西門子CPU數(shù)控板 |
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西門子CPU數(shù)控板
ET 200SP是西門子推出的新一代分布式I/O系統(tǒng),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用了與ET 200S類似的緊湊式設(shè)計(jì),目前已覆蓋ET 200S的主要功能,接口模塊IM155-6PN ST與IM155-6 DP HF支持zui多32個(gè)模塊;IM155-6 HF支持zui多64個(gè)模塊,信號(hào)模塊支持熱插拔,集成PROFIenergy功能,I/O模塊支持電源分組,支持組態(tài)控制功能。由于信號(hào)模塊提高了集成度,使得使用ET 200SP配置相同數(shù)量的I/O信號(hào)比使用ET 200S,體積減少50%;改變了模板供電方式,無(wú)需PM-E模板;模板功能進(jìn)行了整合,減少了模塊的種類;系統(tǒng)集成了電源模塊,從而無(wú)需單獨(dú)的電源模塊;采用的100MBit/s 背板總線,使背板數(shù)據(jù)刷新速度得到極大提高;采用快速接線技術(shù),接線無(wú)需工具;安裝導(dǎo)軌為標(biāo)準(zhǔn)的DIN35導(dǎo)軌。 目前ET 200SP的接口模塊有3種類型,分別為IM 155-6 PN ST、IM 155-6 PN HF和IM 155-6 DP HF,主要區(qū)別見下表: 其中BA 2×RJ45標(biāo)準(zhǔn)總線適配器和快連式總線適配器BA2×FC均可用于IM155-6PN ST及IM 155-6PN HF,二者的區(qū)別如下圖1所示:
圖 1 BA 2×RJ45與BA2×FC的區(qū)別 2xRJ45標(biāo)準(zhǔn)總線適配器(Bus Adapter) 使用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接頭 抗震性能可達(dá) 1g 如果插口損壞,只需替換總線適配器 2xFC快連式總線適配器 提高抗震性,可達(dá)5g 提高電磁兼容性 一個(gè)完整的ET 200SP的系統(tǒng)至少由以下部件構(gòu)成: 接口模塊:連接分布式ET 200SP與控制器或DP主站,通過背板總線實(shí)現(xiàn)與I/O模塊的數(shù)據(jù)交換; BaseUnit:信號(hào)模塊安裝的基座,并提供接線端子用于IO信號(hào)的連接及電源信號(hào)的連接,同時(shí)BaseUnit還可提供電源分組功能,該功能的實(shí)現(xiàn)通過選擇帶電源分組功能的BaseUnit實(shí)現(xiàn),帶有電源分組能力的BaseUnit均為淺色,在下列情況下,必須采用帶電源分組能力的BaseUnit;
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河南兆陽(yáng)自動(dòng)化科技有限公司 ? ET 200SP接口模塊后的*BaseUnit; ? 一個(gè)電位組的所有I/O模塊及負(fù)載的總供電負(fù)荷已超過10A; ? 模塊間的AUX輔助接線端子所接電壓等級(jí)不同; ? 由于RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數(shù)字量輸出模塊只能使用不帶電位分組功能的BaseUnit ,因此如果一個(gè)分布式ET 200SP上只有RQ 4×120VDC-230VAC/5A NO ST數(shù)字量輸出模塊,則這些模塊左側(cè)必須有一個(gè)帶電位分組功能的BaseUnit。 I/O模塊:安裝在BaseUint上,用于I/O信號(hào)的處理; 服務(wù)器模塊:完成ET 200SP的組態(tài),并斷開ET 200SP的背板總線,該模塊已包含在ET 200SP接口模塊的訂貨號(hào)中,與接口模塊一同供貨。 一個(gè)完整的ET 200SP系統(tǒng)見下圖2所示:
圖 2 ET200SP系統(tǒng)示意圖 各組件功能見下表:
1.1 I/O模塊上電源電壓狀態(tài)功能介紹(僅適用于PN接口的 ET 200SP) 在組態(tài)軟件中可以為 IM 155-6 PN ST選擇 2 個(gè)組態(tài): ● 不帶輸入數(shù)據(jù)的組態(tài) ● 帶有輸入數(shù)據(jù)的組態(tài) 如使用帶有輸入數(shù)據(jù)的組態(tài),用戶可以對(duì)每個(gè)信號(hào)模塊供電狀態(tài)進(jìn)行診斷,如IM 155-6 PN STzui多支持32個(gè)模塊,每個(gè) I/O 模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)Bit位來(lái)指示本模塊電源電壓L+ 的狀態(tài),該信息在接口模塊輸入數(shù)據(jù)中,字節(jié) 0 到3 如下所示。 通過讀取相應(yīng)的Bit位,可獲得相應(yīng)的模塊電壓L+的狀態(tài)。 對(duì)于IM 155-6 PN HF ,通過組態(tài)不同的服務(wù)器模塊,除可檢測(cè)電源電壓外,還可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)反饋電壓的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè), 西門子CPU數(shù)控板 2 ET 200SP組態(tài) 2.1 ET 200SP組態(tài)要求 TIA Portal從 V11 SP2起可對(duì)ET 200SP進(jìn)行配置(需安裝HSP0024),更高版本的TIA Portal已將ET 200SP在硬件中集成。 STEP7 V5.5 從SP2 開始,可通過安裝GSD文件的方法對(duì)ET 200SP進(jìn)行配置,ET 200SP PROFINET接口模塊IM 155-6 PN ST(6ES7155-6AA00-0BN0)和IM 155-6 PN HF (6ES7155-6AU00-0CN0) ET 200SP PROFIBUS接口模塊IM 155-6 DP HF(6ES7155-6BA00-0CN0) 本文檔實(shí)際的硬件配置如下圖3所示,該ET 200SP由從左至右依次為AI、AQ、DI和DQ,模擬量模塊通常接各種儀表信號(hào),數(shù)字量輸入模塊通常接開關(guān)/按鈕,數(shù)字量輸出模塊通常接指示燈及繼電器等,如用戶希望模擬量信號(hào)與數(shù)字量信號(hào)供電的分開,以便于日后的維護(hù),則此類要求也可通過電源分組來(lái)實(shí)現(xiàn),圖3的電源分組情況即按照此類要求進(jìn)行配置,詳見下圖:
圖 3 ET 200SP實(shí)際配置 2.1.1 在TIA Portal中的組態(tài)步驟本節(jié)主要講述如何在TIA Portal中配置分布式IO站ET 200SP的操作步驟,所使用軟件為STEP7 Professional V12。 打開“TIA Portal V12”,點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”根據(jù)實(shí)際的控制器型號(hào),添加一個(gè)新的設(shè)備,這里以一個(gè)S7-1500 CPU 1516-3PN/DP為例進(jìn)行操作,如下圖4所示。
圖 4添加控制器 控制器添加成功后,在控制器的“屬性”—>“常規(guī)”—>“PROFINET接口”—>“以太網(wǎng)地址”菜單下激活控制器的PN接口,并為此PN口分配IP地址,子網(wǎng)掩碼等;如果需要,可修改該P(yáng)N口的PROFINET設(shè)備名稱。
圖 5網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 轉(zhuǎn)到“網(wǎng)絡(luò)視圖”下,從“硬件目錄”—>“分布式IO”,添加一個(gè)ET 200SP站。
圖 6添加ET 200SP 點(diǎn)擊該ET 200SP站圖標(biāo)左下方的“未分配”,從列出的PROFINET IO控制器中,選擇該ET 200SP要連接的控制器接口;或者也可以直接用拖拽的方式,用鼠標(biāo)從控制器相應(yīng)的PN口和IO 設(shè)備的PN口之間建立Profinet的連接關(guān)系,如圖7所示。
圖 7分配IO控制器 Profinet的控制器和IO設(shè)備間的連接關(guān)系建立完畢后,ET 200SP和其所屬的PROFINET 控制器之間出現(xiàn)了如右圖所示的一條斷續(xù)的綠線,同時(shí)IO 設(shè)備的左下角出現(xiàn)PLC_1字樣,表明控制器與IO設(shè)備間的PROFINET 連接建立完成,見圖8。
圖 8 IO控制器分配完成 打開“設(shè)備視圖”界面,根據(jù)實(shí)際模塊配置數(shù)量及前后順序,從右側(cè)“硬件目錄”中選擇相應(yīng)的模板進(jìn)行組態(tài),該步驟不再詳細(xì)闡述,需要注意的是,在ET 200SP中,“服務(wù)器模塊”必須要手動(dòng)添加到硬件組態(tài)中,否則硬件編譯不能通過。實(shí)例中從左到右依次組態(tài)了AI-AO-DI-DO四個(gè)模板。
圖 9配置服務(wù)器模塊 根據(jù)圖1所示的實(shí)際電位組分組情況,對(duì)電位組進(jìn)行分組。如右圖所示,4個(gè)模塊分2個(gè)電位組,模擬量為1組,數(shù)字量為1組,則需要在DI模塊的“常規(guī)”—“電位組”下選擇“啟用新的電位組”。每個(gè)電位組的*個(gè)模塊需要供電,且BaseUnit顏色在組態(tài)中也變?yōu)榘咨,與實(shí)際顏色*,如下圖 10所示。
圖 10創(chuàng)建一個(gè)新電位組 根據(jù)實(shí)際信號(hào)類型,打開模板的“屬性”--“常規(guī)”,對(duì)每個(gè)模板進(jìn)行組態(tài);如需相關(guān)診斷功能,則需激活相應(yīng)的設(shè)置,具體步驟不再闡述,操作界面如下圖11所示。
圖 11設(shè)置診斷信息 如果需要,可打開接口模板的“屬性”—“PROFINET接口”頁(yè)面,對(duì)ET 200SP的IP地址,設(shè)備名稱進(jìn)行修改;也可根據(jù)實(shí)際需要,修改數(shù)據(jù)刷新時(shí)間等參數(shù)。 圖 12修改PROFINET參數(shù) 至此,ET 200SP在TIA Portal中的組態(tài)已完成,項(xiàng)目編譯無(wú)誤后,可將項(xiàng)目下載到PLC,之后需要為ET 200SP分配設(shè)備名稱,在“網(wǎng)絡(luò)視圖”下鼠標(biāo)點(diǎn)擊PROFINET網(wǎng)絡(luò)后點(diǎn)右鍵,在彈出的菜單中選擇“分配設(shè)備名稱”,如下圖所示。
圖 13分配設(shè)備名稱1 在彈出的“分配PROFINET設(shè)備名稱”界面中,通過下拉菜單,選擇需要分配的設(shè)備名稱,可以通過“僅顯示同一類設(shè)備”等選項(xiàng),對(duì)可訪問的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行過濾,如果有多個(gè)ET 200SP無(wú)法區(qū)分,可通過ET 200SP接口模塊的“MAC address”進(jìn)行區(qū)分,或者通過選中所列出的設(shè)備后,點(diǎn)左側(cè)的“閃爍LED”按鈕,對(duì)應(yīng)的ET 200SP的LED燈會(huì)閃爍。確定設(shè)備后,點(diǎn)擊所選的設(shè)備,點(diǎn)右側(cè)的“Assign name”按鈕分配設(shè)備名稱,如下圖所示:
圖 14分配設(shè)備名稱2 分配完設(shè)備名稱后,可點(diǎn)擊如下圖所示的刷新按鈕進(jìn)行查看,可以看到ET 200SP已獲得設(shè)備名稱及IP地址,IP地址無(wú)須單獨(dú)分配,分配設(shè)備名稱后,IP地址會(huì)自動(dòng)分配下去。如下圖所示:
產(chǎn)品功能控制類型 采用32位微處理器、實(shí)現(xiàn)CNC控制,用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。 機(jī)床配置 可實(shí)現(xiàn)鉆、車、銑、磨、切割、沖、激光加工和搬運(yùn)設(shè)備的控制,備有全數(shù)字化的SIMDRIVE611數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊:最多可以控制31個(gè)進(jìn)給軸和主軸.進(jìn)給和快速進(jìn)給的速度范圍為100-9999mm/min。其插補(bǔ)功能有樣條插補(bǔ)、三階多項(xiàng)式插補(bǔ)、控制值互聯(lián)和曲線表插補(bǔ),這些功能。為加工各類曲線曲面零件提供了便利條件。此外還具備進(jìn)給軸和主鈾同步操作的功能。 操作方式 其操作方式主要有AUTOMATIC(自動(dòng))、JOG(手動(dòng))、示教(TEACH IN) 手動(dòng)輸入運(yùn)行(MDA) ,自動(dòng)方式:程序的自動(dòng)運(yùn)行,加工程序中斷后,從斷點(diǎn)恢復(fù)運(yùn)行;可進(jìn)行進(jìn)給保持及主軸停止,跳段功能,單段功能,空運(yùn)轉(zhuǎn)。 輪廓和補(bǔ)償 840D可根據(jù)用戶程序進(jìn)行輪廓的沖突檢測(cè)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)入和退出策略及交點(diǎn)計(jì)算、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償棚測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、反向間隙補(bǔ)償、過象限誤差補(bǔ)償?shù)取? NC編程 840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標(biāo)準(zhǔn)(德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)),具有高級(jí)語(yǔ)言編程特色的程序編輯器,可進(jìn)行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程,程序編制與加工可同時(shí)進(jìn)行,系統(tǒng)具備1.5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存,用于零件程序、刀具偏置、補(bǔ)償?shù)拇鎯?chǔ)。 PLC編程 840D的集成式PLC完全以標(biāo)準(zhǔn)sIMAncs7模塊為基礎(chǔ),PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴(kuò)展到288KB,u/o模塊可擴(kuò)展副2048個(gè)輸入/輸出點(diǎn)、PLC程序能以極高的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入,向數(shù)控機(jī)床發(fā)送運(yùn)動(dòng)停止/起動(dòng)等指令。 操作部分硬件 840D系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的PC軟件、硬盤、奔騰處理器,用戶可在Windows98/2000下開發(fā)自定義的界面。此外,2個(gè)通用接過RS232可使主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行通信,用戶還可通過磁盤驅(qū)動(dòng)器接口和打印機(jī)并聯(lián)接口完成程序存儲(chǔ)、讀入及打印工作。 顯示部分 840D提供了多語(yǔ)種的顯示功能,用戶只需按一下按鈕.即可將用戶界面從一種語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為一種語(yǔ)言,系統(tǒng)提供的語(yǔ)言有中文、英語(yǔ)、德語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、法語(yǔ)、意大利語(yǔ):顯示屏上可顯示程序塊、電動(dòng)機(jī)軸位置、操作狀態(tài)等信息。 2.1 西門子數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成 請(qǐng)參閱:SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)操作部件 SIEMENS用于數(shù)控系統(tǒng)的HMI軟件 西門子數(shù)控系統(tǒng)有很多種型號(hào),首先我們來(lái)觀察一下802D所構(gòu)成的實(shí)物圖,SINUMERIK 802D是個(gè)集成的單元,它是由NC以及PLC和人機(jī)界面(HMI)組成,通過PROFIBUS總線連接驅(qū)動(dòng)裝置以及輸入輸出模板,完控制功能。 而在西門子的數(shù)控產(chǎn)品中蕞有特點(diǎn),蕞有代表性的系統(tǒng)應(yīng)該是840D系統(tǒng)。因此,我們可以通過了解西門子840D系統(tǒng),來(lái)了解西門子數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。首先通過以下的實(shí)物圖觀察840D系統(tǒng)。 