31数控系统产生报警信息故障诊断与维修Word下载.docx
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3）为便于PLC编程，开发了S7-HiGraph点阵图形辅助编程工具，用于快速、简单的机械运动及时序的逻辑设计。
4）全新的AUTOTURN软件使车削工件的编程大幅度简化，加工计划也可简单的通过按键生成。
5）在SINUMERIK840D和SIMODRIVE611的基础上，只需最少的硬件和软件投资，即可生成易于使用的仿形数字化系统。
3.SINUMERIK802D
SINUMERIK802D全数字式的数控系统是西门子公司推出的一款经济型数控系统，包括面板控制单元（PCU）、键盘、机床控制面板（MCP），SIMODRIVE模块式驱动系统、带编码器的1FK7伺服电机、I/O模块PP72/48、电子手轮等。
其中具有免维护性能的面板控制单元（PCU）是整个系统的核心，具有CNC、PLC、人机界面、通讯等功能。
802D最多可控制4个数字进给轴和一个主轴，其中主轴既有数字接口，也可通过模拟接口控制。
SIMODRIVE模块式驱动系统由电源模块、功率模块、611UE插件构成，可根据机床的实际情况对各个轴分别进行配置。
输入输出模块PP72/48提供72位数字输入和48位数字输出，一个系统最多可配置两块PP72/48。
PCU、SIMODRIVE611UE、PP72/48均有PROFIBUS接口，可通过PROFIBUS电缆将他们连接起来，构成PROFIBUS总线系统，其中PCU为主设备，PP72/48、611UE为从设备，主、从设备均有自己独立的PROFIBUS总线地址。
系统主要特点如下：
1）具有免维护性能的SINUMERIK802D数控系统，其核心部件－PCU（面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体，可靠性高、易于安装。
2）SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴，通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。
3）模块化的驱动装置SIMODRIVE611UE配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。
通过视窗化的调试工具软件，可以便捷到设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。
4）SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制，采用标准的编程语言Micro/WIN进行控制控制逻辑设计。
并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。
SINUMERIK802D主要用于控制车床、钻铣床和加工中心，同时也用于磨床和其他特殊用途机床。
其主要功能为三轴联动，具有直线插补、平面圆弧插补、螺旋线插补、空间圆弧（CIP）插补等控制方式。
同时具有螺纹加工、变距螺纹加工，旋转轴控制，端面和柱面坐标转换（C轴功能），前馈控制、加速度突变限制，程序预读可达35段，刀具寿命监控，主轴准停，刚性攻丝、恒线速切削，FRAME功能（坐标的平移、旋转、镜象、缩放）。
SINUMERIK802D具有非常显著的用户友好操作界面，其单色或彩色10.4英寸TFT显示器，水平安装方式，和垂直安装方式全功能数控键盘，标准机床控制面板，三个手轮接口。
RS232串行接口，生产现场总线接口，标准键盘接口，PC卡插槽（用于数据备份和批量生产）都为操作和编程人员提供了极大的方便。
