西门子数控系统基本构成
一.西门子840D系统的组成
SINUMERIK840D是由数控及驱动单元(CCU或NCU),MMC,PLC模块三部分组成,由于在集成系统时,总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起,并用设备总线互相连接,因此在说明时将二者划归一处。
1.人机界面
人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成:
MMC包括:
- OP单元
- MMC
- MCP三部分。
MMC实际上就是一台计算机,有自己立的CPU,还可以带硬盘,带软驱;OP单元正是这台计算机的显示器,而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。
a.MMC
我们常用的MMC有两种:
MMCC100.2
MMC103
其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘;而MMC103的CPU为奔腾,可以带硬盘,一般的,用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103。
PCU(PC UNIT)是为配合西门子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、 OP15等而开发的MMC模块,目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2,不带硬盘,但可以带软驱。PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘,与MMC不同的是:PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI, HMI有分为两种:嵌入式HMI和HMI。一般标准供货时,PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载HMI
b.OP
OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求,西门子为用户选配不同的OP单元,如:OP030,OP031,OP032,OP032S等,其中OP031为常用
c.MCP
MCP是为数控机床而配置的,它也是OPI上的一个节点,根据应用场合不同,其布局也不同,目前,有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D,MCP的MPI地址分别为14和6,用MCP后面的S3开关设定
对于SINUMERIK840D应用了MPI(Multiple Point Interface)总线技术,传输速率为187.5k/秒,OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率,又有OPI(Operator PanelInterface)总线,它的传输速率为1.5M/秒
2.数控及驱动单元
a.NCU数控单元
SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU(Numenrical Controlunit)单元:控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯 它由一个COM CPU板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成
根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,NCU分为NCU561.2,NCU571.2, NCU572.2,NCU573.2(12轴),NCU573.2(31轴)等若干种,同样,NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片,包括相应的数控软件和PLC控制软件,并且带有MPI或Profibus借口,RS232借口,手轮及测量接口,PCMCIA卡插槽等,所不同的是NCU单元很薄,所有的驱动模块均排列在其右侧
b.数字驱动
数字伺服:运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6(1FK6)电机组成 SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分:电源模块+驱动模块(功率模块)
电源模块:主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源,产生母线电压,同时监测电源和模块状态。
S120驱动系统驱动第三方同步伺服电机时,需要确定电气磁位置。对于具有位置信息(如带有编码器或带有C/D信号的增量编码器,或带有两旋转变压器)且已经进行机械校准的同步电机不需要进行磁位置识别。
S120驱动系统驱动第三方同步伺服电机时,需要确定电气磁位置。对于具有位置信息(如带有编码器或带有C/D信号的增量编码器,或带有两旋转变压器)且已经进行机械校准的同步电机不需要进行磁位置识别。除此之外的以下情况均需进行磁位置识别:
1. 未进行机械校准的具有位置信息的同步电机
2. 带有增量编码器(无C/D信号)的同步电机
3. 带有多旋转变压器的同步电机
4. 更换了编码器的同步电机
5. 不带编码器的同步电机
对于第三方具有位置信息的同步伺服电机和更换了编码器或带有C/D信号的增量编码器或两旋转变压器的同步电机需要进行一次性磁位置识别,设置如下:
1. 通过 p1980 选择一个方法。
2. 设置 p1990 = 1,启动一次性磁位置识别。
---在给出下一个脉冲使能信号时会执行测量,并将测出的角度差(p1984)记录在p0431 中,辨识完成后P1990会自动变回0。需要执行“copy RAM to ROM”的操作以保存参数。
对于带有增量编码器(无C/D信号)或多旋转变压器的同步电机以及不带编码器的第三方同步伺服电机需要进行磁位置识别,设置如下:
1. 通过 p1980 选择一个方法。
2. 设置 p1982 = 1,启动磁位置识别。
---在每一次给出脉冲使能信号后都会执行一次磁位置识别。
控制单元 CU320‑2
CU320‑2 控制单元用于多个传动装置。此时,以下设备可通过控制单元 CU320‑2 运行。
•V/f 模式下多 12 个转动装置,或
•伺服或矢量控制模式下组多 6 个传动装置。
CU320-2 控制单元可用于在多个传动装置间建立连接,并实现简单工艺功能。
SIMOTION D 控制单元
SIMOTION D 控制单元用于实现协调运动控制,如同步运行、电子齿轮、凸轮或复杂工艺功能。
SIMOTION D 控制单元具有一系列性能型号:
•SIMOTION D410-2,用于控制 1 到 3 个轴
•SIMOTION D425‑2,用于控制多 16 个轴
•SIMOTION D435‑2,用于控制多 32 个轴
•SIMOTION D445‑2,用于控制多 64 个轴
•SIMOTION D455‑2,用于控制多 128 个轴
STARTER 调试工具用于对各种类型控制单元进行调试和诊断。SIMOTION D 控制单元需要使用 SCOUT 工程软件(包含 STARTER 工具)。
STARTER 和 SCOUT 的详细信息,请参见“工程组态软件”和“SIMOTION 运动控制系统”。
的 SINAMICS S120 传动系统由一个 CU310 2 控制单元和一个变频装置组成。变频装置中集成有一个进线整流器、一个直流回路和一个用于为电机供电的逆变器。
CANopen是CIA定义的基于CAN总线和CAL的通信模型。 它使得在同一总线上使用不同厂家生产的设备变的更加容易,CAL中自动化应用功能的子集被定义为CANopen通信协议CIA DS 301。
在哪里可以找到关于CANopen通讯的相关信息?
