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CAK50i数控车床控制系统设计说明书.doc

CAK50i数控车床控制系统设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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关键词：: cak50i 数控车床控制系统设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要

数控技术作为现代制造业的核心技术之一，在各行各业得到了广泛的应用，在机械制造行业当中，数控车床由于可以以较高的精度实现多工种加工已经成为现代机械制造业中不可缺少的加工设备。本课题以西门子SINUMERIK 808D数控系统对CAK50I数控车床进行电气系统与控制的设计和研究。论文介绍了SINUMERIK 808D系统的硬件组成、特点与相关应用；同时对数控车床整个控制电路进行设计，并用西门子Programming Tool软件进行了数控系统内部PLC开发、数控系统的相关参数设置，实现了PC机与数控系统之间的通信，进行了以SINUMERIK 808D为控制器的铣床电气控制的调试，包括系统的初始化、PLC程序的上传/下载、驱动器的调试、基本参数的设定、回机床参考点等。

关键词：数控技术；SINUMERIK 808D系统；控制电路

ABSTRACT

One of the key technology of NC technology as the modern manufacturing industry, has been widely used in all walks of life, in the mechanical manufacturing industry, CNC milling machine can realize the high precision work processing has become indispensable to modern processing equipment in mechanical manufacturing. Design and research of this subject to Siemens SINUMERIK 808D NC system of NC milling machine for electrical system and control. This paper introduces the SINUMERIK 808Dsystem hardware composition, characteristics and therelated application; as to the design of CNC milling machine and the whole control circuit, and Siemens Programming Tool software to set the relevant parameters of CNC system within the PLC development, CNC system, realizes the communication between PC and CNC system, the SINUMERIK controller of 808D the milling machine electric control test, including system initialization, PLC program download / upload, driver debugging, the basic parameter setting, back to the reference point of the machine.

