Siemens 802D service manual

SINUMERIK 802D
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SINUMERIK 802D 资料结构
通用资料:订货样本
车床 铣床
用户资料:操作编程手册
车床
铣床
用户资料:诊断手册
技术资料:安装调试手册
技术资料:功能说明
车床 铣床
车床 铣床
车床 铣床
611UE
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A .... New documentation.
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Edition Order No. Note
08.2000 A
01.2001 C
09.2002 C
调试准备 系统的连接 PLC 调试
驱动器设定与调试
NC 参数设定 数据备份 批量生产 特殊功能调试 安装尺寸 机床参数总表
NC – PLC 接口信号说明 PLC 指令集 PLC 子程序库说明
1 2 3
4 5 6 7 8 9
10 11 12 13
Copyright Siemens Ltd. China All Rights Reserved i
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1 调试准备..................................................................................................................................................... 1
1.1 硬件 .................................................................................................................................................... 1
1.1.1 数控系统.............................................................................................................................. 1
1.1.2 个人计算机 .......................................................................................................................... 3
1.1.3 调试电缆.............................................................................................................................. 4
1.2 工具软件............................................................................................................................................. 4
1.2.1 工具软件的安装................................................................................................................... 5
1.2.2 通讯软件(WinPCIN........................................................................................................ 5
1.2.3 PLC 编程软件(Programming Tool PLC 802................................................................... 8
1.2.4 PLC 子程序库....................................................................................................................... 9
1.2.5 文本管理器(TextManager)和工具盒(Toolbox......................................................... 10
1.2.6 驱动器调试软件(SimoCom U...................................................................................... 11
2 系统的连接............................................................................................................................................... 12
2.1 系统各部件的连接............................................................................................................................. 12
2.2 PROFIBUS总线的连接..................................................................................................................... 13
2.3 驱动器的连接.................................................................................................................................... 14
2.4 部件说明........................................................................................................................................... 15
2.4.1 SINUMERIK 802D PCU..................................................................................................... 15
2.4.2 输入输出模块 PP72/48...................................................................................................... 16
2.4.3 机床控制面板(Machine Control Panel......................................................................... 18
2.5 驱动系统和伺服电机......................................................................................................................... 18
2.6 电气设计的重要事项......................................................................................................................... 19
2.6.1 供电................................................................................................................................... 19
2.6.2 电气柜设计的基本要求...................................................................................................... 20
2.6.3 接地................................................................................................................................... 21
2.7 系统通电........................................................................................................................................... 22
2.7.1 通电前检查 ........................................................................................................................ 22
2.7.2 第一次通电 ........................................................................................................................ 22
3 PLC 的调试............................................................................................................................................... 23
3.1 PLC 应用程序的设计......................................................................................................................... 23
3.2 PLC 用户程序的调试......................................................................................................................... 24
3.3 PLC 用户报警 ................................................................................................................................... 24
3.3.1 报警的属性 ........................................................................................................................ 25
3.3.2 激活用户报警..................................................................................................................... 25
3.3.3 制作 PLC 用户报警文本 ..................................................................................................... 26
4 驱动器的调试............................................................................................................................................ 28
5 NC 调试.................................................................................................................................................... 29
ii Copyright Siemens Ltd. China All Rights Reserved
目录
5.1 安装显示语言.................................................................................................................................... 29
5.2 系统初始化 ....................................................................................................................................... 30
5.3 802D基本参数设定 .......................................................................................................................... 31
5.3.1 总线配置............................................................................................................................ 31
5.3.2 驱动器模块定位................................................................................................................. 31
5.3.3 位置控制使能..................................................................................................................... 31
5.3.4 传动系统参数配比.............................................................................................................. 33
5.3.5 驱动器参数优化(速度环和电流环参数)......................................................................... 33
5.3.6 坐标速度和加速度.............................................................................................................. 35
5.3.7 位置环增益 ........................................................................................................................ 35
5.3.8 返回参考点相关的机床数据............................................................................................... 35
5.3.9 软限位................................................................................................................................37
5.3.10 反向间隙补偿..................................................................................................................... 37
5.3.11 丝杠螺距误差补偿.............................................................................................................. 37
5.3.12 设定用户的数据保护级...................................................................................................... 39
6 数据备份................................................................................................................................................... 40
6.1 数据内部备份.................................................................................................................................... 40
