基于sinumerik802dsl系统的xh400数控铣床电气设计毕业设计论文(编辑修改稿)

基于sinumerik802dsl系统的xh400数控铣床电气设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

的安装及应用的方案，并讨论了 PC 机与铣床之间的通信； 第四章对 SINUMERIK 802D sl系统功能作出说明及相关参数简介； 第五章对铣床电气控制系统的调试作简要介绍； 第六章总结了全文的研究工作，给出了存在的问题和进一步研究的方向。 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 8 第二章 系统各部件的连接 系统各部件介绍 硬件介绍 （ 1） 数控系统 数控系统由： HMI 人机界面； NCK 数控核心部分及 PLC 三部 分组成。 PCU 板是整个系统的核心，它包括了 PLC、 CNC 的控制、处理线路。 SINUMERIK 802D sl数控系统能控制交流伺服电机和数字轴。 图 21 SINUMERIK 802D sl 数控系统 ① 具有如下优点： 使用 DIN 标准编程和 ISO 代码，易于操作 高可靠性 控制系统布线简单且不易受到干扰，结构紧凑 可根据独立需求提供选件 丰富的编程辅助工具，包括循环和轮廓定义 通过 DRIVECliQ 连接的数字式驱动技术 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 9 免维修： 无电池和风扇运行 通过 RCS 802 （选件） 远程诊断 可使用 CF 卡进行机床调试和程序存储 ② 功能： Plus S2 和 Pro S3 型： 5 轴数字驱动，另带 Plus S2 和 Pro S3 型的一个PLC 轴 可任意选择车削、铣削、冲压加工或磨削 可使用一个双极或单极模拟主轴 RS 232 C 接口 集成以太网（ Pro S3 版） 预置机床数据 供货范围中包含 PLC 实例和子程序库 极其简便的 PLC ( SIMATIC S7200) “梯形图”编程 216 个数字输入和 144 个数字输出（ A） 支持 T/M 和 外圆磨削 的用户界面 ③ 下列部件可以集成连接在 SINUMERIK 802D sl 上： 全数控键盘（垂直型或水平型） 最多两个电子手轮 一台小型手持单元（包含一个手轮） 最多 3 个 PP 72/48 I/O 模块 MCPA 模块，用于通过 177。 10 V 接口连接模拟主轴 一个通过 I/O 模块 PP 72/48 连接的机床控制面板 MCP，或者一个通过 MCPA 模块连接的机床控制面板 MCP 802D sl 通过 DRIVECLiQ 连接的驱动系统 SINAMICS S120 （ 2） 机床控制面板的认识 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 X111 X222 X333 三个 I/O 接口插座连接。 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。 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 10 图 22 机床控制面板 ① 具有如下优点： 可方便地通过扁平电缆和链路连接在 MCPA 模块上 尺寸适合 SINUMERIK 802D sl 装备有所有必需的功能组件 ② 功能： 可更换键帽的按键设计，更适于车床和铣床应用 用户指定键，带有 LED 显示 带有常闭触点和常开触 点的急停按钮 两个用于进给轴和主轴驱动装置的倍率修调旋钮 ③ 集成： 机床控制面板 MCP 802D sl 可用于数控系统： SINUMERIK 802D sl。 MCP 802D sl 可以安装在 SINUMERIK 802D sl 中 PCU 的右侧或左侧。 通过两根扁平电缆连接在 MCPA 模块上，该模块安装在 SINUMERIK 802D sl 的 PCU 的背面。 （ 3） 个人计算机 一台个人计算机是调试 SINUMERIK 802D sl必不可少的工具。 注意 事项 ： 在调试 802D sl时，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 sl 或计算机的硬件损坏。 802D sl的 IE 通讯的标准设定为 TCP/IP 协议。 （ 4） 调试电缆 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 11 802D 调试电缆：用于 PLC 编程软件（ Programming Tool PLC 802） 驱动器调试电缆：用于驱动器调试工具软件 SimoComU 的 RS232 通讯电缆。 注意 事项 ： 在调试 802D 或调试驱动器时，个人计算机是必不可少的工具。 且 RS232 通讯电缆又是连接 802D 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、或计算机的硬件损坏。 （ 5） 输入 /输出模块 在 PP72/48 接口模块上分别有： X11 X22 X333 三个 I/O 接口，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 安培，同时系数为 1）。 802D sl 系统最多可配置 3 块 PP 模块。 图 23 I/O 模块 PP72/48 X1 接口接 DC24V 电压； X2 接口接 PROFIBUS 总线接口； S1 为总 线上的开关。 ① 优点 通过 PROFIBUS DP 进行连接 3 个接口，带有 24 个数字量输入和 16 个数字量输出， 24 V DC， A 带有装配板，便于进行装配 集成电源系统 DC 24 V ，输入端与输出端和 PROFIBUS之间电气隔离 ② 集成 I/O 模块 PP 72/48 可用于下列数控系统： SINUMERIK 802D base line； SINUMERIK 802D/802D sl 模块和数字量输出需要 +24 V DC 直流电源供电。 （ 6） 驱动器 驱动器由进线电源和电 机模块组成，进线电源的作用是将 380V 的三相交流电源变成 600V 的直流电源，进线电源分为调节型电源模块（ Active Line Module 缩 ALM）南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 12 和非调节型电源模块（ Smart Line Module 缩写为 SLM）两种。 无论选用 ALM 或 SLM，均需要配置电抗器。 SINAMICS 的电源模块、电机模块均需要 24V 直流供电。 （ 7） 总线 西门子 802D 各系列数控系统是基于 PROFIBUS 总线的数控系统。 总线由：数据线； 地址线； 控制线这三部分构成。 作用：连接 PCU 与 PP72/48 和驱动器。 注意： PCU611UE 上的 S1 为 ON， PP72/48 上的 S1 为 OFF。 软件介绍 （ 1） 运行所需软件 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。 在调试开始前需将这些软件工具安装到个人计算机中。 注意 事项 ： 在安装软件时如果电脑上已有 802D， 802C， 802sl 中的任一种时，应将其卸载掉，否则会导致软件安装不进去。 如果有同种软件同时存在，则会出现高版本的软件覆盖低板本的软件，给调试带来困难，所以在调系统时应根据系统安装相应的软件。 （ 2） .PLC 西门子 802D 的 PLC 控制部分是与 NC 系统共用一个 CPU， PLC 与 CNC 的信息传送在 CNC 内部实现， PLC 与机床间的信息传送则通过 CNC 输入 /输出接口电路实现。 它的 I/O 模块 PP72/48 通过 PROFIBS 与 802D 相连，西门子的 PLC 是不能独立工作的， 它 只是 CNC 功能的扩展，不能独立使用。 系统各部件 的 连接 数控系统与 I/O 模块及驱动器通过 PROFIBUS 总线连接； PCU 与计算机通过 IE以太网网线 连接；机床控制面板与 I/O 模块通过 50 芯扁平电缆连接。 总线 ——紫色的线 电机电源线 ——桔黄线 编码器反馈线 ——绿色的线 PROFIBUS 总线的连接 SINUMERIK 802D sl 是通过 PROFIBUS 总线和 DRIVE CLiQ 总线与外设进南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 13 行通讯的。 总线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。 PCU 为 PROFIBU 的主设备，每个 PROFIBUS 从设备（如 PP72/48）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 两个终端设备的终端电阻开关应拨至 ON 位置。 PP72/48 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）；第二块 PP72/48 的地址应设定为 ―8‖；第三块 PP72/48 的总线地址应设定为 ―7‖。 应把 PROFIBUS 两头的终端电阻拨至 ON，把中间的终端电阻拨至 OFF。 PCU 与 PP72/48 和驱动器的连接 1. PCU 部件接口功能 X4： 3 芯端子式插座（插头上已标明 24V， 0V 和 PE） X1 和 X2： 高速驱动接口 X5： 以太网插座 X6： PROFIBUS 总线接口（ 9 芯孔式 D 型插座） X8： RS232 接口 （ 9 芯针式 D 型插座 ） X9： PS/2 键盘接口 X10： USB 外设接口（保留） X20 数字 I/O 高速输入输出接口（ 12 芯端子） 2. 通过总线连接 图 24 PP72/48 结构图 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 14 X1： 24VDC 电源 3 芯端子式插头（插头上已标明 24V， 0V 和 PE） X2： PROFIBUS 9 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 机床控制面板的接线 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 X111 X222 X333 三个 I/O 接口插座连接。 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 I/O 点。 第一个 PP72/48 模块（总线地址： 9）输入输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系如表 21： 表 21 逻辑地址和接口端子号的对应关系（总线地址： 9） 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 15 第二个 PP72/48 模块（总线地址： 8）输入输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系如表 22： 表 22 逻辑地址和接口端子号的对应关系（总线地址： 8） 第三个 PP72/48 模块（总线地址： 7）输入输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系如表 23： 表 23 逻辑地址和接口端子号的对应关系（总线地址： 7） 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） 16 MCP 对应的按键 X1201 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 X1202 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 X1 – 接 MCP 的 X1201， X2 – 接 MCP 的 X1202 X1021 端子 1 – 接 +24V， X1021 端子 10 – 接 0V 计算机与系统的连接 使用 IE 以太网网线 连接。