Keywords: numerical control technology; SINUMERIK 808D system; control circuit

摘要I

ABSTRACTII

第一章绪论1

1.1 CAK50I数控车床的组成1

1.1.1 输入装置1

1.1.2 数控装置1

1.1.3 伺服系统1

1.1.4 机床电器控制装置2

1.2 西门子SINUMERIK 808D简介2

1.2.1 SINUMERIK 808D车削系统概述3

1.3 课题设计思路4

1.4 课题设计结构4

第二章 SINUMERIK 808D车削数控系统组成5

2.1 SINUMERIK 808D车削数控系统结构5

2.2 SINUMERIK 808D数控单元介绍6

2.2.1 面板处理单元(PPU)6

2.2.2 操作面板(MCP)8

2.3 驱动单元介绍8

2.3.1 SINAMICS V60伺服驱动模块8

2.3.2 1FL5伺服电机8

2.3.3 西门子SINAMICS G120变频器9

第三章 SINUMERIK 808D车削数控系统电气原理图设计10

3.1概述10

3.2主电路11

3.3控制电路12

3.3伺服电气图13

3.4 主轴电机电路14

3.5 内置PLC输入电路15

3.6 内置PLC输出电路15

3.7 本章小结16

第四章数控车床内置PLC控制系统设计17

4.1 Programming Tool PLC介绍17

4.2 Programming Tool PLC软件的安装18

4.3 Programming Tool PLC项目管理20

4.3.1 建立新项目21

4.3.2 保存项目21

4.4 Programming Tool PLC与系统通讯21

4.5 数控车床系统PLC I/0分配和子程序库的调用23

4.5.1 I/0点分配23

4.5.2 MCP面板功能分配25

4.5.3 内部子程序库调用25

4.5 数控车床辅助装置PLC程序的设计30

4.6 本章小结30

总结31

致谢32

参考文献33

第一章绪论

1.1 CAK50I数控车床的组成

数控车床一般由输入/输出装置、数控装置、伺服系统（驱动控制装置）、机床电器逻辑控制装置所组成，机床本体为被控对象

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主轴电机驱动电路.gif

控制电路.gif

内置PLC输入分配.gif

内置PLC输入分配2.gif

伺服电路.gif

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内容简介：: 摘要数控技术作为现代制造业的核心技术之一，在各行各业得到了广泛的应用，在机械制造行业当中，数控车床由于可以以较高的精度实现多工种加工已经成为现代机械制造业中不可缺少的加工设备。本课题以西门子 SINUMERIK 808D 数控系统对 CAK50I 数控车床进行电气系统与控制的设计和研究。论文介绍了 SINUMERIK 808D 系统的硬件组成、特点与相关应用；同时对数控车床整个控制电路进行设计，并用西门子 Programming Tool 软件进行了数控系统内部 PLC 开发、数控系统的相关参数设置，实现了 PC 机与数控系统之间的通信，进行了以 SINUMERIK 808D 为控制器的铣床电气控制的调试，包括系统的初始化、 PLC 程序的上传 /下载、驱动器的调试、基本参数的设定、回机床参考点等。关键词：数控技术； SINUMERIK 808D 系统；控制电路 nts ABSTRACT One of the key technology of NC technology as the modern manufacturing industry, has been widely used in all walks of life, in the mechanical manufacturing industry, CNC milling machine can realize the high precision work processing has become indispensable to modern processing equipment in mechanical manufacturing. Design and research of this subject to Siemens SINUMERIK 808D NC system of NC milling machine for