6.2 数据外部备份.................................................................................................................................... 40
6.2.1 数据备份到计算机.............................................................................................................. 41
6.2.2 数据存储到 PC .............................................................................................................. 41
7 批量调试................................................................................................................................................... 43
7.1 NCNC的批量调试....................................................................................................................... 43
7.2 PC计算机到 NC的批量调试 (利用 WinPCIN 软件)........................................................................... 44
7.3 PC卡到 NC的批量调试.................................................................................................................... 44
8 特殊功能的调试........................................................................................................................................ 45
8.1 辅助功能调用固定循环..................................................................................................................... 45
8.1.1 利用程序段中的“M6”调用循环程序(以加工中心换刀为例)....................................... 45
8.1.2 利用程序段中的“T”功能,调用循环程序....................................................................... 46
8.2 带直接编码器的数字主轴.................................................................................................................. 46
8.3 带直接编码器的模拟量主轴.............................................................................................................. 47
8.4 利用外部接近开关实现主轴定向....................................................................................................... 49
8.5 直接测量系统的调试(全闭环)....................................................................................................... 50
8.6 显示功能........................................................................................................................................... 53
8.6.1 加工时间显示..................................................................................................................... 53
8.6.2 工件计数器显示................................................................................................................. 53
8.6.3 主轴功率显示..................................................................................................................... 54
8.7 测量功能........................................................................................................................................... 54
8.7.1 探头及其连接与设定.......................................................................................................... 54
8.7.2 通道测量功能(测量循环:MEASMEAW................................................................ 54
8.7.3 手动刀具测量..................................................................................................................... 55
8.8 通过 PLC 应用程序选择加工程序...................................................................................................... 55
8.8.1 建立 PLC 调用加工程序表.................................................................................................. 55
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目录
8.8.2 利用 PLC 在加工程序表选择程序....................................................................................... 56
8.9 PLC 读取坐标的位置和剩余量...................................................................................................... 56
8.10 NCPLC 交换数据......................................................................................................................... 57
8.11 远程PLC 诊断(选件).................................................................................................................... 57
8.11.1 硬件配置............................................................................................................................ 57
8.11.2 调制解调器初始化(数控机床出厂之前)......................................................................... 58
8.11.3 802D 调制解调器参数设定 ................................................................................................ 58
8.11.4 与远程 802D 联机.............................................................................................................. 59
8.12 坐标转换(C轴)TRANMIT TRACYL(选件)............................................................................ 59
9 SINUMERIK 802D 各部件的安装尺寸 ..................................................................................................... 62
10 机床参数总表............................................................................................................................................ 70
11 NC – PLC 接口信号说明........................................................................................................................... 87
12 PLC 指令集............................................................................................................................................... 97
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1 调试准备
SINUMERIK 802D 的调试可按下列步骤进行:
系统的连接 – 正确的连接是系统调试顺利进行的基础  PLC 调试首先使安全功能生效(如急停、硬限位等)以及操作功能生效 驱动器设定 – 设置电机参数和 PROFIBUS 总线地址  NC 参数设定设置控制参数、机械传动参数、速度参数等 数据备份 – 是系统正常使用的保证
在开始调试 SINUMERIK 802D 系统之前,下面的准备工作是非常重要的。
1.1 硬件
检查到货的 SINUMERIK 802D 的硬件,准备调试工具(如个人计算机、电缆等)
1.1.1 数控系统
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
NC 部分
PCU:一台
订货号:6FC5 610-0BA10-0AA1
键盘(可选择水平安装方式或垂直安装方式)
订货号:6FC5 603-0AC12-1AA0(垂直安装) 订货号:6FC5 603-0AC13-1AA0(水平安装) 配套件:与 PCU 的联接电缆包含在包装盒内
输入输出模块 PP72/48 :一块(可选配第二块)
订货号:6FC5 611-0CA01-0AA0 配套件:1. 50 芯扁平电缆(非西门子提供)
2. 50 芯扁平电缆端子转换器(非西门子提 供)。可选 PHOENIX 公司端子转换器 UM72- FLK50 (订货号:2965907
机床控制面板 MCP(选件)
订货号:6FC5 603-0AD00-0AA1 配套件:50 芯扁平电缆(非西门子提供)
8MB PCMCIA 存储卡(选件)– 用于批量生产
订货号:6FC5 650-0DA00-0AH0
垂直键盘
水平键盘
RS232 隔离器(选件)
订货号:6FX2003-0DS00
PE
L
N
RS232
接口
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Quick Start SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
驱动器部分:
611UE 插件(数量与基本配置相关,最多可选配四块)
订货号:6SN1 118-0NH10-0AA2
PROFIBUS 总线选件模块(数量与 611UE 插件数量相同)
订货号:6SN1 114-0NB01-0AA0
PROFIBUS 总线插头
用于:PCU,PP72/48,611UE 的总线选件 订货号:6SE7 972-0BA40-0XA0
电源馈入模块
订货号:6SN11 4x-1A-(开环式)x - 5/6 订货号:6SN11 45-1B-(再生馈入式)
功率模块
订货号:6SN11 23-1AA00-A1(单轴) 订货号:6SN11 23-1AB00-A1(双轴)
脉冲电阻模块(选件)用于开环电源模块的主轴制动
订货号:6SN11 13-0-0A
屏蔽连接架(降低电机电缆的干扰)用于不同宽度的功率模块
订货号:6SN11 62-0EA00-0AA0( 50 mm 宽) 订货号:6SN11 62-0EA00-0BA0(100 mm 宽) 订货号:6SN11 62-0EA00-0CA0(150 mm 宽)
过电压保护器(选件)用于大于等于 10KW 的电源馈入模块
订货号:6SN11 11-0AB00-0AA0
电抗器(根据电源模块的功率选配)
订货号:6SN11 11-AA00-A
滤波器(选件)用于防止驱动器对电网的干扰
订货号:6SN11 11-0AA01-1A0(配开环电源模块) 订货号:6SN11 11-0AA01-2A0(配再生馈入电源模)
伺服电机
订货号:1FK7 --1A
主轴电机
订货号:1PH7 --
电抗器
滤波器
过电压保护器
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伺服电缆:
PROFIBUS 总线电缆
订货号:6XV1 830-0EH10
整根电缆。需根据实际长度自行裁剪
电机电缆:功率模块到电机
订货号:6FX 002-5-10
U V W
注意:
电缆U、V,W必须与功率模块插头的U、V、W对应。绝对不能接错
(1)
信号电缆:电机到伺服模块 611UE
订货号:6FX 002-2CA31-10
功率模块上A1(对应
(2)
W
V U
屏蔽网连接屏蔽连接架
X411)与A2
(对应
),绝对不能接反
X412
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
连接电机的动力插座
15 D 型插头
扁平电缆: PP72/48 MCP,或 PP72/48到端子转换器
订货号:非西门子配提供
工具软件:
工具盒(CD 盘)包括通讯软件、PLC 编程软件、语言和报警文本生成软件 以及驱动器调试
软件
订货号:6FC5 650-0EA00-0AG0
1.1.2 个人计算机
一台个人计算机是调试 SINUMERIK 802D 必不可少的工具。个人计算机应具有下列基本配置:
操作系统:Windows 95/98/NT/2000/XP 硬盘容量:>1G 光盘驱动器:用于安装工具软件 RS232 接口:用于 NC和驱动器的调试
屏蔽网连接功率模块上部壳体
连接 611UE X411 X412 接口
连接电机的反馈插座
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Quick Start SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
1.1.3 调试电缆
1802D调试电缆:用于 PLC编程软件(Programming Tool PLC 802)、通讯软件(WinPCIN
和文本管理器(Text Manager)的 RS-232 通讯电缆。
802D端
(9
芯孔D型插头)
RxD 2 TxD 3 DTR 4 0 V 5 DSR 6 RTS 7 CTS8 CTS 8 RTS7
2)驱动器调试电缆:用于驱动器调试工具软件 SimoComU RS-232 通讯电缆。
PC 机端
(9 芯孔 D 型插头)
RxD 2 TxD 3 0 V 5 RTS 7 CTS 8
(9
0.1 mm
0.1 mm
PC
芯孔D型插头)
2
611UE
(9 芯针 D 型插头)
2
机端
TxD3 RxD2 DSR6 0 V5 DTR4
TxD2 RxD3 0 V5 CTS7 RTS8
802D端
(9
芯孔D型插头)
RxD 2 TxD 3 DTR 4 0 V 5 DSR 6 RTS 7 CTS 5 CTS 8 RTS 4
PC 机端
(25 芯孔 D 型插头)
RxD
3
RxD
TxD
2
TxD
0 V
7
0 V
RTS
4
RTS
CTS
5
CTS
6
DSR DTR
20
0.1 mm
0.1 mm
PC
(25
芯孔D型插头)
2
611UE
(9 芯针 D 型插头)
2
机端
TxD 2 RxD 3 0 V 5 CTS 7 RTS 8
RxD 2 TxD 3 DSR 6 0 V 7 DTR 20
重要事项
!
