西门子实习报告.doc

西电公司机电学院 工业自动化系数控设备应用与维修专业综合实训实习报告题目：SIEMENS 802D Solution Line 数控系统电气部分安装与调试目 录内容摘要1第一部分 硬件介绍 2一、数控系统2二、输入输出模块2三、驱动器3四、PROFIBUS总线3 第二部分 8O2D系统的硬件连接 3 一、系统各部件连接的示意图 3 二、PROFIBUS总线的连接 5 三、PCU与PP72/48和驱动器的连接 6 四、机床控制面板的接线 7 五、计算机与系统的连接7第三部分 系统的调试7 一、系统的通电与调试 7 二、PLC程序的上传/下载 8 三、报警文本的编辑及上传10四、回机床参考点11 第四部分 报警分析及故障的排除.13 一、消除急停报警13 二、消除用户报警13心得体会 15参考文献 15附：实训总结 15内容摘要随着工业自动化程度的不断提高，数控机床越来越多的应用到了工厂当中。数控系统是数控机床的核心部分，一台数控机床的精度高低往往与数控机床的各个部件之间连接和调试有着密切的关系。将一台数控机床从原来的部件组装成为能正常运转的机器，并且其精度要达到客户要求的范围，使其效率发挥到最大是首要任务。而数控系统的安装与调试是这些工作中的重中之重。当系统在运行过程中出现这种问题时，能正确的排除故障是每位数控维修人员必不可少的技能。通过对SIEMENS 802D Solution Line 数控系统的安装与调试将使我们更加了解其工作原理，熟悉SIEMENS系统的性能，为我们以后的工作指导实践。本论文主要以SINUMERIK 802D 系统为例，以数控系统的组成及硬件的连接到其系统的调试、系统的初始化、PLC程序及报警文本的编辑，进一步到驱动器的调试，最后通过对机床通用数据和轴数据的设定以及消除机床的用户报警等，使机床的轴能够正常运动。 关键词：系统硬件组成 模块连接 系统调试与安装 .1.第一部分:硬件介绍一、 系统各部分硬件介绍1、PCU板是整个系统的核心，它包括了PLC、CNC的控制、处理线路。802D数控系统能控制交流伺服电机和数字轴。数控系统由：HMC人机界面；NCK数控核心部分及PLC三部分组成，它们之间的关系如下图所示： 2. 输入/输出模块 在PP72/48接口模块上分别有：X111 X222 X333 三个I/O接口，提供72 .2.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 0.25 安培，同时系数为 1）。802D sl 系统最多可配置3块PP模块。X1接口接DC24V电压； X2接口接PROFIBUS总线接口； S1为总线上的开关。3. 驱动器 驱动器由进线电源和电机模块组成，进线电源的作用是将380V的三相交流电源变成600V的直流电源，进线电源分为调节型电源模块（Active Line Module 缩ALM）和非调节型电源模块（Smart Line Module缩写为SLM）两种。无论选用ALM或SLM，均需要配写为置电抗器。SINAMICS 的电源模块、电机模块均需要24V直流供电。4.PROFIBUS 总线 西门子802D各系列数控系统是基于PROFIBUS总线的数控系统。总线由：数据总线；地址总线；控制总线这三部分构成。作用：连接PCU与PP72/48模块和驱动器模块。 注意：PCU611UE上的S1为ON，PP72/48上的S1为OFF。第二部分 8O2D系统的硬件连接一、系统各部件连接的示意图数控系统与I/O模块及驱动器通过PROFIBUS总线连接；PCU与计算机通过RS232电缆连接；机床控制面板与I/O模块通过50芯扁平电缆连接。.3.总线紫色的线、电机电源线桔黄线、编码器反馈线绿色的线 .4.二、PROFIBUS总线的连接SINUMERIK 802D sl 是通过 PROFIBUS 总线和 DRIVE CLiQ 总线与外设进行通讯的。总线的正确连接是非常重要的。 PROFIBUS 电缆的准备PROFIBUS 电缆应由机床制造商根据其电柜的布局连接。系统提供 PROFIBUS 的插头和电缆，插头应按照下图连接： PCU为 PROFIBUS 的主设备，每个 PROFIBUS 从设备（如 PP72/48）都具有自己的总线地址，因而从设备在PROFIBUS 总线上的排列次序是任意的。PROFIBUS 的连接请参照下图。