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西門子數控系統維修

更新時間:2018-05-13

簡要描述:

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●PLC模塊 

SINUMERIK810D/840D系統的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊,在同一條導軌上從左到右依次為電源模塊(Power Supply),接口模塊(Interface Module)機信號模塊(Signal Module)。的CPU與NC的CPU是集成在CCU或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)是用于級之間互連的。 

信號模塊(SM)使用與機床PLC輸入/輸出的模塊,有輸入型和輸出型兩種。 

硬件的接口 

一.840D系統的接口 

q 840D系統的MMC,HHU,MCP都通過一根MPI電纜掛在NCU上面,MPI是西門子PLC的一個多點通訊協議,因而該協議具有開放性,而OPI是840D系統針對NC部分的部件的一個特殊的通訊協議,是MPI的一個特例,不具有開放性,它比傳統的MPI通訊速度要快,MPI的通訊速度是187.5K波特率,而OPI是1.5M。 

q NCU上面除了一個OPI端口外,還有一個MPI,一個Profibus接口,Profibus接口可以接所有的具有Profibus通訊能力的設備。Profibus的通訊電纜和MPI的電纜一樣,都是一根雙芯的屏蔽電纜。 

在MPI,OPI和Profibus的通訊電纜兩端都要接終端電阻,阻值是220歐,所有如果要檢測電纜的好壞情況,可以在NCU端打開插座的封蓋,量A,B兩線間的電阻,正常情況下應該為110歐。 

二.611系列驅動的組成與接口 

1.611系列的驅動分成模擬611A,數字611D和通用型611U。都是模塊化結構,主要有以下幾個模塊組成: 

?電源模塊 電源模塊是提供驅動和數控系統的電源,包括維持系統正常工作的弱電和供給功率模塊用的600V直流電壓。根據直流電壓控制方式,它又分為開環控制的UE模塊和閉環控制的I/R模塊,UE模塊沒有電源的回饋系統,其直流電壓正常時為570V左右,而當制動能量大時,電壓可高達640多伏。I/R模塊的電壓一直維持在600V左右 

?控制模塊 控制模塊實現對伺服軸的速度環和電流環的閉環控制 

?功率模塊 對伺服電機提供頻率和電壓可變的交流電源 

?監控模塊 主要是對電源模塊弱電供電能力的補充。 

?濾波模塊 對電源進行濾波作用。 

?電抗 對電壓起到平穩作用。 

2.611電源模塊的接口信號 

611模塊的接口信號有以下幾組: 

(1)電源接口 

U1 V1 W1: 主控制回路三相電輸入端口 

X181:工作電源的輸入端口,使用時常常與主電源短接,有的系統為了讓機床在斷電后驅動還能正常工作一段時間,把600V的電壓端子與P500 M500端子短接,這樣由于600V電壓不能馬上放電完畢,還能維持驅動控制板的正常工作一段時間。P600M600是600V直流電壓輸出端子。 

(2)控制接口 

64:控制使能輸入,該信號同時對所有連接的模塊有效,該信號取消時,所有的軸的速度給定電壓為零,軸以zui大的加速度停車。延遲一定的時間后,取消脈沖使能 

63:脈沖使能輸入,該信號同時對所有連接的模塊有效,該信號取消后,所有的軸的電源取消,軸以自由運動的形式停車。 

48:主回路繼電器,該信號斷開時,主控制回路電源主繼電器斷開。 

112:調試或標準方式,該信號一般用在傳輸線的調試中,一般情況接到系統的24V上。 

X121:模塊準備好信號和模塊的過熱信號。準備號信號與模塊的撥碼開關的設置有關,當S1.2=ON時,模塊有故障時,準備好信號取消,而S1.2=OFF時,模塊有故障和使能(63,64)信號取消時,都會取消準備好信號,因此在更換該模塊的時候要檢查模塊頂部的撥碼開關的設置,否則模塊可能會工作不正常。所有的模塊過載和連接的電機過熱都會觸發過熱報警輸出。 

NS1/NS2:主繼電器閉合使能,只有該信號為高電平時,主繼電器才可能得電。該信號常用來作主繼電器閉合的連鎖條件。 

AS1/AS2:主繼電器狀態,該信號反映主繼電器的閉合狀態,主繼電器閉合時為高電平。 

9/19/R:9是24V輸出電壓,19是24V的地,R為模塊的報警復位信號。 

(3)其它輔助接口 

X351:設備總線 ,為后面連接的模塊供電用。 

X141:電壓檢測端子,供診斷和其它用途用。 

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

?10:N24,-24V ?15:M,0V 

q 電源模塊上面有6個指示燈,分別指示模塊的故障和工作狀態。一般正常情況下綠燈亮表示使能信號丟失(63和64),黃燈亮表示模塊準備好信號,這時600V直流電壓已經達到系統正常工作的允許值。 

電源模塊正常工作的使能條件: 

48,112,63,64接高電平,NS1和NS2短 接,顯示為一個黃燈亮,其它燈都不亮。直流母線電壓應在600V左右. 

3.611驅動控制模塊接口信號 

(1)611D驅動控制模塊接口信號 

 611D控制模塊與數控系統主要是通過一根數據總線相連,基本沒有太多的接口信號。 

X431: 軸脈沖使能,該信號為低電平時,該軸的電源撤消,一般這個信號直接與24V短接 

X432: BERO 端子,該接口用作BERO開關信號的輸入口。 

X34,X35模擬輸出口,其中有兩個模擬口(X1,X2 )用作模塊診斷測試用,它可以用來跟蹤一些數字量,比如轉速,電壓和電流等并把它轉換成0到5V的模擬電壓輸出,具體的輸出信號可以通過數控系統選擇,Ir模擬輸出口是固定輸出電機R相的電流的模擬值。 

X411: 電機編碼器接口,輸入電機的編碼器信號,還有電機的熱敏電阻,其中電機的熱敏電阻值是通過該插座的13和25腳輸入,該熱敏電阻在常溫下為580歐,155度時大于1200歐,這時控制板關斷電機電源并產生電機過熱報警。(1PH7電機溫度檢測信號連接同1FT6/1FK6電機) 

X411: 直接測量系統輸入口,輸入直接位置測量信號,一般為正余弦電壓信號 

* 611D的控制板的速度環和電流環的參數設置在NCK里面,故更換控制板后不需要重新設置參數。 

(2)611A控制模塊接口信號 

611A控制模塊與1FT5電機構成伺服驅動機構,完成速度環和電流環的控制,其速度環和電流環的參數都保存在控制板上,故更換該板要注意參數的設置。接口信號如下: 

X311: 電機反饋接口,電機的速度實際值和電機的熱敏電阻值都通過它輸入到控制板里,1FT5電機的速度檢測是通過一個測速發電機來實現的,而電機轉子的位置是通過18個霍而元件來檢測的。電機內的熱敏電阻值是通過該插座的11和12腳信號輸入, 在常溫下小于250歐,當電機內部溫度達到155度時電阻大約是1000歐,控制板這時關斷電源,并發出報警信號。 

X321: 設定端子,速度的給定值通過該端子的56和14輸入,一般來講,給定值是正負0到10V的電壓。 

X331: 使能端子:相應模塊的使能信號輸入,663是脈沖使能,與電源模塊的63作用差不多,只是它僅作用于單個的軸模塊。65是控制使能,常常把它和NC側給定信號的控制使能相連。 

X341: 模塊狀態輸出接口,輸出模塊的狀態信息,如模塊準備好信號,報警等 

西門子數控系統調試,編程和維修概要(三) 

——西門子數控系統調試,編程和維修概要 

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