electrical system and control. This paper introduces the SINUMERIK 808Dsystem hardware composition, characteristics and therelated application; as to the design of CNC milling machine and the whole control circuit, and Siemens Programming Tool software to set the relevant parameters of CNC system within the PLC development, CNC system, realizes the communication between PC and CNC system, the SINUMERIK controller of 808D the milling machine electric control test, including system initialization, PLC program download / upload, driver debugging, the basic parameter setting, back to the reference point of the machine. Keywords: numerical control technology; SINUMERIK 808D system; control circuit nts 目录摘要 . I ABSTRACT . II 第一章绪论 . 1 1.1 CAK50I 数控车床的组成 . 1 1.1.1 输入装置 . 1 1.1.2 数控装置 . 1 1.1.3 伺服系统 . 1 1.1.4 机床电器控制装置 . 2 1.2 西门子 SINUMERIK 808D 简介 . 2 1.2.1 SINUMERIK 808D 车削系统概述 . 3 1.3 课题设计思路 . 4 1.4 课题设计结构 . 4 第二章 SINUMERIK 808D 车削数控系统组成 . 5 2.1 SINUMERIK 808D 车削数控系统结构 . 5 2.2 SINUMERIK 808D 数控单元介绍 . 6 2.2.1 面板处理单元 (PPU) . 6 2.2.2 操作面板 (MCP) . 8 2.3 驱动单元介绍 . 8 2.3.1 SINAMICS V60 伺服驱动模块 . 8 2.3.2 1FL5 伺服电机 . 8 2.3.3 西门子 SINAMICS G120 变频器 . 9 第三章 SINUMERIK 808D 车削数控系统电气原理图设计 . 10 3.1 概述 . 10 3.2 主电路 . 11 3.3 控制电路 . 12 3.3 伺服电气图 . 13 3.4 主轴电机电路 . 14 3.5 内置 PLC 输入电路 . 15 3.6 内置 PLC 输出电路 . 15 3.7 本章小结 . 16 第四章数控车床内置 PLC 控制系统设计 . 17 4.1 Programming Tool PLC 介绍 . 17 4.2 Programming Tool PLC 软件的安装 . 18 4.3 Programming Tool PLC 项目管理 . 20 4.3.1 建立新项目 . 21 4.3.2 保存项目 . 21 4.4 Programming Tool PLC 与系统通讯 . 21 4.5 数控车床系统 PLC I/0 分配和子程序库的调用 . 23 4.5.1 I/0 点分配 . 23 4.5.2 MCP 面板功能分配 . 25 4.5.3 内部子程序库调用 . 25 4.5 数控车床辅助装置 PLC 程序的设计 . 30 4.6 本章小结 . 30 总结 . 31 致谢 . 32 参考文献 . 33 nts 第一章绪论 1.1 CAK50I 数控车床的组成数控车床一般由输入 /输出装置、数控装置、伺服系统（驱动控制装置）、机床电器逻辑控制装置所组成，机床本体为被控对象，它的结构框图如图 1.1所示： 1.1.1 输入装置图 1.1 数控车床结构框图输入装置将数控加工程序等各种信息输入数控装置，输入的内容及数控系统的工作状况可以通过输出装置装置进行观察。现在数控系统主流的输入 /输出装置有磁盘驱动器、通讯网络接口、 LCD 及各种显示器件等。 1.1.2 数控装置数控装置是数控系统的核心。它的主要功能是：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。