CANopen是一种“面向消息的总线”(而不是“面向节点的总线”),即传输消息到总线的决定仅取决于总线节点本身。一条消息可以不通过总线节点传输,也可以通过一个或多个总线节点传输。CAN网络是基于消息分配系统原理的。 这意味着传输到总线的消息通常都可以用于所有网络节点,并由它们的CAN控制器(硬件)接收。在CAN控制器中实现的接收/消息过滤
终端模块 TM15 的状态通过一个多色 LED 来显示。
TM15 端子模块通过 DRIVE-CLiQ 与 CU310、CU320-2 或 SIMOTION D 控制单元通讯。
TM15 端子模块连接示例
TM31 端子模块
使用端子模块 TM31,可以扩展驱动系统内部现有数字量输入和数字量输出以及模拟量输入和模拟量输出的数量。
TM31 端子模块还具有与转换触点的继电器输出和温度传感器输入的功能。
在终端模块 TM31 上提供有以下接口:
8 点数字量输入
4 个双向数字输入/输出
2个带转换触点的继电器输出
2 点模拟量输入
2 点模拟量输出
1 点温度传感器输入(KTY84130 或 PTC)
2 个 DRIVE-CLiQ 插座
1 个供电接口,用于通过 24 V DC 电源连接器供电
1 个 PE (保护用地线)连接
端子模块 TM31 的状态通过一个多色 LED 来显示。
TM31 终端模块可卡装在符合 EN 60715 (IEC 60715) 标准的 TH 35 顶帽式导轨上
CBE30-2 通信板可用于为 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 提供另一个 PROFINET 接口。
另一个 PROFINET 接口的应用如下:
两个立网络(例如,一个本地网络和一个上层网络)
地址空间可加倍为 2 × 4 KB
可连接的设备的数量可加倍为 2 × 64
分离为高速和低速总线系统/执行系统是为了利用控制器容量(仅适用于 SIMOTION D435-2 DP/PN、D445-2 DP/PN 和 D455-2 DP/PN)
CBE30-2 通信板具备以下功能:
PROFINET IO 控制器、智能设备(也可同时支持控制器和设备)
100 Mbps 全双工/自动交叉
支持 PROFINET IO 的实时类别:
RT(实时)
IRT(等时同步实时)
将分布式 I/O 作为 PROFINET IO 设备集成
按照 V4 规范,通过 PROFIdrive 将各变频器作为 PROFINET IO 设备集成
支持标准以太信,例如
与 SIMOTION SCOUT 接口
连接 HMI 系统
通过 TCP/IP 或 UDP 通信与任何其它设备通信
集成式 4 端换机,带 4 个 RJ45 接口。因此,无需附加交换机即可组态拓扑(总线型、星型、树型)。
支持介质冗余 (MRP/MRPD)。
CBE30-2 通信板插在 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 的选件插槽中。
注意
CBE30-2 通信板只能与 SIMOTION D4x5-2 DP/PN 控制单元结合使用
单轴控制的AC/AC变频器,通常又称为SINAMICS S120单轴交流驱动器,其结构形式为电源模块和电机模块集在一起,特别适用于单轴的速度和定位控制
LOGO!使用非常简单:
36 种不同功能:
用于电气工程的基本功能(例如:与、或)以及功能(例如:计数器,闭锁继电器,PI 控制器)。
只需通过键盘或PC软件将所存储的功能进行作何,即可轻松进行编程。
通过可选的程序模块,可以简单、方便地复制控制程序。
西门子6SE7021-OTA61-Z变频器的操作控制面板PMU液晶显示屏上显示“F008”报警
(1)故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏显示“F008”,复位后显示“009”开机准备,变频器起动,加入给定频率20s后,显示“F008”报警 检查处理(参见图7):检查变频器电压、电流检测集成块N1(TL084)接3脚的电阻R209由4.7Ω变值为888kΩ,接14脚电阻R203由4.7Ω变值为185kΩ。更换新电阻后,正常。
(2)故障现象:上电自检完后,变频器操作控制面板PMU显示屏显示“FOO8”,复位后显示“OO9”,但不能启动。 检查处理(参见图10):检查触发电路检测部分三管V17(5C)集电电阻R152,阻值为1.69kΩ,正常时的电阻值应为1.275kΩ(4只5.1kΩ贴片电阻并联),其中一只电阻烧坏,更换一只新电阻后,正常。
(3)故障现象:上电自检完后,变频器操作控制面板PMU显示屏显示“FOO8”,复位后显示“OO9”,启动后给定频率,20s后跳闸,显示“FOO8”. 检查处理(参见图7):检查电流电压的检测部分运算放大器N1(TL084)集成块第7脚的输出外接电阻R209,电阻值由正常时的47Ω变为888kΩ,第14脚输出外接电阻R203,电阻值由正常值47Ω变为185kΩ,更换新电阻后,正常。