在具体的操作和显示安排方面，基于人机工程学设计的，符合不同应用水平和应用要求而做出的设计，例如，带有8个水平软键和8个垂直软键的直观操作，对刀及刀具测量，工件坐标系测量，基本坐标偏移，MDA方面端面加工，程序段搜索运行，坐标轴锁定，快速空运行，后台编程，加工外部程序（通过串行接口），示波器、袖珍计算器、和工件计数器，两种语言在线切换，最多16种语言可选择安装，在线公英制切换，机床坐标系、工件坐标系、和相对坐标系显示，加工轨迹实时显示（可辨认快速和加工轨迹），在线帮助，有效G功能和M功能显示，坐标位置、余程以及各轴速度显示。
13.1.2SINUMERIK802D系统连接
1.SINUMERIK802D系统各部件连接及电缆连接如图13－1和图13－2所示：
图13－1802D系统各部件连接
图13－2802D电缆连接图
SINUMERIK802D是基于PROFIBUS总线的数控系统，输入输出信号是通过PROFIBUS传送的，位置调节（速度给定和位置反馈信号）也是通过PROFIBUS完成的，因此PROFIBUS的正确连接是非常重要的，系统提供PROFIBUS的插头和电缆，具体连接如图13－3所示：
图13－3PROFIBUS插头连接图
2.SINUMERIK802DPCU
图13－4为802DPCU的接口示意图：
图13－4802DPCU的接口示意图
1）24VDC电源（X8）：
3芯端子式插座（插头上已标明24V、0V和PE）
2）PROFIBUS（X4）:
9芯孔式D型插座
3）COM1（X6）:
9芯孔式D型插座
4）手轮1～3（X14、X15、X16）：
15芯孔式D型插座
5）手轮电缆插头布局（15芯孔D型插头，与接口X14、X15、X16连接）如表13－1介绍：
表13－1手轮电缆插头
引脚
定义
1
1P5
5V手轮电源
9
2
1M
信号地
10
N.C
3
A-HWx
A相脉冲
11
4
XA-HWx
A相脉冲负
12
5
13
6
B-HWx
B相脉冲
14
7
XB-HWx
B相脉冲负
15
8
状态指示：
前端盖内有4个发光二极管用于状态指示，具体如图13－5所示：
图13－5802DPCU状态指示
3.输入输出模块PP72/48
输入输出模块PP72/48模块可提供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0.25A，同时系数为1），802D系统最多可配置两块PP模块。
PP72/48模块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），如果选择第二块PP72/48，其总线地址应设定为“8”。
输入输出模块PP72/48的地址设置如表13－2，其端口结构如图13－6所示：
表13－2输入输出模块PP72/48的地址设置
模块
具体设置
地址
输入/输出地址分配
模块一
1.X111对应24位输入（I0.0～I2.7）和16位输出（Q0.0～Q1.7）
2.X222对应24位输入（I3.0～I5.7）和16位输出（Q2.0～Q3.7）
3.X333对应24位输入（I6.0～I8.7）和16位输出（Q4.0～Q5.7）
模块二
1.X111对应24位输入（I9.0～I11.7）和16位输出（Q6.0～Q7.7）
2.X222对应24位输入（I12.0～I14.7）和16位输出（Q8.0～Q9.7）
3.X333对应24位输入（I15.0～I17.7）和16位输出（Q10.0～Q11.7）
图13－6PP72/48模块端口结构图
1）24VDC电源（X1）：
3芯端子式插头（插头上已标明24V、0V和PE）
2）PROFIBUS（X2）:
9芯孔式D型插头
3）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）
4）S1:
PROFIBUS地址开关
5）4个发光二极管：
PP72/48的状态显示，具体定义如下表13－2所示：
表13－2PP72/48的状态显示功能
发光二极管
颜色
功能
POWER
绿色
电源指示
READY
红色
PP72/48就绪，但无数据交换
EXCHANGE
PP72/48就绪，PROFIBUS数据交换
OVTEMP
超温指示
4.驱动器的连接如图13－7所示：
图13－7驱动器的连接图