其形式可以是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控装置或计算机数控装置。前者称为硬件数控装置，或 NC 装置，其数控功能有硬件逻辑电路实现；后者称为 CNC 装置，其数控功能有硬件和软件共同实现。数控装置将数控加工程序安两类控制信息分别输出：一类是连续控制量，送往驱动控制装置；另一类是离散的开关控制量，送往机床电器逻辑控制装置。 1.1.3 伺服系统伺服系统 (驱动控制单元 )位于数控装置和机床本体之间，包括进给轴伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置。进给轴伺服驱动装置由位置控制单元、速度控输入输出装置数控装置（ CNC）机床电器控制装置伺服系统机床本体 nts 制单元、电动机和测量反馈单元等部分组成，它按照数控装置发出的位置命令和速度控制命令正确驱动机床受控部件的移动。主轴驱动装置主要由速度控制单元组成。 1.1.4 机床电器控制装置机床电器控制装置位于数控装置和机床之间，接受数控装置发出的开关命令，主要完成机床主轴选速、起停和方向控制信号，换刀功能，工件装夹功能冷却、液压、气动、润滑系统控制功能以及机床其他辅助功能。其形式可以是继电器控制线路或可编程逻辑控制器 (PLC)。根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、磨床、镗床、加工中心及电加工机床等。与传统的普通机床相比，数控车床本体的外部造型、整体布局、传动系统、刀具系统及操作机构等方面都应该符合数控的要求。数控车床还配有各种辅助装置，其作用是配合机床完成对工件的加工。如切削液或油液系统中的冷却或过滤装置，油液分离装置，吸尘吸雾装置、润滑装置及辅助主机实现传动和控制的气动、液动装置等。除上述通用辅助设备外，从目前数控车床技术现状看，至少还有五类辅助装置是数控车床应该配备的：对刀仪、自动编程机、自动排屑机、物料储运及上下料装置和交流稳压电源。现代数控系统采用可编程逻辑控制器（ PLC）取代了传统的机床电器逻辑控制装置，即继电器控制线路。用 PLC 控制程序实现数控车床的各种继电器控制逻辑。 PLC可位于数控装置之外，称为独立型 PLC；也可以与数控装置合为一体，称为内装型PLC。 1.2 西门子 SINUMERIK 808D 简介西门子 SINUMERIK 808D 数控系统分为车削和铣削两个版本。 SINUMERIK 808D 车削符合现代普及型车床的所有要求高轮廓精度和高动态特性，确保了最高的机床生产效率，尤其是在进行大批量车削加工时表现尤为突出。特点是一个加工通道中最多 4 进给轴 / 主轴并且专为斜床身和平床身数控车床定制的系统软件。SINUMERIK 808D 铣削完美适用于现代普及型铣床及立式加工中心。得益于 SINUMERIK MDynamics 车削工艺包的速度控制功能， SINUMERIK 808D 也适用于模具加工。因此在普及型铣床应用方面， SINUMERIK 808D 具有完美的性价比。特点是： 1、一个加工通道中最多 4 进给轴 / 主轴。 2、专为立式加工中心定制的系统软件。 3、适用于简单模具加工。 nts 1.2.1 SINUMERIK 808D 车削系统概述 SINUMERIK 808D 车削是基于操作面板的数控系统，针对普及型数控车床和加工中心量身定制。其优点如下：（ 1）紧凑、耐用、并且免维护的操作面板型数控系统，预装铣床专用的系统软件。（ 2）无需在机柜上钻孔的智能卡扣安装。（ 3）使用 USB 接口的即插即用机床控制面板。（ 4）现代化的数控系统确保了系统性能和精度。（ 5） SINUMERIK 808D 在线向导可以帮助学习、研究、简化最新的数控系统技术。（ 6） SINUMERIK Operate BASIC 人机界面：与 SINUMERIK 828D 和 840Dsl类似的便捷操作。（ 7） SINUMERIK programGUIDE BASIC：全面的工艺循环，用于通过图形输入界面方便地车削循环。（ 8）通过 U 盘的简单数据传输。 SINUMERIK 808D 车削能够实现的功能如下：（ 1）数控单元前面板的防护等级 IP65。（ 2）配置了机械按键的数控系统键盘。（ 3）带简体中文标识或英文标识的前面板。（ 4） 7.5 彩色 LCD 显示屏。（ 5）前置用户 USB 接口。（ 6）用于进给驱动的脉冲 /方向接口。（ 7）用于主轴驱动的模拟量 10 V 接口。（ 8）带电池的数据缓冲（ 3 年）。（ 9）用于车削工艺的预配置系统软件。（ 10）多个加工通道 / 模式组。（ 11）主轴。（ 12）图形化的 SINUMERIK 数控系统编程和包括固定循环的标准 ISO 代码编程。