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西门子数控系统维修

更新时间:2018-05-13

简要描述:

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●PLC模块 

SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块,在同一条导轨上从左到右依次为电源模块(Power Supply),接口模块(Interface Module)机信号模块(Signal Module)。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的 

电源模块(PS)是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。 

接口模块(IM)是用于级之间互连的。 

信号模块(SM)使用与机床PLC输入/输出的模块,有输入型和输出型两种。 

硬件的接口 

一.840D系统的接口 

q 840D系统的MMC,HHU,MCP都通过一根MPI电缆挂在NCU上面,MPI是西门子PLC的一个多点通讯协议,因而该协议具有开放性,而OPI是840D系统针对NC部分的部件的一个特殊的通讯协议,是MPI的一个特例,不具有开放性,它比传统的MPI通讯速度要快,MPI的通讯速度是187.5K波特率,而OPI是1.5M。 

q NCU上面除了一个OPI端口外,还有一个MPI,一个Profibus接口,Profibus接口可以接所有的具有Profibus通讯能力的设备。Profibus的通讯电缆和MPI的电缆一样,都是一根双芯的屏蔽电缆。 

在MPI,OPI和Profibus的通讯电缆两端都要接终端电阻,阻值是220欧,所有如果要检测电缆的好坏情况,可以在NCU端打开插座的封盖,量A,B两线间的电阻,正常情况下应该为110欧。 

二.611系列驱动的组成与接口 

1.611系列的驱动分成模拟611A,数字611D和通用型611U。都是模块化结构,主要有以下几个模块组成: 

?电源模块 电源模块是提供驱动和数控系统的电源,包括维持系统正常工作的弱电和供给功率模块用的600V直流电压。根据直流电压控制方式,它又分为开环控制的UE模块和闭环控制的I/R模块,UE模块没有电源的回馈系统,其直流电压正常时为570V左右,而当制动能量大时,电压可高达640多伏。I/R模块的电压一直维持在600V左右 

?控制模块 控制模块实现对伺服轴的速度环和电流环的闭环控制 

?功率模块 对伺服电机提供频率和电压可变的交流电源 

?监控模块 主要是对电源模块弱电供电能力的补充。 

?滤波模块 对电源进行滤波作用。 

?电抗 对电压起到平稳作用。 

2.611电源模块的接口信号 

611模块的接口信号有以下几组: 

(1)电源接口 

U1 V1 W1: 主控制回路三相电输入端口 

X181:工作电源的输入端口,使用时常常与主电源短接,有的系统为了让机床在断电后驱动还能正常工作一段时间,把600V的电压端子与P500 M500端子短接,这样由于600V电压不能马上放电完毕,还能维持驱动控制板的正常工作一段时间。P600M600是600V直流电压输出端子。 

(2)控制接口 

64:控制使能输入,该信号同时对所有连接的模块有效,该信号取消时,所有的轴的速度给定电压为零,轴以zui大的加速度停车。延迟一定的时间后,取消脉冲使能 

63:脉冲使能输入,该信号同时对所有连接的模块有效,该信号取消后,所有的轴的电源取消,轴以自由运动的形式停车。 

48:主回路继电器,该信号断开时,主控制回路电源主继电器断开。 

112:调试或标准方式,该信号一般用在传输线的调试中,一般情况接到系统的24V上。 

X121:模块准备好信号和模块的过热信号。准备号信号与模块的拨码开关的设置有关,当S1.2=ON时,模块有故障时,准备好信号取消,而S1.2=OFF时,模块有故障和使能(63,64)信号取消时,都会取消准备好信号,因此在更换该模块的时候要检查模块顶部的拨码开关的设置,否则模块可能会工作不正常。所有的模块过载和连接的电机过热都会触发过热报警输出。 

NS1/NS2:主继电器闭合使能,只有该信号为高电平时,主继电器才可能得电。该信号常用来作主继电器闭合的连锁条件。 

AS1/AS2:主继电器状态,该信号反映主继电器的闭合状态,主继电器闭合时为高电平。 

9/19/R:9是24V输出电压,19是24V的地,R为模块的报警复位信号。 

(3)其它辅助接口 

X351:设备总线 ,为后面连接的模块供电用。 

X141:电压检测端子,供诊断和其它用途用。 

?7: P24 ,+24V ?45:P15,+15V ?44:N15,-15V 

?10:N24,-24V ?15:M,0V 

q 电源模块上面有6个指示灯,分别指示模块的故障和工作状态。一般正常情况下绿灯亮表示使能信号丢失(63和64),黄灯亮表示模块准备好信号,这时600V直流电压已经达到系统正常工作的允许值。 

电源模块正常工作的使能条件: 

48,112,63,64接高电平,NS1和NS2短 接,显示为一个黄灯亮,其它灯都不亮。直流母线电压应在600V左右. 

3.611驱动控制模块接口信号 

(1)611D驱动控制模块接口信号 

 611D控制模块与数控系统主要是通过一根数据总线相连,基本没有太多的接口信号。 

X431: 轴脉冲使能,该信号为低电平时,该轴的电源撤消,一般这个信号直接与24V短接 

X432: BERO 端子,该接口用作BERO开关信号的输入口。 

X34,X35模拟输出口,其中有两个模拟口(X1,X2 )用作模块诊断测试用,它可以用来跟踪一些数字量,比如转速,电压和电流等并把它转换成0到5V的模拟电压输出,具体的输出信号可以通过数控系统选择,Ir模拟输出口是固定输出电机R相的电流的模拟值。 

X411: 电机编码器接口,输入电机的编码器信号,还有电机的热敏电阻,其中电机的热敏电阻值是通过该插座的13和25脚输入,该热敏电阻在常温下为580欧,155度时大于1200欧,这时控制板关断电机电源并产生电机过热报警。(1PH7电机温度检测信号连接同1FT6/1FK6电机) 

X411: 直接测量系统输入口,输入直接位置测量信号,一般为正余弦电压信号 

* 611D的控制板的速度环和电流环的参数设置在NCK里面,故更换控制板后不需要重新设置参数。 

(2)611A控制模块接口信号 

611A控制模块与1FT5电机构成伺服驱动机构,完成速度环和电流环的控制,其速度环和电流环的参数都保存在控制板上,故更换该板要注意参数的设置。接口信号如下: 

X311: 电机反馈接口,电机的速度实际值和电机的热敏电阻值都通过它输入到控制板里,1FT5电机的速度检测是通过一个测速发电机来实现的,而电机转子的位置是通过18个霍而元件来检测的。电机内的热敏电阻值是通过该插座的11和12脚信号输入, 在常温下小于250欧,当电机内部温度达到155度时电阻大约是1000欧,控制板这时关断电源,并发出报警信号。 

X321: 设定端子,速度的给定值通过该端子的56和14输入,一般来讲,给定值是正负0到10V的电压。 

X331: 使能端子:相应模块的使能信号输入,663是脉冲使能,与电源模块的63作用差不多,只是它仅作用于单个的轴模块。65是控制使能,常常把它和NC侧给定信号的控制使能相连。 

X341: 模块状态输出接口,输出模块的状态信息,如模块准备好信号,报警等 

西门子数控系统调试,编程和维修概要(三) 

——西门子数控系统调试,编程和维修概要 

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