13.2SINUMERIK802D系统电气要求
13.2.1供电要求
1．SINUMERIK802D的PCU和输入输出模块PP72/48需要24V直流供电
2．为了提高系统的可靠性，建议使用两个独立的24V直流电源，一个用于SINUMERIK802D的PCU、PP72/48的输入信号公共端，而另一个电源为PP72/48的输出信号供电（接X111、X222、X333端子47、48、49、50），两个24VDC电源的0V应连通。
3．输入信号的公共端可由PP72/48任意接口的第2脚供电，也可由系统供电的24VDC电源提供（该24V电源的0V应连接到PP72/48每个接口的第1脚）；
4．输出信号的驱动电流由PP72/48各接口的公共端（X111、X222、X333的端子47、48、49、50）提供，输出公共端也可由系统供电的24VDC电源提供，或者采用单独的电源。
如果采用独立电源为输出公共端供电，该电源的0V应与系统24V电源0V连接。
5．三相交流电源通过主电源开关直接连接到电源模块，如配备电抗器，应连接在主电源与电源模块之间，且与电源模块的连线应尽可能短，断路器可串接在总电源和电抗器之间。
13.2.2电气设计要求
1．电气柜应具有IP54防护等级，各部件应安装在涂漆的镀锌板上；
2．驱动器、变频器和其他强电电气应尽可能与弱电部件（如PCU、PP72/48）等分开安装，在安装位置上应保证大于200mm的间距；
3．电源电缆（主电源和主电源到驱动器或变频器的电缆）、电机电缆，特别是变频器到主轴电机的电缆应与信号电缆分开走线，且在电气柜中的长度尽可能短，变频器到主轴电机的电缆最好采用屏蔽电缆，且需两端接地；
4．611UE为变频器提供的模拟给定信号应采用屏蔽电缆与变频器连接，且屏蔽网与在变频器一端接地；
5．电机动力电缆的屏蔽联接喉箍应与屏蔽联接架连接；
6．若数控系统需要与计算机通讯，应在电气柜中提供计算机所需的单相交流电源，与保证计算机与数控系统共地，建议选用RS232接口隔离器以保护通讯接口；
7．用于PCU和PP72/48的24DC电源的共地与浮地连接如下：
（1）共地连接：
电源的“0V”与保护地“PE”连通
（2）浮地连接：
电源的“0V”与保护地“PE”断开
系统可以采用浮地连接，但推荐采用共地连接。
共地可以保证系统稳定可靠运行，但前提条件是具有良好的“地“。
13.2.3接地要求
1．接地标准及办法需遵守国标GB/T5226.1-19969（等效IEC204-1:
1992）“工业机械电气设备第一部分：
通用技术条件”；
2．中性线不能作为保护地使用！
3．PE接地只能集中在一点接地，接地线截面积必须≥6mm2，接地线严格禁止出现环绕；
4．只有PE接地良好时才能连接，如果不能确定PE是否良好，禁止连接。
SINUMERIK802D系统具体接地如图13－8和13－9所示：
图13－8系统接地示意图
图13－9电源接地示意图
13.2.4系统通电
1．通电前检查
1）检查24VDC回路有无短路；
2）如果使用两个24VDC电源，检查两个电源的“0V”是否接通；
3）检查驱动器电源馈入模块和功率模块的直流母线是否可靠连接（直流母线上的所有螺钉必须牢固旋紧）；
4）检查驱动器电源馈入模块的控制端子112和9是否短接；
端子NS1和NS2是否短接；
端子48、63和64是否分别通过继电器触点与端子9连接；
5）检查驱动器功率模块到电机的连线中U、V、W是否连接正确（电缆线上印刷的线标是否与插头上的线标对应）；
6）检查611UE上X411接口的信号电缆和功率模块A1接口的电机电缆是否连接到同一电机上；
X412接口的信号电缆和功率模块A2接口的电机电缆是否连接到同一电机上；
7）检查611UE上端子663和9是否短接；
65A和9是否短接；
65B和9是否短接；
8）如果使用了611UE上的输出点Q0.A和Q1.A，检查611UE上的24VDC电源P24和M24是否连接；
2．系统第一次通电
如果通电前检查无误，则可以给系统通电，合上系统的主电源开关，802D的PCU、PP72/48及驱动器均通电：