PROFIBUS 两个终端设备的终端电阻开关应拨至ON位置： .5.注意：PP72/48 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）；第二块PP72/48 的地址应设定为“8”；第三块PP72/48 的总线地址应设定为“7”， 应把PROFIBUS两头的终端电阻拨至ON，把中间的终端电阻拨至OFF。 二、 PCU与PP72/48和驱动器的连接1. PCU部件接口功能X4 3芯端子式插座（插头上已标明24V，0V和PE） X1和X2 高速驱动接口 X5 以太网插座 X6 PROFIBUS总线接口（9芯孔式D型插座） X8 RS232接口 （9芯针式D型插座，连接图见1.4.调试工具 X9 PS/2 键盘接口 X10 USB外设接口（保留） 0X20 数字I/O高速输入输出接口（12芯端子插头）2. 通过总线连接接口说明：73.1接DC24V（输入公共点） T72驱动器就绪信号端 T63脉冲使能端 T64驱动器使能端 T52温度报警端 X471RS232接口。下图为 PP72/48 结构图： X1 24VDC电源 3芯端子式插头（插头上已标明24V，0V和PE） X2 PROFIBUS 9芯孔式D型插头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）S1 PROFIBUS地址开关4个发光二极管 PP72/48的状态显示： 绿色 POWER: 电源指示 红色 READY: PP 72/48 就绪；但无数据交换。 .6.绿色 EXCHANGE: PP 72/48 就绪；PROFIBUS数据交换。 红色 OVTEMP: 超温指示四、机床控制面板的接线机床控制面板背后的两个 50 芯扁平电缆插座可通过扁平电缆与 PP72/48 模块的X111 X222 X333 三个I/O接口插座连接。即：机床控制面板的所有按键输入信号和指示灯信号均使用 PP72/48 模块的I/O点。按下表接：MCP 对应的按键 X1201 输入字节0 : 对应按键 #1 #8 输入字节1 : 对应按键 #9 #16 输入字节2 : 对应按键 #17 #24 输出字节0 : 6个对应于用户定义键的发光二极管 X1202 输入字节3：对应按键 #25 #27 输入字节4：对应进给倍率开关 (5 位格林码) 输入字节5：对应主轴倍率开关 (5 位格林码) 输出字节1 : 保留 X1 接MCP 的X1201 X2 接MCP 的X1202 X1021 端子1 接+24V X1021 端子10 接0V五、计算机与系统的连接使用RS232通讯电缆连接，必须断电进行插拔。良好的接地是系统稳定可靠运行的保证。第三部分 数控系统的调试一、系统通电与调试1、 通电前的检查 .7.u 按照系统布线图先对线路进行检查，有无短路。断路，接地不情况。u 检查各系统模块之间的连接是否良好。u 检查PROFIBUS电缆是否正确连接。u 检查DRIVE CLIQ电缆是否正确连接。2、第一次通电如果通电前检查无误，则可以给系统加电。合上系统的主电源开关，802D sl 的PCU210.3、PP72/48，以及驱动器均通电： 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。 注意：如果“EXCHANGE”绿灯没有亮，则说明总线连接有问题。 802D SL进入主画面 这时进入 802D SL 的系统画面，找到 PLC 状态表。在状态表上应该能够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）。 注意：如果看不到输入信号的状态，请检查总线连接或输入信号的公共端。 驱动器的电源模块和电机模块上的指示灯： READY： 桔色 正常，表示驱动器未设置；红色 故障 DC Link：桔色 正常；红色 进线电源故障 若无指示灯亮，则表示无外部直流电源DC 24V供电3、系统初始化 802D SL 通电后，首先应该进行系统初始化。检查语言和在线帮助文本，如必要则需进行语言和在线帮助文本的安装；根据系统类型和工艺要求安装初始化文件，以上所述操作可通过 RCS 802 工具进行，也可通过CF卡进行。4、安装语言 802DSL可常驻两种显示语言。出厂已经预装了两种显示语，其中英文作为第一语言，中文作为第二语言。