在调试 802D 或调试 611UE 驱动器时,个人计算机是必不可少的工具。且 RS-232 通讯电 缆又是连接 802D 和 PC 机(或 611U 和 PC 机)的唯一途径。因此必须保证机床电气柜的 保护地与计算机的保护地共地。否则可能导致 802D、611U 或计算机的硬件损坏。
重要事项
!
802D 通讯的标准设定为硬件握手协议,所以电缆应严格按图连接
1.2 工具软件
在随系统提供的工具盒中提供了调试 802D 系统所需的全部软件工具和初始化文件。软件工具包 括:
通讯软件 WinPCIN – 用于 802D与计算机之间的数据文件的传输 文本管理器和工具盒 – 用于编写及安装 PLC 报警文本  PLC 编程软件 Programming Tool PLC 802 – 用于编写 PLC 应用程序  PLC 子程序库用于简化 PLC 应用程序的设计 驱动器调试软件 SimoCom U – 用于设置及调试驱动器 611U
在调试开始前需将这些软件工具安装到个人计算机中。
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1.2.1 工具软件的安装
将工具盒 CD 插入光盘驱动器,计算机自动进入安装程序。当出现以下画面时,可选择所需的工 具软件:
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
然后计算机会自动将软件工具安装到个人计算机的硬盘上。在安装过程中如果采用缺省路径,则 软件工具被安装在 C 盘上的 \Program Files\Siemens 目录下。
安装完毕后,所需的工具软件可以在计算机的
系统初始化文件可在以下路径中找到:
C:\Program Files\Siemens\Toolbox 802D\V020206\CONFIG
固定循环文件可在以下路径中找到:
C:\Program Files\Siemens\Toolbox 802D\V020206\CYCLES
1.2.2 通讯软件(WinPCIN
启动“WinPCIN”软件
下找到。
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Quick Start SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
主菜单说明
接 口 设 定
RS232 接口设定:
接 收 数 据
发 送 数 据
设定通讯接口
设定波特率
编 辑 文 件
二进制格式
文本格式
设定二进制格式
设定文本格
二进制格式设定
文本格式设定
存储并激活
返回主菜单
6 Copyright Siemens Ltd. China All Rights Reserved
利用通讯软件安装车床或铣床初始化文件
1. WinPCIN 选择二进制数据格式
2. 802D 选择二进制数据格式,然后启动数据“读入”
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
3. WinPCIN 802D发送初始化文件
4. 初始化文件:
C 轴初始化文件
铣床初始化
车床初始化
C 轴补充参数
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Quick Start
编译 上载 下载 梯图状态 状态表
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
1.2.3 PLC 编程软件(Programming Tool PLC 802
启动 PLC 编程软件软件
PLC Programming Tool PLC 802 的基本操作界面
进入梯图编辑窗口
进入符号表窗口
进入状态表窗口
进入交叉表窗口
进入通讯设定窗口
局部变量定义窗口
梯图指令树
梯图编辑窗口
编译诊断窗口
802D 的工具盒内提供了 PLC 子程序库和实例程序。子程序库的详细内容请参阅“PLC 子程序 库说明”。子程序库提供了各种基本子程序,利用 PLC 子程序库可使 PLC 应用程序的设计大为 简化。
如需将 PLC 项目文件下载(计算机802D)、或将 802D 内部的项目文件上载(802D 计算 机)、或联机调试时,PLC 编程软件的协议应选择 802D(PPI) 并且和 802D 系统设定正确且匹配 的通讯参数。
8 Copyright Siemens Ltd. China All Rights Reserved
802D 必须进入联机方式
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
1.2.4 PLC 子程序库
PLC 子程序库包含了一个说明文件和四个 PLC 项目文件:
铣床实例程序
车床实例程序
机床面板仿真程序
子程序库(无主程序 OB1 PLC程序)
PLC 子程序库的进入:
子程序库说明 铣床实例程序
车床实例程序
MCP 仿真
子程序库
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Quick Start
铣床配
西门子
特殊
铣床固定循环
车床固定循环
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
1.2.5 文本管理器(TextManager)和工具盒(Toolbox
文本管理器的进入
文本管理器的操作界面
下载文件 通讯接口配置
建立项目
版本显示
安装用户报警文本
安装显示语言
建立新的项目
工具盒目录结构
配置文件目录
固定循环目录
安装不同语言的在线帮助
ISO ISO车床配置
配置
配置
报警文本项目
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1.2.6 驱动器调试软件(SimoCom U
文本管理器的进入
驱动器调试软件主画面说明
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
存盘
控制端子状态
EPROM
功能选择窗口
F1 键启动在线帮助
联机/脱机 选择 PC 机控
控制板型号
给定速度
利用 SimoComU 可设定驱动器的基本参数:
设定与电机和功率模块匹配的基本参数。该步骤在 PLC 功能调试完毕后进行;
利用 SimoComU 可实现对驱动器参数的优化:
根据伺服电机实际拖动的机械部件,对 611UE 速度控制器的参数进行自动优化。该步 骤在 NC 基本参数调试完毕后进行;
利用 SimoComU 可以监控驱动器的运行状态:
电机的实际电流和实际扭矩。
电机型号及额定电流
实际速度
实际电流
上电复位
编码器型号
选择监控其他状态
重要事项:
!