(4)故障现象:操作控制面板PMU显示屏显示“F008”报警,变频器上电自检,显示“009”开机准备状态,但是随后显示“F008”不能启动。 检查处理(参见图7):检查底板电压、电流检测部分,发现R56在线测量阻值为4.3kΩ,正常值为900Ω,用热风拆下测量阻值为1MΩ,已经烧坏。更换新电阻值后,运行正常。
2.5 西门子6SE70系列变频器的操作控制面板PMU液晶显示屏上显示“F011”,报警
(1)故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏显示“F011”报警,不能复位 检查处理(参见图7):电压检测块N1(TL084)7脚外接47Ω电阻变为15Ω,V2(IRF520)G保护电阻由正常阻值10Ω变为340kΩ,更换后,运行正常
(2)故障现象:操作控制面板PMU液晶显示屏显示“F011”报警,且变频器有焦糊味。(版权所有) 检查处理(参见图1、图5、图10):测量N2第20脚输出电压只有5.1V,1脚输出电压为16.5V,检查发现N2第9脚接1kΩ电阻烧坏,N5第1脚接100kΩ电阻变为20MΩ,3脚外接10Ω电阻变为2MΩ,触发板A22第3脚与第4脚接4.7kΩ电阻烧坏,更换上述电阻后,运行正常。 2.6 6SE7022-6TA61-E 变频器上电初始运行正常,10s后就跳闸,显示“F006” 检查处理(参见图10):检查变频器底板,测量各点电压正常,未发现问题,后来将IGBT模块、触发电路板A21、三管V17(5C)、各个管脚重新焊接后,运行正常
西门子工控机常见故障与解决方案
一、打开计算机电源而计算机没有反应:
1、查看电源插座是否有电并与计算机正常连接;
2、检查计算机电源是否能正常工作(开机后电源风扇是否转动),显示器是否与主机连接正常;
3、打开机箱盖查看电源是否与计算机底板或主板连接正常,底板与主板接插处是否松动,开机底板或主板是否上电,ATX电源是否接线有误;
4、拔掉内存条开机是否报警
功能强大的处理器:
该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 2 ns。
大容量工作存储器:
2 MB,用于程序;8 MB,用于数据
采用 SIMATIC 存储卡作为加装存储器;
允许实现例如数据日志和归档等其它功能
灵活的扩展功能:
单层组态多可支持 32 个模块(CPU + 31 个模块)
PM230 电源模块,防护等级 IP20,穿通型,框架型号 FSA 到 FSC(带控制单元和操作面板)
PM230 电源模块适用于采用泵、风机和压缩机等具有平方特性的设备的应用。这些电源模块没有集成的制动斩波器(单象限应用)。
PM230 电源模块仅生成较低电源谐波和视在功率损耗。除了与电能相关的优点外,还会减轻对环境的影响。
推入式和墙壁安装 - 可并排安装
结构紧凑,可使用更小的机柜
通过推入式安装,更容易对机柜进行冷却
开箱即可使用,无需其它选件
在内置的精简型操作员面板 (BOP) 上执行基本操作
框架型号 FSAA 和 FSAB (230 V 1 AC) 与相同功率范围内的框架型号 FSA 相比小 24 %
使用一条电缆将 SINAMICS V20 与终端处的 USS 和 Modbus RTU 相连
便于集成到现有系统中
便于集成到小型自动化系统中
通过标准库和连接宏,调试更方便
用来与控制器进行通信的 Modbus RTU 参数设置具备非常大的灵活性
简便连接到控制系统 (SIMATIC PLC)
可使用动态制动来提高制动性能
变频器 ≥ 7.5 kW 的变频器(底座尺寸 FSD 和 FSE)具有一个集成制动模块。在此情况下,可以直接连接制动电阻器。动态能量以热量形式在制动电阻器中散发,占空比可在 5 % 和 100 % 之间调节
PCU(PC UNIT)是为配合西门子新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、 OP15等而开发的MMC模块,目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2,不带硬盘,但可以带软驱。PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘,与MMC不同的是:PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI, HMI有分为两种:嵌入式HMI和HMI。一般标准供货时,PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载HMI。
b.OP
OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求,西门子为用户选配不同的OP单元,如:OP030,OP031,OP032,OP032S等,其中OP031为常用。
