西門子數控系統維修

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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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