在系统调试完毕后,请检查并记录每个轴的空载(无加工)电流。并且与电机的额定电流 进行比较。
对于滚动导轨空载 I 对于滑动导轨空载 I
空载
空载
/ I
应在 10%左右;
额定
/ I
应在 20%左右;
额定
如果比值远超出范围,可能是电机选小了,或机械装配问题
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Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
2 系统的连接
2.1 系统各部件的连接
24V
SITOP/ PS307
0

电缆:
6FX8 002-1AA 01-1
RS232
直流电源
RS232 电缆:
RS232
接口
6FX2 002-1AA 01-10
隔离器
6FX2 003-0DS00
个人
计算机
1
电 部 件
PROFIBUS 6ES7 972-0BA40-1XA0
PROFIBUS 电缆: 6XV1 830-0EH10 (销售单位为:米)
1
2 3
:
插头
X8
X6
S
INUMERIK
802D
PCU
X4
A1B1
电缆随键盘提供
X10
手轮电缆
6FX8 008-1BD61- 1 F A0
3 m(3 ft3 in)
X14 -X16
手轮插头:
6FC9 348-7HX PROFIBUS
100 m 328 ft
2
:
A2B2
X1
A1B1
X2
机床控制面板
NC
键盘
电子手轮
信号接口
信号接口
信号接口 信号接口
总线模块
总线模块
插件
611UE
插件
611UE
信号接口
信号接口
A1B1 A1B1 A1B1 A2B2 A2B2
总线模块
插件
611UE
电源模块 功率模块 功率模块 功率模块
主电源
电机电缆
信号电缆
电机电缆
信号电缆 电机电缆 信号电缆
伺服 电机
伺服 电机
伺服 电机
3
电机电缆:功率模块→电机 6FX8 002-5A1-10 信号电缆:电机→611UE信号接口 6FX8 002-2CA31-10
伺服 电机
X111
2x50 芯扁平电缆
A2B2
X222 X333
A1B1
X2
芯扁平电缆
50 X111
X222 X333
PP 72/48
X1
PP 72/48
端子
转换器
端子
转换器
端子
转换器
端子
转换器
X1201X1202
机床电气
注意:
1. 图中的“个人计算机”、“端子转换器”、“扁平电缆”不属于西门子供货产品;
2. 图中的“24V 直流稳压电源”、“RS232 隔离器”、“电子手轮”、“机床控制面板”等为 选件;
3. 关于驱动器的详细连接,请参阅 2.3.节;
4. 关于 PCUPP72/48,机床控制面板的详细说明,请参阅 2.4.2.节;
5. 供货的 611UE 均为双轴模块。其作为双轴或单轴使用,取决于 611UE 插入的功率模块:如
果功率模块是双轴,则该 611UE 按双轴使用;如果功率模块是单轴,则该 611UE 按单轴使 用。
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2.2 PROFIBUS 总线的连接
应与电缆的屏蔽网紧密连接
SINUMERIK 802D 是基于 PROFIBUS 总线的数控系统。输入输出信号是通过 PROFIBUS 传送 的,位置调节(速度给定和位置反馈信号)也是通过 PROFIBUS 完成的。因此 PROFIBUS 的正 确连接是非常重要的。
PROFIBUS 电缆的准备
PROFIBUS 电缆应由机床制造商根据其电柜的布局连接。系统提供 PROFIBUS 的插头和电 缆,插头应按照下图连接:
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
9 芯(针)D 形插头
ON
终端电阻开关
屏蔽连接导体
B2
B1 A2 A1
15
5
绿
11
绿
PROFIBUS 电缆的准备
PCU 为 PROFIBUS的主设备,每个 PROFIBUS 从设备(如 PP72/48611UE)都具有自己的
总线地址,因而从设备在 PROFIBUS 总线上的排列次序是任意的。PROFIBUS 的连接请参照 下图。PROFIBUS 两个终端设备的终端电阻开关应拨至 ON 位置:
ON
A1B1 A2B2
X4 X2 X423 X423
A1B1 A2B2
OFF
A1B1 A2B2
OFF
A1B1 A2B2
ON
PCU
PP72/48
611UE
611UE
Copyright Siemens Ltd. China All Rights Reserved 13
注意:
1. P72/48 的总线地址由模块上的地址开关 S1 设定。第一块 PP72/48 的总线地址为“9”
(出厂设定)。如果选配第二块 PP72/48,其总线地址应设定为“8”;
2. 611UE 的总线地址可利用工具软件 SimoCom U 设定,也可通过 611UE 上的输入键设定
(见 7 章“批量调试”);
3. 总线设备(PP72/48 和驱动器)在总线上的排列顺序不限。但总线设备的总线地址不能
冲突 -既总线上不允许出现两个或两个以上相同的地址。
注意
!
PROFIBUS 的屏蔽网应与插头内部的金属衬层保持良好的接触,并且注意插头的终端电阻开关 的位置。
Quick Start
+
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
2.3 驱动器的连接
外部接线
内部继电器
输入公共端
PP72/48
输入输入点
PP72/48
内部继电器
输入公共端
PP72/48
输入输入点
PP72/48
脉冲使能信号
控制使能信号 24V 参考地 (M24)
内部接触器控制
Signal contactor Line connector
Signal contactor Start inhibit
1-15V 电子电源故障 2- 5V
电源电平故障
3–
无外部使能信号
(T63&/T64) 4-直流母线已充电 5–电源进线故障 6–
直流母线过电压
电源馈入模块 功率模块和
内部结构
X111
74
73.2
X121
73.1
72 53
52 51 63
9
就绪信号
或超温度信号
t
2
I
9
64
X141
X161
19
45 44 10 15 15
R 9
7
P24 P15 N15 N24
M M Rese
112
48 111 213 113
X171
NS1 NS2
X172
AS1 AS2
2 4 6
M500
1 3 5
X181
P500
2U1 1U1 2V1
1V1 2W1 1W1
外部接线
6FX4002-2CF02-1..
