西门子数控系统维修

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●PLC模块 

SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块（Power Supply），接口模块（Interface Module）机信号模块（Signal Module）。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的 

电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。 

接口模块（IM）是用于级之间互连的。 

信号模块（SM）使用与机床PLC输入/输出的模块，有输入型和输出型两种。 

硬件的接口 

一．840D系统的接口 

q 840D系统的MMC，HHU，MCP都通过一根MPI电缆挂在NCU上面，MPI是西门子PLC的一个多点通讯协议，因而该协议具有开放性，而OPI是840D系统针对NC部分的部件的一个特殊的通讯协议，是MPI的一个特例，不具有开放性，它比传统的MPI通讯速度要快，MPI的通讯速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。 

q NCU上面除了一个OPI端口外，还有一个MPI，一个Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通讯能力的设备。Profibus的通讯电缆和MPI的电缆一样，都是一根双芯的屏蔽电缆。 

在MPI，OPI和Profibus的通讯电缆两端都要接终端电阻，阻值是220欧，所有如果要检测电缆的好坏情况，可以在NCU端打开插座的封盖，量A，B两线间的电阻，正常情况下应该为110欧。 

二．611系列驱动的组成与接口 

1．611系列的驱动分成模拟611A，数字611D和通用型611U。都是模块化结构，主要有以下几个模块组成： 

?电源模块 电源模块是提供驱动和数控系统的电源，包括维持系统正常工作的弱电和供给功率模块用的600V直流电压。根据直流电压控制方式，它又分为开环控制的UE模块和闭环控制的I/R模块，UE模块没有电源的回馈系统，其直流电压正常时为570V左右，而当制动能量大时，电压可高达640多伏。I/R模块的电压一直维持在600V左右 

?控制模块 控制模块实现对伺服轴的速度环和电流环的闭环控制 

?功率模块 对伺服电机提供频率和电压可变的交流电源 

?监控模块 主要是对电源模块弱电供电能力的补充。 

?滤波模块 对电源进行滤波作用。 

?电抗 对电压起到平稳作用。 

2．611电源模块的接口信号 

611模块的接口信号有以下几组： 

（1）电源接口 

U1 V1 W1： 主控制回路三相电输入端口 

X181：工作电源的输入端口，使用时常常与主电源短接，有的系统为了让机床在断电后驱动还能正常工作一段时间，把600V的电压端子与P500 M500端子短接，这样由于600V电压不能马上放电完毕，还能维持驱动控制板的正常工作一段时间。P600M600是600V直流电压输出端子。 

（2）控制接口 

64：控制使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消时，所有的轴的速度给定电压为零，轴以zui大的加速度停车。延迟一定的时间后，取消脉冲使能 

63：脉冲使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消后，所有的轴的电源取消，轴以自由运动的形式停车。 

48：主回路继电器，该信号断开时，主控制回路电源主继电器断开。 

112：调试或标准方式，该信号一般用在传输线的调试中，一般情况接到系统的24V上。 

X121：模块准备好信号和模块的过热信号。准备号信号与模块的拨码开关的设置有关，当S1.2=ON时，模块有故障时，准备好信号取消，而S1.2=OFF时，模块有故障和使能（63,64）信号取消时，都会取消准备好信号，因此在更换该模块的时候要检查模块顶部的拨码开关的设置，否则模块可能会工作不正常。所有的模块过载和连接的电机过热都会触发过热报警输出。 

NS1/NS2：主继电器闭合使能，只有该信号为高电平时，主继电器才可能得电。该信号常用来作主继电器闭合的连锁条件。 

AS1/AS2：主继电器状态，该信号反映主继电器的闭合状态，主继电器闭合时为高电平。 

9/19/R：9是24V输出电压，19是24V的地，R为模块的报警复位信号。 

（3）其它辅助接口 

X351：设备总线 ，为后面连接的模块供电用。 

X141：电压检测端子，供诊断和其它用途用。 

?7： P24 ，＋24V ?45：P15，＋15V ?44：N15，－15V 

?10：N24，－24V ?15：M，0V 

q 电源模块上面有6个指示灯，分别指示模块的故障和工作状态。一般正常情况下绿灯亮表示使能信号丢失（63和64），黄灯亮表示模块准备好信号，这时600V直流电压已经达到系统正常工作的允许值。 

电源模块正常工作的使能条件： 

48，112，63，64接高电平，NS1和NS2短 接，显示为一个黄灯亮，其它灯都不亮。直流母线电压应在600V左右. 

3．611驱动控制模块接口信号 

（1）611D驱动控制模块接口信号 

 611D控制模块与数控系统主要是通过一根数据总线相连，基本没有太多的接口信号。 

X431： 轴脉冲使能，该信号为低电平时，该轴的电源撤消，一般这个信号直接与24V短接 

X432： BERO 端子，该接口用作BERO开关信号的输入口。 

X34，X35模拟输出口，其中有两个模拟口（X1，X2 ）用作模块诊断测试用，它可以用来跟踪一些数字量，比如转速，电压和电流等并把它转换成0到5V的模拟电压输出，具体的输出信号可以通过数控系统选择，Ir模拟输出口是固定输出电机R相的电流的模拟值。 

X411： 电机编码器接口，输入电机的编码器信号，还有电机的热敏电阻，其中电机的热敏电阻值是通过该插座的13和25脚输入，该热敏电阻在常温下为580欧，155度时大于1200欧，这时控制板关断电机电源并产生电机过热报警。（1PH7电机温度检测信号连接同1FT6/1FK6电机） 

X411： 直接测量系统输入口，输入直接位置测量信号，一般为正余弦电压信号 

＊ 611D的控制板的速度环和电流环的参数设置在NCK里面，故更换控制板后不需要重新设置参数。 

（2）611A控制模块接口信号 

611A控制模块与1FT5电机构成伺服驱动机构，完成速度环和电流环的控制，其速度环和电流环的参数都保存在控制板上，故更换该板要注意参数的设置。接口信号如下： 

X311： 电机反馈接口，电机的速度实际值和电机的热敏电阻值都通过它输入到控制板里，1FT5电机的速度检测是通过一个测速发电机来实现的，而电机转子的位置是通过18个霍而元件来检测的。电机内的热敏电阻值是通过该插座的11和12脚信号输入, 在常温下小于250欧，当电机内部温度达到155度时电阻大约是1000欧，控制板这时关断电源，并发出报警信号。 

X321： 设定端子，速度的给定值通过该端子的56和14输入，一般来讲，给定值是正负0到10V的电压。 

X331： 使能端子：相应模块的使能信号输入，663是脉冲使能，与电源模块的63作用差不多，只是它仅作用于单个的轴模块。65是控制使能，常常把它和NC侧给定信号的控制使能相连。 

X341： 模块状态输出接口，输出模块的状态信息，如模块准备好信号，报警等 

西门子数控系统调试,编程和维修概要（三） 

——西门子数控系统调试,编程和维修概要 

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