（ 13）加工程序模拟。（ 14）集成轮廓计算器。（ 15） PLC 可利用 SIMATIC S7-200 指令集进行梯形图编程。（ 16）带 72 路数字 PLC 输入和 48 路数字 PLC 输出的集成 /分布式 PLC I/O 方nts 案。（ 17）自定义用户画面。（ 18）集成了维护计划器，用于对机床进行维护。（ 19）系统包含的所有西门子部件在客户信息登记后可延长 24 个月，最长不超过自西门子出厂之日起的 36 个月。 1.3 课题设计思路 1）参考所有与西门子 SINUMERIK 808D 车削数控系统产品相关数据，了解整个数控系统的组成和被控制对象的电气组成。 2）运用 AUTOCAD 软件完成数控车床的电气原理图，包括：系统主电路、三轴伺服电路、主轴变频电路、内置 PLC I/O 电路和控制电路。 3）了解 SINUMERIK 808D 内置 PLC 自带子程序库，并且根据本课题的控制对象，选取适合的子程序。 4）安装 Programming Tool PLC 工具，了解包括 808D 内部 PLC 程序的调用和程序设计。 1.4 课题设计结构本文以基于 SINUMERIK 808D 车削系统的项目作为应用背景，对数控车床电气设计进行了研究。全文共分为六章，各章的主要内容如下：第一章前言部分，主要介绍数控车床的组成和 SINUMERIK 808D 数控系统产品的特点；第二章对 SINUMERIK 808D 车削数控系统整个系统组成进行详细介绍，并且了解各个端口的作用；第三章完成整个数控系统的硬件接线图；第四章对 SINUMERIK 808D 车削数控系统内置 PLC I/O 点进行分配，然后对数控车床 PLC 控制程序进行详细的介绍；第五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。 nts 第二章 SINUMERIK 808D 车削数控系统组成 2.1 SINUMERIK 808D 车削数控系统结构 SINUMERIK 808D 铣削数控系统的结构包括：数控单元、驱动单元和电子手轮，其系统结构图如图 2.1 所示。 1）数控单元包括如下：面板处理单元（ PPU）机床控制面板 (MCP) 连接 SINAMICS V60 的设定值电缆连接主轴的设定值电缆 2）驱动单元包括如下： SINAMICS V60 （用于控制进给轴） 1FL5 电机动力电缆编码器电缆抱闸电缆（用于带抱闸的电机）变频器或者伺服主轴驱动器（用于控制主轴）主轴电机主轴编码器 3）电子手轮最多可以连接两个手轮 nts 图 2.1 SINUMERIK 808D 数控系统组成 2.2 SINUMERIK 808D 数控单元介绍 2.2.1 面板处理单元 (PPU) 面板处理单元（ PPU）是整个数控系统的大脑，所有的控制指令都是由其发出，其集成了人机界面、内置 PLC I/0 接口、 X/Y/Z 主轴控制接口等，其结构图如图 2.2所示。 nts 图 2.2 面板处理单元（ PPU）接口分布图面板处理单元（ PPU）接口布局如下表 3.1 所示：表 3.1 面板处理单元（ PPU）接口布局 nts 2.2.2 操作面板 (MCP) MCP 是专门为数控车床而配置的，它也是 OPI 上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同， MCP 的主要作用是完成数控车床的各类硬功能键的操作。其结构如下图 2.3 所示：图 2.3 MCP 操作面板上图所示的操作者键位根据车削和铣削布置不同。 2.3 驱动单元介绍 2.3.1 SINAMICS V60 伺服驱动模块 SINAMICS V60 CPM60.1 伺服驱动器特别设计用于标准机床应用中的进给轴的控制。此系统主要设计用于成本效率为首要考虑因素的应用。驱动器的主要性能数据针对 SINUMERIK 808D 进行了优化。其特点如下：（ 1）紧凑型单轴驱动模块，将整流单元、逆变单元和控制单元集成于一体。（ 2）铝制压铸件散热片替代冷却风扇（ 3）带涂层的电路板（ 4）无需 PC 工具进行调试和配置（ 5）使用按键 /7 段显示简单调试（ 6）预配置电机数据储存在驱动器中（ 7） CE 认证 2.3.2 1FL5 伺服电机 1FL5 伺服电机是西门子推出的紧凑永磁同步电机系列。借助各种选择、齿轮箱、编码器和丰富的电机型号， 1FL5 电机可以实现最佳配置，投入任何一个应用场合。同时它还可以满足新一代机器设备提出的更高要求。 1FL5 伺服电机与 V60 驱动组合在一起，可以构成一个功能欠打的高效系统。电机集成的用于转速控制和位置控制的编码器系统有各种型号，可以根据应用场合加nts 以选择。