系统的默认设定为开机显示第一语言，只需通过人机界面的语言切换将显示语言切换为中文。因此中国用户不需要再次安装中文。 二、PLC程序的上传/下载 .8.1. PLC上传/下载的意义：PLC主要完成与逻辑量有关的功能，为机床的调整做好准备，方便了程序的监控及故障报警的消除等。数控机床出现的大部分故障都是通过PLC装置检查出来的。2. 方法 侧：802D SL：开机ALT+N设置口令PLC STEP7 连接（对波特率.停止位.奇偶校验.等进行设置）连接关闭。802D BL：开机ALT+NPLC.设置通讯参数连接关闭。 机侧：802D SL；802D BL；802C在PC机侧的步骤基本是一样的。第一步：连接RS232通讯电缆。第二步：打开PLC程序软件，在开始程序里面找Tool box 802DPLC 802 Librarg进入车床/铣床的程序。第三步：单击“通讯”图标，对通讯参数进行设置，将远程地址设为2/3，单击右边的PLC 802D（PPI）。再设定“属性”（首地址设为0）和“选择”，然后双击“刷新”，并找与系统连接上的图标，与系统连接。当出现“下载成功”表示下载完成。 3. 注意事项 ：PC机上的设定数据应与系统侧的通讯参数一致。计算机为上位机，PCU为下位机。4. 遇到的问题（1）双击刷新失败，计算机与系统不上 。 处理方法：通讯线未插好，良好的连接。（2）保存时程序无内容。 处理方法：同时打开了两个PLC窗口，关掉一个即可。故障现象： PC机与系统连接不上分析及处理过程：经初检查系统上参数的设置 即：波特率.COM口等与计算机上的参数是一致，且RS232通讯电缆连接正确，进一步拆开电缆的叉头发现里面的一根电缆线的焊头掉了。经正确的焊 .9.接后重新连接，系统与计算机可以正常通讯了。三、报警文本的编辑及上传SINUMERIK802D sl 报警系统提供了64 个PLC 用户报警。 每个报警对应一个报警变量（与报警文本相关），每个报警对应一个设定报属性的机床参数MD14516。1. 报警文本上传的意义PLC报警文本是用户处理报警最有效的维修和诊断的手段只一，通过用户报警可以让操作者或维修者知道是哪块报警了，为诊断，维修，故障解除带来了很大的方便。2. 上传用户报警的方法 （以西门子802D SL数控系统为例）： 连接系统和计算机。 侧：开机ALT+N调试文件调试存档（NC/PLC）回车 ，将光标放到“PLC用户报警”上RS232（正确设定通讯参数）存储反回接收。 机侧：首先：建立一个报警文本。 开始程序Toolbox 802D Base LineV01.00.04Text Manager单击PROJ项目New 输入新名称点击G选择(First Language英语)点击C选择(Second language 中文) 点击Create（创建）。 其次：点击OEM（安装用户报警）点击G -alcu.txt-设为First language 点击C- alcu.txt-设为Second language 点击Make Archive（创建）点击Edit（修改、设置和编辑报警文本例如：700014 0 0 “* 操作错误：机床运动过程中误打开电柜）保存点击Config Transfer，设置参数（应与系统保持一致）。最后：点击Start Transfer*.arc*（启动传输）点击Start (开始传送数据) 注意：安装系统的显示语言，会导致系统的用户报警文本恢复为出厂默认报警文本。所以应在显示语言安装之后，安装用户报警文本，（我们进行课题时，没有对系统语言进安装） 电脑与系统上设定的通讯参数数据应一致。 .10.也可采用厂家本来提供的报警文本3. 遇到的问题（1）计算机上点击Start (开始传送数据)之后，显示无法与系统连接。处理方法：检查通讯的参数，及电缆线的正确连接，最终现由于机床上设定的路径错误，然后正确的设定路线。 四、回机床参考点 数控机床断电后系统对坐标轴的位置记忆会自动遗失，因此机床开机首先进行回零操作：使机床各坐标轴回到某个固定位置点（机床坐标系零点）。回零是数控机床操作中最重要的功能环节之一，直接影响数控机床的各种刀具补偿、间隙补偿、轴向补偿以及其他精度补偿和零件加工质量。机床回参考点功能是全功能数控机床建立机床坐标系的必要手段，参考点可以设在机床坐标行程内的任意位置。（一般由机床家设定）。第一种回零方式有以下三个阶段： 在回参考方式REF下，按轴移动键，轴正向加速至Vc，寻找减速开关，撞到减速回零开关后速度减速至零。 