1）驱动器：
电源模块：
只有绿灯亮，表示主电源接通，但无使能、无报警；
611UE模块：
标有R/F的红灯亮，且液晶窗口显示“A1106”，表示611UE出厂设定，即没有设定电机数据；
总线接口模块：
红灯亮，表示总线无数据交换。
2）PP72/48上标有“POWER”和“EXCHANGE”的两个绿灯亮，表示PP72/48模块就绪，且有总线数据交换；
如果“EXCHANGE”绿灯没有亮，则说明总线连接有问题；
3）802D进入主画面，有报警：
380021－PROFIBUSDP:
缺省SDB1000已被加载
04060－标准机床数据已加载
这时进入802D的系统画面，找到PLC状态表，在状态表上可以看到所有输入信号的状态（如操作面板上的按键状态，行程开关的通断状态等）；
如果看不到输入信号的状态，应该检查总线连接或输入信号的公共端。
13.3SINUMERIK802D开机调试
13.3.1调试步骤与要求
1.SINUMERIK802D的调试可按下列步骤进行：
（1）系统的连接——正确的连接是系统调试顺利进行的基础；
（2）PLC调试——首先使用安全功能生效（如急停、硬限位等）以及操作功能生效；
（3）驱动器设定——设置电机参数和PROFIBUS总线地址；
（4）NC参数设定——设置控制参数、机械传动参数、速度参数等；
（5）数据备份——是系统正常使用的保证。
2.调试软件及工具要求
SINUMERIK802D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，软件工具包括（在调试开始前需将以下这些软件工具安装到个人计算机中）：
（1）通讯软件WinPCIN——用于802D与计算机之间的数据文件的传输；
（2）文本管理器和工具盒——用于编写及安装PLC报警文本；
（3）PLC编程软件ProgrammingToolPLC802——用于编写PLC应用程序；
（4）PLC子程序库——用于简化PLC应用程序的设计；
（5）驱动器调试软件SimoComU——用于设置及调试驱动器611U。
3．调试计算机的要求
一台个人计算机是调试SINUMERIK802D必不可少的工具，个人计算机应用具有下列基本配置:
（1）操作系统:
Windows95/98/NT/2000/XP；
（2）硬盘容量:
＞1G；
（3）光盘驱动器:
用于安装工具软件；
（4）RS232接口:
用于NC和驱动器的调试；
（5）要求：
必须保证机床电气柜的保护地与计算机的保护地共地，否则可能损坏802D、611U或计算机的硬件。
13.3.2调试工具软件
1.工具软件安装
将工具盒CD插入光盘驱动器，计算机自动进入安装程序，当出现如图13－10工具软件安装画面时，可选择所需的工具软件：
图13－10工具软件安装画面
然后计算机会自动将软件工具安装到个人计算机的硬盘上。
在安装过程中如果采用缺省路径，则软件工具被安装在C盘的:
﹨ProgramFiles﹨Siemens目录下。
安装完毕后，所需的工具软件可以在计算机的Start下找到。
（1）系统初始化文件可在以下路径中找到:
C:
﹨ProgramFiles﹨Siemens﹨Toolbox802D﹨V020206﹨CONFIG
（2）固定循环文件可在以下路径中找到:
C:
﹨ProgramFiles﹨Siemens﹨Toolbox802D﹨V020206﹨CYCLES
2．通讯软件
（1）通讯软件“WinPCIN”的启动
启动“WinPCIN”通讯软件画面如图13－11所示：
图13－11通讯软件画面
（2）通讯软件的主菜单
通讯软件的主菜单画面说明如图13－12所示：
图13－12主菜单画面
（3）RS232接口设定
RS232接口设定画面如图13－13所示
图13－13RS232接口设定画面
（4）802D系统通讯设定
利用通讯软件安装机床初始化文件（WinPCIN选择二进制数据格式，802D选择二进制数据格式），然后启动数据“读入”，由WinPCIN向802D发送初始化文件，802D系统通讯设定画面如图13－14所示：