电机设计用于不带外部风冷的运行方式，通过表面导出运行产生的损耗热量。1FL5 伺服电机具有很高的过载能力。 1FL5 电机，转矩 6 牛顿米，集成式带单极对旋转变压器，不带制动，光轴，转速 3000 转 /每分钟 1FL5 电机，转矩 8 牛顿米，集成式带单极对旋转变压器，不带制动，光轴，转速 3000 转 /每分钟。 2.3.3 西门子 SINAMICS G120 变频器 SINAMICS G120 是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多种型号，从单相电源电压，额定功率 120W 到三相电源电压，额定功率 11KW 可供用户选用。本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管 (IGBT)作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声。全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。 SINAMICS G120 具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动机控制统供电的理想变频驱动装置。由于 SINAMICS G120 具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。 SINAMICS G120 既可用于单机驱动系统，也可集成到“自动化系统中”。其主要特点：（ 1）易于安装。（ 2）易于调试。（ 3）牢固的 EMC 设计。（ 4）可由 IT（中性点不接地）电源供电。（ 5）对控制信号的响应是快速和可重复的（ 6）参数设置的范围很广，确保它可对广泛的应用对象进行配置。（ 7）电缆连接简便。（ 8）采用模块化设计，配置菲常灵活。（ 9）脉宽调制的频率高，因而电动机运行的噪音低。（ 10）详细的变频器状态信息和信息集成功能。（ 11）有多种可选件供用户选用：用于与 PC 通讯的通讯模块，基本操作面板(BOP)，高级操作面板 (AOP)，用于进行现场总线通讯的 PROFIBUS 通讯模块。 nts 第三章 SINUMERIK 808D 车削数控系统电气原理图设计 3.1 概述本数控车床是采用德国西门子 SINUMERIK 808D 系统控制的三轴机，SINUMERIK 808D 将所有 CNC、 PLC、 HMI 和通讯任务集成于一个单一的部件。免维护的 PC 硬件集成了 PROFIBUS 接口用于驱动和 I/O 模块并具有速装结构的超薄操作面板。作为驱动系统分配独立的接口，因而各轴驱动的功率独立配置。 SIMATIC S7-200 的指令集可直接适用于机床。系统不仅能够执行通常的 SINUMERIK 零件加工程序，而且可以使用非西门子的 G 代码。 SIEMENS 808D 通过 PROFIBUS 联接到伺服驱动器，机床各部分信号通过 I/O模块进出 PPU。采用主要元部件 a) SIEMENS 808D 型 CNC 控制系统、三轴驱动电机。 b) 主轴采用 1PH7 交流主轴电机及相应的驱动装置，或变频主轴。 c) 全数控键盘（水平结构）。 d) 通过 PROFIBUS 联接的 I/O 模块 PP72/48。 e) 通过 PROFIBUS 联接的 SIMODRIVE611 通用驱动系统。 f) 电子手轮。整个系统接线框图如下图 3.1 所示： nts 图 3.1 系统接线框图 3.2 主电路数控车床主电路主要包括电源的进线，总开关，冷却、润滑、刀架、等辅助功能的电机连接，如果因伺服动力电不是 380V，还需要动力变压器和控制变压器的变压电路。由图 3.2 可以看到，该机床采用三相五线制供电，电网三相 380V 电 L1， L2，L3 经总开关 QF 输入至电气柜，给各支路供电， QF1 带有分离脱扣，当打开控制柜时，行程开关 SQ0 常闭触点断开， QF 断开，实现了机床关机。机床冷却、润滑及刀架电动机都配有过载保护开关 QM， QM 的作用相当于 QF 和 FR 的作用。 FV 为限压nts 保护器件，起到在电动机频繁起停时起防干扰作用。伺服供电是为 X/Z两轴伺服驱动器供电。控制电源是为了供给整个数控系统 PPU控制电源、 PLCI/0 输入输出供电和继电器供电。图 3.2 主电路 3.3 控制电路数控车床控制电气图主要完成数控系统上下电的控制，主电路接触器和电磁阀控制。如下图 3.3 所示如下图 3.3 所示，依靠 PLC 输出继电器 KA2 和 KA3 实现了尾座的前进和后退功能。依靠 PLC 输出继电器 KA8 和 KA9 实现了刀架电机正反转的控制。