来自电机反馈接口 来自电机反馈接口
故障灯及复位按钮 检测信号:
脉冲已经使能
24VDC 外部供电
脉冲使能信号 24V 参考地
模拟主轴给定
模拟输出参考地
测试点
无定义
控制器使能
A
数字量输入 A
数字量输出 A
X351
X151
直流母线
SIMODRIVE 611UE模块
内部结构
X411
X412
R F
X421
AS1 AS2
P24
X431
X423
M24
9
663
19
75.A
16.A
X441
75.B
16.B 15
M DAU1 DAU2
X34
56.A
14.A
24.A
20.A
65.A
56.B
14.B
X453
X454
24.B
20.B
65.B
9 I0.A I1.A
Q0.A Q1.A
I0.B
I1.B Q0.B Q1.B
X471
X472
RS232 接口
888888
Ρ −
6FX4002-2CF02-1..
PROFIBUS 接口模块
总线状态指示:
红:无数据交换 绿:数据交换
无定义
9
数字量输入 B
数字量输出 B
1 P 电源正 2 M 电源地 3 A 4 *A 5 6 B 7 *B 8 空
主轴直接编码器
(TTL)
9 P 10 R 11 M 电源地 12 *R 13 14 15
P600 M600
控制器使能
B
电源正
A1 A2
X351
电抗器:L
滤波器:F
L1 L2
L3 PE
PE1 PE PE PE
K
N
U2 V2 W2
X411
G
驱动器 A (电机 1)
M
3 ~
U2 V2 W2 U1 V1 W1
M
3 ~
驱动器 B (电机 2)
X412
G
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2.4 部件说明
2.4.1 SINUMERIK 802D PCU
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B
B (side view)
DC24V
A
Quick Start
A
Jumper
Erdanschluss M5
Grounding conne c t io n M5
• 24VDC 电源 (X8) 3 芯端子式插座(插头上已标明 24V0V PE
• PROFIBUS (X4) 9 芯孔式 D 型插座
• COM1 (X6) 9芯孔式 D 型插座(连接图见 1.4.调试工具)。注意:COM2无定义
手轮 1 到 3 (X14/X15/X16) 15芯孔式 D型插座(见 1.5.系统的连接) 手轮电缆插头(15 芯孔 D 型插头)布局(与接口 X14/X15/X16连接):
引脚 信号名 说明 引脚 信号名 说明
1 1P5 2 1M 3 A_HWx 4 XA_HWx 5 N.C. 6 B_HWx 7 XB_HWx 8 N.C.
5V 手轮电源
信号地
相脉冲
A A
相脉冲负
B
相脉冲
B
相脉冲负
9 1P5 10 N.C. 11 1M 12 N.C. 13 N.C. 14 N.C. 15 N.C.
5V 手轮电源
信号地
键盘 (X10)
状态指示 前端盖内有 4个发光二极管用于状态指示
绿色 ON 电源指示 黄色 NC NC 生命标记监控(闪烁) 红色 WD 过程监控 黄色 PB PROFIBUS 状态
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2.4.2 输入输出模块 PP72/48
输入输出模块 PP72/48 模块可提供 72个数字输入和 48 个数字输出。每个模块具有三个独立的 50 芯插槽,每个插槽中包括了 24 位数字量输入和 16位数字量输出(输出的驱动能力为 0.25 培,同时系数为 1)。802D 系统最多可配置两块 PP模块。
PP 72/48 模块 1 (地址:9)
ON
PP 72/48 模块 2 (地址:8)
ON
PP72/48 结构图
X111 对应 24 位输入(I0.0~I2.7) 16 位输出 (Q0.0~Q1.7) X222 对应 24 位输入(I3.0~I5.7) 16 位输出 (Q2.0~Q3.7) X333 对应 24 位输入(I6.0~I8.7) 16 位输出 (Q4.0~Q5.7)
X111 对应 24 位输入(I9.0 ~I11.7) 16 位输出(Q6.0~Q7.7) X222 对应 24 位输入(I12.0~I14.7) 16 位输出(Q8.0~Q9.7) X333 对应 24 位输入(I15.0~I17.7) 16 位输出(Q10.0~Q11.7)
OVERTEMP
X2
X1
X333
POWER
X222
RESET
S1
X111
EXCHANGE
READY
X2
X1
24VDC电源 (X1) 3 芯端子式插头(插头上已标明 24V0V PE
PROFIBUS (X29 芯孔式 D 型插头
X111, X222, X333 50芯扁平电缆插头(用于数字量输入和输出,可与端子转换器连接)
S1 PROFIBUS 地址开关
4个发光二极管 PP72/48 的状态显示
绿色 POWER: 电源指示 红色 READY: PP 72/48 就绪;但无数据交换。 绿色 EXCHANGE: PP 72/48 就绪;PROFIBUS数据交换。 红色 OVTEMP: 超温指示
PP72/48模块的外部供电:
1. 输入信号的公共端可由 PP72/48 任意接口的第 2脚供电;也可由为系统供电的 24VDC电源提 供(该 24V 电源的 0V应连接到 PP72/48每个接口的第 1 脚);
2. 输出信号的驱动电流由 PP72/48 各接口的公共端(X111/X222/X333 的端子 47/48/49/50
提供。输出公共端也可由为系统供电的 24VDC 电源提供,也可采用单独的电源;如果采用独 立电源为输出公共端供电,该电源的 0V 应与为系统 24V电源的 0V连接。
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通过下表可查出 PP1 模块输入输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系:
端子
1 3
5 7 9
11 13 15 17 19 21 23 25
27, 29
31 33 35 37 39 41 43 45
47, 49 DOCOM ** 48, 50 DOCOM **
X111 X222 X333
0V (DICOM)
I 0.0 I 3.0 I 6.0 I 0.2 I 3.2 I 6.2 I 0.4 I 3.4 I 6.4 I 0.6 I 3.6 I 6.6 I 1.0 I 4.0 I 7.0 I 1.2 I 4.2 I 7.2 I 1.4 I 4.4 I 7.4 I 1.6 I 4.6 I 7.6 I 2.0 I 5.0 I 8.0 I 2.2 I 5.2 I 8.2 I 2.4 I 5.4 I 8.4 I 2.6 I 5.6 I 8.6
无定义
Q 0.0 Q 2.0 Q 4.0 Q 0.2 Q 2.2 Q 4.2 Q 0.4 Q 2.4 Q 4.4 Q 0.6 Q 2.6 Q 4.6 Q 1.0 Q 3.0 Q 5.0 Q 1.2 Q 3.2 Q 5.2 Q 1.4 Q 3.4 Q 5.4 Q 1.6 Q 3.6 Q 5.6
端子
2 4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
28, 30
32 34 36 38 40 42 44 46
X111 X222 X333
24VDC 输出* I 0.1 I 3.1 I 6.1 I 0.3 I 3.3 I 6.3 I 0.5 I 3.5 I 6.5 I 0.7 I 3.7 I 6.7 I 1.1 I 4.1 I 7.1 I 1.3 I 4.3 I 7.3 I 1.5 I 4.5 I 7.5 I 1.7 I 4.7 I 7.7 I 2.1 I 5.1 I 8.1 I 2.3 I 5.3 I 8.3 I 2.5 I 5.5 I 8.5 I 2.7 I 5.7 I 8.7
无定义
Q 0.1 Q 2.1 Q 4.1 Q 0.3 Q 2.3 Q 4.3 Q 0.5 Q 2.5 Q 4.5 Q 0.7 Q 2.7 Q 4.7 Q 1.1 Q 3.1 Q 5.1 Q 1.3 Q 3.3 Q 5.3 Q 1.5 Q 3.5 Q 5.5 Q 1.7 Q 3.7 Q 5.7
* 可作为输入信号的公共端 ** 数字输出公共端,连接 24V 直流;
通过下表可查出 PP2 模块输入输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系:
端子
1 3
5 7
9 11 13 15 17 19 21 23 25
27, 29
31 33 35 37 39 41 43 45
47, 49 DOCOM ** 48, 50 DOCOM **
X111
I 9.0 I 12.0 I 15.0 I 9.2 I 12.2 I 15.2 I 9.4 I 12.4 I 15.4
I 9.6 I 12.6 I 15.6 I 10.0 I 13.0 I 16.0 I 10.2 I 13.2 I 16.2 I 10.4 I 13.4 I 16.4 I 10.6 I 13.6 I 16.6 I 11.0 I 14.0 I 17.0 I 11.2 I 14.2 I 17.2 I 11.4 I 14.4 I 17.4 I 11.6 I 14.6 I 17.6
Q 6.0 Q 8.0 Q 10.0 Q 6.2 Q 8.2 Q 10.2 Q 6.4 Q 8.4 Q 10.4 Q 6.6 Q 8.6 Q 10.6 Q 7.0 Q 9.0 Q 11.0 Q 7.2 Q 9.2 Q 11.2 Q 7.4 Q 9.4 Q 11.4 Q 7.6 Q 9.6 Q 11.6
X222 X333
0V (DICOM)
无定义
端子
2 4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
28, 30
32 34 36 38 40 42 44 46
X111 X222 X333
24VDC 输出* I 9.1 I 12.1 I 15.1 I 9.3 I 12.3 I 15.3 I 9.5 I 12.5 I 15.5 I 9.7 I 12.7 I 15.7
I 10.1 I 13.1 I 16.1 I 10.3 I 13.3 I 16.3 I 10.5 I 13.5 I 16.5 I 10.7 I 13.7 I 16.7 I 11.1 I 14.1 I 17.1 I 11.3 I 14.3 I 17.3 I 11.5 I 14.5 I 17.5 I 11.7 I 14.7 I 17.7
无定义
Q 6.1 Q 8.1 Q 10.1 Q 6.3 Q 8.3 Q 10.3 Q 6.5 Q 8.5 Q 10.5 Q 6.7 Q 8.7 Q 10.7 Q 7.1 Q 9.1 Q 11.1 Q 7.3 Q 9.3 Q 11.3 Q 7.5 Q 9.5 Q 11.5 Q 7.7 Q 9.7 Q 11.7
* 可作为输入信号的公共端 ** 数字输出公共端,连接 24V 直流;
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2.4.3 机床控制面板(Machine Control Panel
802D 机床控制面板的按键布局
L1 L2 L3
#1 #2 #3
L4 L5 L6
#4 #5 #6
#7 #8 #9
[.]
#10 #11 #12
#13 #14 #15
#16 #17 #18
#19 #20 #21
#22 #23 #24
#25 #26 #27
+X
-X
+Z -Z
%
%
系统提供一种布局与 802S/C 机床控制面板相同的机床 控制面板作为选件。 机床控制面板背后的两个 50 芯扁平电缆插座可通过扁 平电缆与 PP72/48 模块的插座连接。即机床控制面板 的所有按键输入信号和指示灯信号均使用 PP72/48 模 块的输入输出点。 该机床控制面板占用 PP 模块的两个插槽。它们的排列 如下:
MCP
X1201
X1202