c.MCP
MCP是为数控机床而配置的,它也是OPI上的一个节点,根据应用场合不同,其布局也不同,目前,有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D,MCP的MPI地址分别为14和6,用MCP后面的S3开关设定
西门子轴卡成功机器概念的灵活性
作为 SINAMICS 驱动器系列的组成部分,SINAMICS S120 驱动器是一种模块化系统,用于机械制造和设备工程中的高性能应用。 SINAMICS S120 为广泛的工业应用提供高性能的单轴和多轴驱动器。 凭借可升级性和灵活性,SINAMICS S120 是可以满足更多轴、更高性能不断增长的要求的理想系统。 SINAMICS S120 支持灵活的机器设计,可以更为快速地执行定制的驱动器解决方案。可以满足不断增长的要求。
必须以较底的成本建造现代机器,但要输出更大的生产率。 SINAMICS S120 驱动器概念可以应用这些挑战! 它易于组态,因此,有助于缩短项目完工时间。 它出色的动态响应和精度允许大生产率的更高循环速率。
机器和设备工程中的应用
不论应用是否涉及连续材料网络或循环、高动态过程 – SINAMICS S120 可以提高许多领域的机器性能:
< >包装机械塑料加工机器纺织机印刷机器造纸机提升设备搬运和装配系统机床轧钢机测试台SINAMICS S120 专为自由组合功率和控制性能而设计。 使用SINAMICS S120模块化系统可以向单驱动器解决方案一样轻松地实现具有更高层次运动控制功能的多轴驱动器。
西门子轴卡使用控制智能可实现更高的灵活性
在 SINAMICS S120 上,驱动器智能与闭环控制功能一起组合在控制单元中。
这些单元可以在矢量、伺服和V/f 模式中控制驱动器。 它们还可以执行转速和转矩控制功能以及驱动器上所有轴的其他智能驱动器功能。
矢量和伺服控制模式的自由性能选择
对于带有连续材料网络的驱动器解决方案,例如,拉丝机、复膜机和造纸机以及提升装置、离心机和船用驱动器,建议使用 SINAMICS S120 矢量控制。
使用 SINAMICS S120 的伺服控制控制用于、高动态位置控制的循环过程和伺服电机,例如,纺织机、包装机、印刷机和机床。
SINAMICS S120 – 实现更佳效率的功能
< >基本功能: 转速控制、转矩控制、定位功能智能启动功能,用于电源中断后的立重新启动驱动器相关 I/O 互连 BICO 技术,易于使驱动系统适应其操作环境集成安全功能,用于实现安全概念调节的馈电/再生反馈功能,用于防止电源产生不良反应,允许恢复制动能量,确保防止线路波动的更高稳定性。所有 SINAMICS S120 部件(包括电机和编码器)均通过一个被称为 DRIVE - CLiQ 的串行连接接口进行相互连接。 DRIVE-CLiQ 形成整个驱动系统的背板。 采用标准化电缆和连接器,降低了不同部件的种类,并削减了库存成本。 对于其它厂商的电机或者改造应用,可使用变换器标准组件(传感器模板)将常规编码器信号转换成DRIVE-CLiQ
西门子S120轴卡西门子S120轴卡
(1) 每六个月或季度对PLC进行清扫,切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下,进行吹扫、清扫后再依次原位安装好,将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生;
西门子软启动器在日常应用中常出现的故障及相应的对策有那些?
以析软启动器在日常应用中常出现的故障及相应的对策:
1、在调试过程中出现起动报缺相故障,软起动器故障灯亮,电机没反应。出现故障的原因可能是:
① 起动方式采用带电方式时,操作顺序有误。(正确操作顺序应为先送主电源,后送控制电源)
② 电源缺相,软起动器保护动作。(检查电源)
③ 软起动器的输出端未接负载。(输出端接上负载后软起动器才能正常工作)
浔之漫智控技术(上海)有限公司经销/CO-TRUST科思创西门子PLC;S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 触摸屏,变频器,6FC,6SNS120 V10 V60 V80伺服数控备件:原装进口电机,电线,电缆,希望能跟您有更多的合作机会。我公司经营西门子全新原装PLC;S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 触摸屏,变频器,6FC,6SNS120 V10 V60 V80伺服数控备件:原装进口电机(1LA7、1LG4、1LA9、1LE1),国产电机(1LG0,1LE0)大型电机(1LA8,1LA4,1PQ8)伺服电机(1PH,1PM,1FT,1FK,1FS)西门子保内全新原装产品‘质保一年。一年内因产品质量问题免费更换新产品;不收取任何费。欢迎致电咨询。