图13－14802D系统通讯设定画面
3．PLC软件
（1）PLC软件启动
启动PLC软件画面如图13－15所示：
图13－15PLC软件启动画面
（2）PLC软件操作界面
PLC（ProgrammingToolPLC802）的基本操作界面如图13－16所示：
图13－16PLC软件的基本操作界面
在802D的工具盒内提供了PLC子程序库和实例程序。
子程序库的详细内容请参阅“PLC子程序库说明”。
子程序库提供了各种基本子程序，利用PLC子程序库可使PLC应用程序的设计大为简化。
如需将PLC项目文件下载（计算机→802D）、或将802D内部的项目文件上载（802D→计算机）、或联机调试时，PLC编程软件的协议应选择802D（PPI）并且和802D系统设定正确且匹配的通讯参数。
4．驱动器的调试软件
（1）驱动器的调试软件启动
驱动器的调试软件启动通过文本管理器进入，启动驱动器的调试软件画面如图13－17所示：
图13－17驱动器的调试软件画面
（2）驱动器调试软件主画面
驱动器调试软件的主画面如图13－18所示：
图13－18驱动器调试软件的主画面
1）利用SimoComU可设定驱动器的基本参数：
设定与电机和功率模块匹配的基本参数。
该步骤在PLC功能调试完毕后进行；
2）利用SimoComU可实现对驱动器参数的优化：
根据伺服电机实际拖动的机械部件，对611UE速度控制器的参数进行自动优化。
该步骤在NC基本参数调试完毕后进行；
3）利用SimoComU可以监控驱动器的运行状态：
电机的实际电流和实际扭矩。
13.3.3SINUMERIK802D的调试
1．PLC用户程序的调试
一般情况下，在802D的各个部件连接完毕后，则需开始调试PLC的控制逻辑。
至关重要的是必须在所有有关PLC的安全功能全部准确无误后，才能开始调试驱动器和802D参数的调试。
（1）首先利用准备好的“802D调试电缆”将计算机和802D的COM1连接起来；
带电连接RS-232通讯电缆有可能损坏通讯接口！
（2）802D必须进入联机方式:
系统→PLC→STEP7连接→设定通讯参数→“选择连接开启”；
（3）启动PLC编程工具，进入通讯画面，设定通讯参数；
（4）首先要拥有一个编译无误的PLC应用程序，然后才能利用PLC编程工具软件将该应用程序下载到802D中；
下载成功后，需要启动PLC应用程序；
可利用监视梯图的状态；
（不包括局部变量L的状态）；
可监视内部地址的状态；
还可以利用“交叉引用表”来检查是否有地址冲突；
（5）如果PLC应用程序是在子程序库基础上建立的，需要在制造商的级别下（口令：
EVENING）设定相关的PLC机床参数，具体内容请参阅《PLC子程序库说明》；
（6）在调试急停处理子程序时，由于此时驱动器尚未进入正确工作状态，故不能提供“就绪信号”（即电源馈入模块72和73.1不能闭合），因此急停不能正常退出。
可设定PLC参数MD14512【16】bie0=1——调试方式，或将端子72和73.1短接，急停即可退出；
调试完毕后，将参数MD14512【16】bie0=0，或或将端子72和73.1短接线去掉。
2．驱动器的调试
当PLC应用程序的正确无误后，即可进入驱动器的调试。
调试过程如下：
（1）首先利用准备好的“驱动器调试电缆”将计算机与611UE的X471连接起来（带电连接RS-232通讯电缆有可能损坏通讯接口）；
（2）驱动器上电后，在611UE的液晶窗口显示：
“A1106”——表示驱动器没有数据；
R/F红灯亮，总线接口模块上的红灯亮；
（3）从WINDOWS的“开始”中找到驱动器调试工具SimoComU，并启动；
（4）选择联机方式；
（5）配置电机参数：
进入联机画面后，自动进入参数设定画面，可以在软件的提示下进行驱动器参数配置：
1）命名轴名；
2）输入PROFIBUS总线地址：
611U第一单轴模块设为10
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