系統(tǒng)的供電,24 VDC,主開關(guān),電網(wǎng)濾波器 (選件),電抗器（根據(jù)電源模塊的功率選配）,380 V

6、AC,與主軸停止同步,0 V,連接到PLC輸入端,連接到PLC輸出端,0 V,（電源饋入模塊）,單元二 西門子部件連接 電源饋入模塊,單元二 西門子部件連接 功率、控制模塊,Q0.A和Q1.A用于模擬主軸的使能控制,I 0.A是用于測(cè)量的高速輸入接口 如果測(cè)量裝置使用外部24V電源，該24V電源的0V應(yīng)與M24連接,模擬輸出用于模擬主軸的速度給定。 75A為10V 15 為參考地 注意： 模擬輸出為8位D/A轉(zhuǎn)換器，最小當(dāng)量為78mV。所以該模擬信號(hào)不能用于位置控制,如果使用Q0.A或Q1.A時(shí)，P24和M24應(yīng)連接外部24V電源,直流母線導(dǎo)流條必須與電源模塊的直流母線導(dǎo)流條緊密連接,TTL編

7、碼器接口 用于連接主軸外置編碼器。 該接口最大信號(hào)頻率為 1 MHz。 對(duì)于車床或加工中心應(yīng)根據(jù)主軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)可能選擇高線數(shù)的編碼器。 建議： 選用西門子配套的編碼器和配套的電纜,RS232通訊接口 用于連接驅(qū)動(dòng)器調(diào)試軟件：SIMOCOM,驅(qū)動(dòng)器設(shè)備總線接口 由電源模塊通過配套的扁平電纜連接,（611UE和功率模塊）,單元二 西門子部件連接 主軸變頻控制,CW,CCW,10V,模擬信號(hào)參考地,24 VDC,0 V,0 V,（模擬主軸的連接）,單元二 西門子部件連接 動(dòng)力電纜,電機(jī)信號(hào)電纜的屏蔽網(wǎng)與功率模塊殼體連接,電機(jī)電纜及信號(hào)電纜的屏蔽連接,單元二 西門子部件連接 輸入/輸出模塊,端子轉(zhuǎn)換器,

8、輸出公共端：外部24V直流電源,輸入公共端：外部24V直流電源的 0 V,24V直流輸出 可用于輸入信號(hào)公共端,端子27、28、29、30無定義,24個(gè)電平輸入信號(hào) 1530 V：為高電平 15 V：為低電平 高電平電流：215 mA,16個(gè)電平輸出信號(hào) 高電平輸出 ：24 V 輸出電流max：250 mA 同時(shí)系數(shù) ：1,一、西門子PLC編程工具( 安裝 ),單元三 西門子PLC應(yīng)用編程,二、操作界面,單元三 西門子PLC應(yīng)用編程,三、機(jī)床控制梯形圖的在線顯示,單元三 西門子PLC應(yīng)用編程,四、通過PLC程序選擇加工程序,單元三 西門子PLC應(yīng)用編程,五、NC與PLC數(shù)據(jù)交換,單元三 西門子

9、PLC應(yīng)用編程,六、PLC遠(yuǎn)程診斷功能,監(jiān)控 PLC 狀態(tài) 下載或上載PLC應(yīng)用程序,單元三 西門子PLC應(yīng)用編程,單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì),一、伺服驅(qū)動(dòng)器的使能控制,斷開,斷開,斷開,斷開,斷開,置“0”,置“0”,伺服禁止,電源模塊,611UE,NC接口,端子48與 端子9,端子63與 端子9,端子64與 端子9,端子663與 端子9,端子65與 端子9,脈沖使能V380 x4001.7,控制使能V380 x0002.1,接通,接通,接通,接通,接通,置“1”,置“1”,伺服使能,由PLC按照規(guī)定的時(shí)序控制繼電器，通過繼電器的觸點(diǎn)將端子閉合,可由PLC控制，或直接將控制端子短接,由PLC，

10、根據(jù)電源模塊端子63和端子64的狀態(tài)，將各軸的內(nèi)部的脈沖使能和控制使能信號(hào)置位,急?？刂?在機(jī)床緊急情況下，使機(jī)床所有部件制動(dòng)，并在最短的 時(shí)間內(nèi)停止。 有些機(jī)床要求急停時(shí)切斷數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和其他電 氣部件的電源。 通過繼電器控制電源模塊的使能，例如按下急停按鈕， 使繼電器失電而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器端子9和64斷開。任何一軸的硬 限位均可起此作用。,二、急?？刂坪拖尬豢刂?單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì),連接到PLC輸出端,0 V,通過繼電器控制電源模塊的使能,單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì),2. 限位控制 硬限位 軟限位 加工區(qū)限位,單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì),進(jìn)給倍率和主軸倍率 2. 電子手輪 3. 進(jìn)給軸的