输入字节 0 : 对应按键 #1 ~ #8 输入字节 1 : 对应按键 #9 ~ #16 输入字节 2 : 对应按键 #17 ~ #24 输出字节 0 : 6 个对应于用户定义键的发光二极管 输入字节 3 : 对应按键 #25 ~ #27 输入字节 4 : 对应进给倍率开关 (5 位格林码) 输入字节 5 : 对应主轴倍率开关 (5 位格林码) 输出字节 1 : 保留
对应的按键
当然机床制造厂可根据其机床的要求制作自己的机床控 制面板。
2 条扁平电缆可以连接 PP72/48 模块(PROFIBUS 总线地址 9)上任意插座:
PP72/48
X111 IB0, IB1, IB2 QB0, QB1 X222 IB3, IB4, IB5 QB2, QB3 X333 IB6, IB7, IB8 QB4, QB5
2.5 驱动系统和伺服电机
SIMODRIVE611UE 配备 PROFIBUS 接口模块用于速度环和电流环控制。伺服电机采用 1FK6 列,编码器为 1V 上设定一个叠加轴(比如模拟主轴)。例如一个车床系统带有两个数字进给轴和一个模拟主轴 (变频器)正好由一个 611UE 模块实现。611UE 的模拟输出口用于输出主轴速度给定 (±10V),而 611UE 上的数字输出可用于模拟主轴的使能控制。WSG 接口用于连接主轴编码器 (TTL)作为速度反馈。
802D 使用 1FK6 系列进给电机选配 1V 应首先根据其机床选择合适的进给电机和主轴电机,然后选择适合于电机的功率模块以满足电机 的输出功率,最后根据各个电机的功率模块选出匹配的电源馈入模块。滤波器和电抗器应根据电 源馈入模块的功率来选择。
有关驱动系统的配置,请与西门子销售代表联系。
正弦波。系统的位置环由 802D 控制。SIMODRIVE 611UE 还可以在同一模块
pp
输入字节 输出字节
正弦波编码器,使用 1PH7 系列主轴电机。机床制造厂
pp
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2.6 电气设计的重要事项
2.6.1 供电
1. 802D 的供电 802D PCU 和输入输出模块 PP72/48 需要 24V 直流供电。下表中列出了各部件的功耗,作
为选择电源容量的依据之一:
参数 最小 典型 最大 单位
24V 直流稳压电源 纹波
24V 电流消耗* 802D PCU 和键盘的功耗 MCP 的功耗 PP72/48 的功耗**
启动电流(总)
* 基本配置(包括:PCUMCP、键盘和 PP72/48-所有输出开路) ** 正常负载时
PP72/48 的输出信号也需要 24VDC 供电,所需的电流要根据输出点的个数以及输出信号的同
时系数来确定:输出信号所需的电流 = 输出点数 * 0.25 * 同时系数(A)。 为提高系统的可靠性,可使用两个独立的 24V 直流电源,一个用于 802D PCUPP72/48
和输入信号的公共端,而另一电源为 PP72/48 的输出信号供电(接 X111X222X333 端子
47/48/49/50)。两个 24VDC 电源的“0”V 应连通。
Quick Start
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20.4 24 28.8 V
1
3.6 V
50
<5
11
2.6 A
A
W W W
SS
2. 24VDC 电源的选择
建议选用西门子公司的 24V 直流电源:订货号为: 6ES7-307-1EA00-0AA0 注意:若使用非西门子直流电源,请检测电源断电时的输出波形。若波形如右下图所示,
V
西门子电源下电波形
24V
某些电源的下电波形
V
24V
系统最低工作 电压 20.4V
t
t
建议采用下图所示的方式为 802D 系统供电:
24 VDC 0 V
PE
SA1 KA1
KA1
SA2
KA1
SINUMERIK
PCU
0 V
802D
机床主电源开关接通后 24V 直流电源既开始工作,通过操作面板上的开关 SA1802DPCU 加电。
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3. 驱动器供电
三相交流电源通过主电源开关直接连接到电源模块。若配备电抗器,应连接在主电源与电源模 块之间,且与电源模块的连线应尽可能短。断路器可串接在总电源和电抗器之间。
电源模块进线电压的出厂设定为 400VAC ±10%,当电压超出该范围,电源 模块的报警(进线故障灯亮),且“就绪”信号丢失(72 号端子与 73.1 号 端子断开)。
2.6.2 电气柜设计的基本要求
电气柜应具有 IP54 防护等级; 各部件应安装在没有涂漆的镀锌板上; 驱动器,变频器和其他强电电气应尽可能与弱电部件 (如 PCU、PP72/48)等分开安装;在
安装位置上应保证大于 200mm 的间距;
电源电缆(主电源和主电源到驱动器或变频器的电缆)、电机电缆,特别是变频器到主轴电
机的电缆应与信号电缆分开走线,且在电气柜中的长度尽可能短;变频器到主轴电机的电缆 最好采用屏蔽电缆,且需两端接地;
611UE 为变频器提供的模拟给定信号应采用屏蔽电缆与变频器连接,且屏蔽网应 在变频器一
端接地;
电机动力电缆的屏蔽联接喉箍应与屏蔽连接架连接;
1 3 5
2 4 6
SIMODRIVE
屏蔽连接架
屏蔽连接喉箍
屏蔽连接架 与功率模块 连接
若数控系统需要与计算机通讯,应在电气柜中提供计算机所需的单相交流电源,以保证计算
屏蔽网
电机动力电缆
机与数控系统共地。建议选用 RS232 接口隔离器以保护通讯接口;
用于 PCU PP72/48 24VDC 电源的的共地与浮地连接
共地:电源的“0V”与保护地“PE”连通 浮地:电源的“0V”与保护地“PE”断开
系统可以采用浮地连接,但推荐采用共地连接。共地可以保证系统稳定可靠运行 ,但前提条 件是具有良好的“地”。
注意
!
良好的接地是系统稳定可靠运行的保证!
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2.6.3 接地
V
接地标准及办法需遵守国标 GB/T 5226.1-1996(等效 IEC 204-1:1992) “工业机械电气设备
中性线不能作为保护地使用!