依靠 PLC输出继电器 KA4 完成冷却电机的控制。依靠 PLC 输出继电器 KA5 完成润滑泵电机的控制。依靠 PLC 输出继电器 KA6 完成卡电磁阀的夹紧控制。依靠 PLC 输出继电器 KA7 完成卡盘电磁阀的松开控制。 nts 图 3.3 控制电路 3.3 伺服电气图 808D 数控系统是通过输出模块 X51、 X53 分别对 X、 Z 轴伺服驱动器进行控制，通过脉冲的形式达到控制的要求。图 3.4 为系统 X51、 X53 和 V60 伺服驱动器的接线图。 nts 图 3.4 伺服电路如图 3.4 所示， X、 Z 轴伺服驱动器 L1、 L2、 L3 端口输入为三相 220V 交流电，通过空气开关 QF 控制其上电与否。 V60 伺服驱动器的控制端为 X5 和 X6，按照对应的针脚和 808D 数控系统伺服控制端口进行正确的接线。伺服驱动器 X8 端口为伺服电机编码器接入端口。 B+和 B-接伺服电机制动器， U、 V、 W 接伺服电机。 3.4 主轴电机电路数控车床主轴电机通过变频器控制主轴的转速和主轴的正反转、为了能够精确的控制主轴的转速，这个我们用模拟量控制，通过旋转编码器组成一个闭环回路，其具体电路如图 3.5 所示图 3.5 主轴电路如上图 3.5 所示， QF 给变频器上电，变频器模拟量输入端口接 808DPPU X54端口，编码器接数控系统 PPU X60 端口，其中编码器连线要用双绞屏蔽线，这样是为了防止干扰。 nts 3.5 内置 PLC 输入电路 808D 系统内集成电路 PLC，每一个模块上有 X100、 X101、 X102 三个接口，每个接口有 8 个数字量输入点，一共 24 个数字量输入点。通过端子转换器连接到各输入元件上。图 3.6 为 808D 接口 X100、 X101、 X102 I0.0I2.7 输入信号电气图，输出接口功能在图中上方已经标明，维修时根据其功能来查找所对应的输入信号。例如如果机床无法停机，分析时首先依据电气图，找到急停按钮的分配输入点，输入点为 I0.0，然后利用 PLC I /O 状态或梯形图查看 PLC 是否已经输入，或利用万用表检测常闭触点两个点是否导通。图 3.6 内置 PLC 数字量输入端口 3.6 内置 PLC 输出电路 808D 系统内集成电路 PLC，每一个模块上有 X200、 X201 两个接口，每个接口有 8 个数字量输出点，一共 16 个数字量输出点。通过端子转换器连接到各接线端子和输出继电器上。图 3.7 为 808D 接口 X200、 X201 Q0.0Q1.7 输出信号电气图，输出接口功能在图中上方已经标明，维修时根据其功能来查找所对应的输入信号。例如如果机床冷却功能故障，分析时首先依据电气图，找到冷却输出的地址为 Q0.4，输出的继电器为 KA4，然后利用 PLC I/O 状态或梯形图查看 PLC 是否已经输出，或利用万用表检测继电器 KA4 线圈是否已经闭合，触点是否已经接通。 nts 图 3.7 内置 PLC 输出电路 3.7 本章小结本章主要是对整个 808D 数控系统系统硬件电路进行设计，包括系统主电路、控制电路、伺服电机、主轴电机电路、内置 PLC I/O 输入、输出电机进行设计。通过本章的设计，让我们对整个系统系统硬件接线进行跟详细的了解。 nts 第四章数控车床内置 PLC 控制系统设计 4.1 Programming Tool PLC 介绍 Programming Tool PLC 是西门子 808D 系列不可缺少的编辑工具，是集编辑，通讯，调试，诊断为一体的软件，是西门子 808D 系列软件中主动脉。 Programming Tool PLC 有如下特点。 1能够应用于 808D 系统各种型号。 2. 利用 Windows 的优越性，使操作性飞跃上升，能够将 Excel, Word 等成的说明数据进行复制，粘贴，并有效利用。 3.程序的标准化 (1) 标号编程用标号编程制作可编程控制器程序的话，就不需要认识软组件的号码而能够根据标示制作成标准程序。用标号编程做成的程序能够依据汇编从而作为实际的程序来使用。 (2) 功能块功能块是以提高顺序程序的开发效率为目的而开发的一种功能。把开发顺序程序时反复使用的顺序程序回路块零件化，使得顺序程序的开发变得容易。此外，零件化后，能够防止将其运用到别的顺序程序时的顺序输入错误。 (3) 宏只要在任意的回路模式上加上名字（宏定义名）登录（宏登录）到文文件，然后输入简单的命令就能够读出登录过的回路模式，变更软组件就能够灵活利用了。 4. 能够简单设定和其它站点的链接由于连接对象的指定被图形化而构筑成复杂的系统的情况下也能够简单的设定。 5. 可编程控制器 CPU 连接方式。 (1) PS/2 串行通讯口 (2) USB (3) 以太网通信 (4) CF 卡通信 (5) PROFIBUS 总线通信 (6) DRIVE CLiQ 总线通信 6. 丰富的调试功能 (1) 由于运用了梯形图逻辑测试功能，能够更加简单的进行调试作业。 nts (a) 没有必要再和可编程控制器连接。 (b) 没有必要制作使用的顺序程序。 (2) 在帮助中有 CPU 错误，特殊继电器 /特殊寄存器的说明，所以对于在线中发生错误，或者是程序制作中想知道特殊继电器 /特殊寄存器的内容的情况下提供非常大的便利。 (3) 资料制作中发生错误情况时，会显示是什么原因或是显示消息，所以数据制作的时间能够大幅度缩短。 4.2 Programming Tool PLC 软件的安装安装 Programming Tool PLC 软件步骤如下：启动 Windows 系统，找到 progtool 文件夹里 03010307 文件夹下的 Setup 图标，双击 Setup 图标，进入安装向导界面，在出现的“ 从以下列表中选择安装语言”中选择 “英语 ”后，按“确定”，如图 4.1 所示图 4.1 选择设置语言在随后出现的友好欢迎界面“ Welcome”中按照默认，按下“ Next”按钮，如图4.2 所示。接着会出现“ Software License Agreement”界面中，同意协议选择“ Yes”按钮，如图 4.3 所示。图 4.2 安装欢迎界面图 4.3 软件证书确认协议 nts 会出现 “ User Information”注册信息提示栏，在此填上自己的姓名与公司，确认后按下“ Next”按钮，如图 4.4 所示图 4.4 用户注册信息提示界面然后会出现“ Choose Destination Location”界面，如图 4.5 所示，按下“ Browse”按钮改变安装路径，按下“ Back”按钮返回上一步，可以改变用户信息，再此不改变默认安装路径，直接按下“ Next”进入“ Select Components”界面，将多种安装语言全部勾选后按下“ Next”按钮，进入安装环节，如图 4.7 所示。图 4.5 选择安装路径图 4.6 选择安装语言 nts 图 4.7 软件安装图 4.8 安装完成安装环节需要等待几分钟，之后会出现“ Setup Complete”界面，点击“ Finish”完成安装，如图 4.8 所示 4.3 Programming Tool PLC 项目管理 Programming Tool PLC 将所有各种顺控程序参数以及顺控程序中的注释声明注解以项目的形式进行统一的管理。在 Programming Tool PLC 的项目画面里您不但可以方便地编辑和表示顺控程序和参数而且可以设定您使用的 PLC 类型。双击桌面 Programming Tool PLC 快捷方式，进入软件，由于在安装的过程中选择了多种语言，故而在第一次打开的时候默认进入英语的项目编辑环境。这样会给以后的项目编辑带来不便，可以通过“ Tools”“ Options”来改变，如图 4.9 所示。在弹出的“ Options”界面中选择“ General”书签，在“ Language”一栏中选择“ Chinese”，点击“ OK”确认，如图 4.10 所示。这时会提示 Programming Tool PLC 软件需要关闭重启才能将选择的配置实现，双击 Programming Tool PLC 桌面快捷方式即可进入中文项目编辑环境。图 4.9 改变安装语言路径图 4.10 选择软件运行语言 nts 4.3.1 建立新项目单击菜单栏上“文件”“新建”，或者单击工具栏上的图示，或者快捷键CTRL+N。会出现新建项目画面，如图 4.11 所示。图 4.11 文件菜单栏 4.3.2 保存项目在程序编辑过程中或编辑结束，要把项目保存起来，点击菜单栏上“文件”“保存”，或单击标准工具栏上图标，或快捷键 CTRL+S 可以完成保存项目。点击“另存项目为 ”可以将当前项目保存，在当前编辑基础之上，以另一项目来编辑，如图 4.11 所示。 4.4 Programming Tool PLC 与系统通讯项目软件的各种参数设定好了以后，就连接 808D sl 系统。与 808D sl 系统通讯的方式有多种，现在仅介绍 IE 以太网本地电缆连接方式。用网线将 PC 与 808D sl 系统连接起来。网线的一端接 PC 的网络端口，另一端接 PCU 的 X5（ IE）端口。打开 Programming Tool PLC 软件，选择菜单工具栏“检视” 选择“通讯”。会出现如图 4.

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