2.2西門子810D系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 (請(qǐng)參閱:SINUMERIK 810D 840D 簡(jiǎn)明調(diào)試手冊(cè) - 2006版本) SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動(dòng)單元(CCU或NCU),MMC,PLC模塊三部分組成,由于在集成系統(tǒng)時(shí),總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動(dòng)和數(shù)控單元(CCU或NCU)并排放在一起,并用設(shè)備總線互相連接,因此在說明時(shí)將二者劃歸一處。 1. 人機(jī)界面 人機(jī)交換界面負(fù)責(zé)NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成 MMC(Man Machine Communication)包括:OP(Operation panel)單元,MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實(shí)際上就是一臺(tái)計(jì)算機(jī),有自己獨(dú)立的CPU,還可以帶硬盤,帶軟驅(qū);OP單元正是這臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示器,而西門子MMC的控制軟件也在這臺(tái)計(jì)算機(jī)中。 (1)MMC(Man Machine communication) 蕞常用的MMC有兩種:MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤;而MMC103的CPU為奔騰,可以帶硬盤,一般的,用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子蕞新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發(fā)的MMC模塊,目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對(duì)應(yīng)于MMC100.2,不帶硬盤,但可以帶軟驅(qū);PCU50、PCU70對(duì)應(yīng)于MMC103,可以帶硬盤,與MMC不同的是:PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI。 HMI有分為兩種:嵌入式HMI和高級(jí)HMI。一般標(biāo)準(zhǔn)供貨時(shí),PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級(jí)HMI。 (2)OP(Operation pannel) OP單元一般包括一個(gè)10.4〞TFT顯示屏和一個(gè)NC鍵盤。根據(jù)用戶不同的要求,西門子為用戶選配不同的OP單元,如: OP030,OP031,OP032,OP032S等,其中OP031蕞為常用。 (3)、MCP(Machine control pannel) MCP是專門為數(shù)控機(jī)床而配置的,它也是OPI上的一個(gè)節(jié)點(diǎn),根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同,其布局也不同,目前,有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對(duì)810D和840D,MCP的MPI地址分別為14和6,用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定。 對(duì)于SINUMERIK840D應(yīng)用了MPI(Multiple Point Interface)總線技術(shù),傳輸速率為187.5k/秒,OP單元為這個(gè)總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。為提高人機(jī)交互的效率,又有OPI(Operator PanelInterface)總線,它的傳輸速率為1.5M/秒。 2. NCU(Numerical control unit)數(shù)控單元 SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU(Numenrical Controlunit)單元(在810D中稱為CCU(compact control unit)):中央控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機(jī)床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個(gè)COM CPU板. 一個(gè)PLC CPU板和一個(gè)DRIVE板組成. 根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸),NCU573.2(31軸)等若干種,同樣,NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片,包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件,并且?guī)в蠱PI或Profibus接口,RS232接口,手輪及測(cè)量接口,PCMCIA卡插槽等,所不同的是NCU單元很薄,所有的驅(qū)動(dòng)模塊均排列在其右側(cè)。 更多優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品推介:
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