PE 接地只能集中在一点接地,接地线截面积必须≥6mm
第一部分:通用技术条件 ”;
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2
,接地线严格禁止出现环绕。
4)
L1 L2 L3
1)
MCP
380VAC
变压器
PE
PCU
接地排
接电气柜壳体
220VAC
L
0V
24VDC
电源
220VAC
0
3)
2,3)
L+
N
PE
M
3)
24VDC 0 V
2)
L N PE
RS232
接口
PE M L+
N
SINUMERIK
802D
PCU
PE
L
隔离器
RS232
PE
接地排
注:
1) L1L2L3 三相中未被其他设备
使用的两相;
2) 只有 PE 接地良好时才能连接,如果不能确定 PE 是否良好,禁止连接;
3) 接地线截面积必须 6mm
4) 接地线截面积必须 10mm
²
,以确保接地效果;
²
,以确保接地效果。
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2.7 系统通电
2.7.1 通电前检查
检查 24VDC 回路有无短路;
如果使用两个 24VDC 电源,检查两个电源的“0V 是否连通;
检查驱动器电源馈入模块和功率模块的直流母线是否可靠连接(直流母线上的所有螺钉必须
牢固旋紧);
检查驱动器电源馈入模块的控制端子 112 9 是否短接;端子 NS1 NS2 是否短接;端子 4863 64 是否分别通过继电器触点与端子 9短接;
检查驱动器功率模块到电机的连线中 UVW 是否连接正确(电缆线上印刷的线标是否与插 头上的线标对应)
检查 611UE X411 接口的信号电缆和功率模块 A1 接口电机电缆是否连接到同一台电机 上;X412 接口的信号电缆和功率模块 A2 接口的电机电缆是否连接到同一台电机上;
检查 611UE 上端子 663 9 是否短接;65A 9 是否短接;65B 9是否短接;
如果使用了 611UE 上的输出点 Q0.AQ1.A,检查 611UE 上的 24VDC电源 P24 M24
否连接。
2.7.2 第一次通电
如果通电前检查无误,则可以给系统加电。合上系统的主电源开关,802D PCUPP72/48, 以及驱动器均通电:
驱动器:
○ 电源模块:只有绿灯亮,表示主电源接通,但无使能、无报警; ○ 611UE 模块:标有 R/F 的红灯亮,且液晶窗口显示:A1106 – 表示
611UE 出厂设定,既没有设定电机数据;
○ 总线接口模块:红灯亮 – 表示总线无数据交换
PP72/48 上标有“POWER
绪,且有总线数据交换; 注意:如果“EXCHANGE”绿灯没有亮,则说明总线连接有问题;
802D进入主画面。有报警:
这时进入 802D 的系统画面,找到 PLC 状态表。在状态表上应该能够看到所有输入信号的状 态(如操作面板上的按键状态,行程开关的通断状态等);
注意:如果看不到输入信号的状态,请检查总线连接或输入信号的公共端;
和“EXCHANGE” 的两个绿灯亮 – 表示 PP72/48 模块就
380021 – PROFIBUS DP: 缺省 SDB1000 已被加载 04060 – 标准机床数据已加载
1 3 5
2 4 6
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3 PLC 的调试
一般情况下,在 802D 的各个部件连接完毕后,则需开始调试 PLC的控制逻辑。至关重要的是必 须在所有有关 PLC 的安全功能全部准确无误后,才能开始调试驱动器和 802D参数的调试。
3.1 PLC 应用程序的设计
利用 PLC 子程序库可非常迅速地建立一个 PLC 应用程序。在开始设计 PLC 应用程序之前,请详 细阅读《802D PLC 子程序库说明》;PLC 编程软件的使用请参阅软件内的在线帮助,PLC
NCK 的接口信号定义见第 11 章,PLC 指令集见第 12章。 802D 为用户提供了三种类型的 PLC 机床参数。它们是 32 16 位整型数 -MD14510[0]~[31]
32 个 8 位十六进制数 - MD14512[0]~[31]和 8 个 32 位浮点数 -MD14514[0]~[7]PLC 机床参数
可以使 PLC 应用程序更加灵活。但必须注意的是,如果使用了 PLC 机床参数,一定要在 PLC 应 用程序中考虑其取值范围。
为简化系统设计,可利用 PLC 应用程序对驱动器电源馈入模块的控制端子进行控制。控制功能由 子程序 33 – EMG_STOP 实现。
PP72/48
I0.0 I0.1
连接实例
24VDC
Quick Start
SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
X111
电源模块
74
73.2
73.1
内部接触器: 驱动器就绪
72
Q1.5 Q1.6 Q1.7
X121
X161
53 52 51
63
9 9
64
19
9
112
48
内部接触器:
2
t
I
或温度报警
脉冲使能
驱动器使能
接触器控制
将所有 611UE 模块的端子 663和端子 9 短接,端子 65A、端子 65B和端子 9 短接。802D
PLC 对电源馈入模块的端子 48(控制接触器)、端子 63(脉冲使能)和端子 64(控制器 使能)进行控制。并且
通过 PLC 监控电源馈入模块的端子 72(模块就绪)和端子 52 I
2
t 和温度报警),并在报警
出现自动启动急停过程。
注意
!
出于安全原因,请对所使用的子程序库中的子程序进行全面测试,确保子程序的功能在与您 的程序联在一起后正确无误。
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Quick Start SINUMERIK 802D 新一代经济型数控系统
3.2 PLC 用户程序的调试
RS 232 电缆
注意
!
带电连接 RS-232 通讯电缆有可能损坏通讯接口!
802D 必须进入联机方式:系统PLC→STEP7 连接设定通讯参数选择“连接开启”;
启动 PLC 编程工具,进入通讯画面,设定通讯参数; 首先要拥有一个编译 无误的 PLC 应用程序,然后才能利用 PLC 编程工具软件将该应用
首先利用准备好的“802D调试电缆”将计算机和 802D COM1连接起来;
程序下载 的状态;(不包括局部变量 L 的状态);可利用
叉引用表”
如果 PLC 应用程序是在子程序库基础上建立的,需要在制造商的级别下(口令:
EVENING)设定相关的 PLC 机床参数,如 MD14510[16]– 机床类型:1 表示车床,2 表示 铣床;请参阅《PLC 子程序库说明》;
在调试急停处理子程序时,由于此时驱动器尚未进入正常工作状态,故不能提供“就绪信
M
号”(既电源馈入模块的端子 72 73.1不能闭合),因此急停不能正常退出。
可设定 PLC 参数 MD14512[16]Bit0=1 – 调试方式,或 将端子 72 73.1短接,急停即可正常退出;
M
注意
!
在调试完毕后必须将参数 MD14512[16]Bit0=0,或将端子 7273.1之间的短接线去掉。
3.3 PLC 用户报警
PLC 报警是最有效的诊断手段之一。在下图所示的例子中,利用继电器和接触器的辅助触点作为 检测信号,这样一旦冷却泵不工作,通过 PLC 用户报警,可以给操作人员或维护人员明确的诊断 信息。
Q1.7
802D 中;下载成功后,需要启动 PLC 应用程序;可利用 监控梯图
监控内部地址的状态;还可利用“交
来检查是否有地址冲突;
24VDC
接触器电源
PP72/48
I1.0 I1.1 I1.2 I1.3
KA1
KM2
冷却泵电机
M
冷却电机过载信号 冷却液液位检测信号
SINUMERIK 802D 报警系统提供了 64 PLC 用户报警。 每个报警对应一个报警变量(与报警文 本相关),每个报警对应一个设定报警属性的机床参数 MD14516
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