11、手動(dòng)控制 4. 程序運(yùn)行控制選項(xiàng),三、基本操作功能,單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì),1.電動(dòng)刀架控制原理 系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器動(dòng)作，電機(jī) 正轉(zhuǎn)，通過減速機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)將上刀體上升至一定位置， 離合盤起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)到所選擇刀位，發(fā)訊盤發(fā) 出刀位信號(hào)，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器動(dòng)作，電機(jī)反轉(zhuǎn)，完成 初定位后上刀體下降，齒牙盤嚙合，完成精確定位，并通 過升降機(jī)構(gòu)鎖緊刀架。,四、車床刀架控制,單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì),2.電動(dòng)刀架控制的相關(guān)PLC,單元四 基本控制邏輯設(shè)計(jì),機(jī)床數(shù)據(jù)是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床以及伺服驅(qū)動(dòng)之間匹配的媒介。 機(jī)床數(shù)據(jù)是數(shù)控系統(tǒng)功能管理和開放的鑰匙。 機(jī)床數(shù)據(jù)是機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的

12、調(diào)節(jié)閥門。 機(jī)床數(shù)據(jù)為PLC邏輯控制提供靈活的方式。,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 機(jī)床數(shù)據(jù)功能,通用機(jī)床數(shù)據(jù) 軸機(jī)床數(shù)據(jù) PLC機(jī)床數(shù)據(jù) 伺服驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù) 其他機(jī)床數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 機(jī)床數(shù)據(jù)分類,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定 - 通用機(jī)床數(shù)據(jù),軸機(jī)床數(shù)據(jù)： 主要是與機(jī)床各運(yùn)行軸相關(guān)的機(jī)械電氣參數(shù) 機(jī)床進(jìn)給軸及相關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)示意 機(jī)床主軸及相關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)示意,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),與機(jī)械匹配的數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定 - 軸機(jī)床數(shù)據(jù),軸速度,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),參考點(diǎn),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),反向間隙及螺距誤

13、差補(bǔ)償,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 軸機(jī)床數(shù)據(jù),主軸,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 伺服驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù),MD880: 電機(jī)轉(zhuǎn)速 MD918: PROFIBUS 地址 MD1005: 電機(jī)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) MD1120： 電流環(huán)增益 MD1121: 電流環(huán)積分時(shí)間 MD1407/MD1408: 速度環(huán)增益 MD1409/MD1410: 速度環(huán)積分時(shí)間,機(jī)床動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定,1. 機(jī)床的精度除了與機(jī)械部件的精度有關(guān)外，還與數(shù)控系統(tǒng)的分辨率、

14、檢測(cè)元件的精度以及動(dòng)態(tài)特性調(diào)節(jié)的好壞有關(guān)。,2. 動(dòng)態(tài)特性還影響機(jī)床相關(guān)坐標(biāo)的插補(bǔ)精度。,單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- PLC機(jī)床數(shù)據(jù),單元五 機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定- 其他機(jī)床數(shù)據(jù),單元六 西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)-存儲(chǔ)器,256KB,340KB,Version 1, Version 2,802D系統(tǒng)配備了32M靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM與16M高速閃存FLASH ROM 兩種存儲(chǔ)器，靜態(tài)存儲(chǔ)器區(qū)存放工作數(shù)據(jù)（可修改），高速閃存區(qū)存放固定數(shù)據(jù)，通常作為數(shù)據(jù)備份區(qū)，以及存放系統(tǒng)程序。,單元六 西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù),單元六 西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù),兩種起動(dòng)方式: 冷啟動(dòng)。S1開關(guān)選擇（左圖）。 熱啟動(dòng)。操作面板選擇（右圖）。,單元六 西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù),三種起動(dòng)方式：（冷熱啟動(dòng)均有） 正常上電啟動(dòng)。以靜態(tài)存儲(chǔ)器區(qū)的數(shù)據(jù)啟動(dòng)。 缺省值上電啟動(dòng)。以SIEMENS出廠數(shù)據(jù)啟動(dòng)。 按存儲(chǔ)數(shù)據(jù)上電啟動(dòng)。以高速閃存FLASH ROM 內(nèi)的備份數(shù)據(jù)啟動(dòng)。,802D 的數(shù)據(jù)保護(hù)方法： 機(jī)內(nèi)存儲(chǔ) 機(jī)外存儲(chǔ) PC卡存儲(chǔ),單元六 西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù),機(jī)內(nèi)存儲(chǔ) 機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)即將靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAM區(qū)已修改過的有用數(shù)據(jù)存放到高速閃存FLASH ROM區(qū)保存。 通常系統(tǒng)斷電后，SRAM區(qū)的數(shù)據(jù)由高能電容C上的電壓進(jìn)行保持，對(duì)于長(zhǎng)期