然后轴以Vm所设定的速度反方向移动，在编码器的码盘上寻找零位脉冲，即（Z）。 当和零脉冲同步后减速至Vp值，以Vp所设定速度移动定位参考点，在所给定允许的偏移范围内准确停下，定位距离由Rv的值决定，当屏幕上显示MD34100的坐标值，回参考点完成。第二种回零方式有以下三个阶段： 在回参考方式REF下，按轴移动键，轴正向加速至Vc，寻找减速开关，撞到减速回零开关后速度减速至零。 然后轴反向脱开挡块，再以Vm所设定的速度正向移动，在编码器的码盘上寻找零位脉冲，即（Z）。 当和零脉冲同步后减速至Vp值，以Vp所设定速度移动定位参考点，在所 .11.给定允许的偏移范围内准确停下，定位距离由Rv的值决定，当屏幕上显示MD34100的坐标值，回参考点完成。 注意！第一种回零方式机床只撞了一次挡块，找到零位脉冲的时候一直为“0”。 第二种回零方式机床撞了两次挡块，找到零位脉冲的时候一直为“1”。2. 回参考点的作用在数控机床上需要 对刀具运动轨迹的数值进行准确的控制，为了使系统在开机以后能够立即精确的识别机床零点，保证机床始终在统一的机床坐标系下工作，所以要使系统与进给轴同的位置测量系统进行同步，机床回参考点其实就是建立机床坐标系。 标准坐标系是右手笛卡儿坐标系。参考点因机床不同而不同，但一台机床制造时就已经确定下来了，一般不会更改。4. 减速开关的目的和作用一是在产生多个零脉冲的情况下识别具体哪一个零脉冲是参考点所需的零脉冲；二是在需低速精确识别零脉冲的附近以低速进给，其它时候可以以较高的速度运行节约时间。对于机床在进给全行程内就有一个脉冲的情况下，一般就可不需要减速开关。对802D而言，机床安装了只有一个零脉冲的光栅情况下没有安装减速开关时轴数据MD34000要设为“0”。其它情况下一般都把MD34000设定为“1”。5. 调试中遇到的故障及其解决的方法故障现象： 通道1轴X1逼近考点失败 通道1轴X1逼近考点失败 通道1轴X1逼近考点失败分析及处理过程：由于调试的是802D sl床子，而该机床没有采用厂家提供的专用机床控制面板，用的是自制的拨动开关替代机床控制面板，在回零的时候没有注意开关的操作，而使得机床回零的动作不正常，导致的报警。 .12.处理方法：细致的分析机床回零的每一个动作，根据动作正确的操作。第四部分 报警分析及故障的排除一、 消除急停报警遇到报警，要根据故障现象、机床工作动作原理、数控系统工作原理、PLC程序来分析诊断故障。急停限位等一般为了安全都接的是常闭，在检查时应该放到系统的监控中，正常时应全为“1”。故障现象： 003000 急停报警分析思路：当机床出现 003000 急停报警的时候我们一般就查找PLC主程序中的网络2和网络3，急停报警就只与该网络2有关和网络3的FOV有关。E-KEY；T-72；SP STOP和T-48/T-63/T-64正常时都应该为“1”， HWL-ON和T-52正常时应该为“0”（如下图所标示：）FOV的地址正常时应该为一组数据，即：格林码。通过查看子程序ENG-STOP的网络2，我们可以清晰的看出E-KEY和T-72正常时都应该为“1”， HWL-ON和T-52正常时应该为“0”。和ENG-STOP的网络4，如下截图：线圈M130.7正常时应该为“0”。还有子程序MCP-802D的网络10中的线圈M251.7，对应到主程序中就是网络3的FOV的地址正常时应该为格林码。处理方法：通过PLC程序的监控，观察各触点的动作，查找出由于哪些触点引起的故障，具体是以上哪个地址的问题，然后进一步通过查找地址表分析出现该故障的根本原因，然后正确处理。二、消除用户报警消除用户报警我们可以通过PLC程序来处理消除报警。通过其内部的故障号和故障信息，可以为设计人员提供重要的信息，以便进一步了解故 .13.障原因及出错地点。所以：一般应先从PLC程序监控中查找故障的原因。故障现象一：700016 驱动器未就绪报警。分析及处理过程：根据用户报警表可查得是V1600002.0，然后在PLC程序的交叉引用表中查出V16000002.0的线圈在子程序ENG-STOP的网络6中，打开子程序后找到该变量在PLC的监控的状态下观察控制该线圈的触点的动作，分析发现L2.1（T-72）正常，M130.2无动作，再次在交叉引用表中查出M130.2在子程序ENG-STOP的网络4中， 进一步向上检查：发现是M130.0无动作，再近一步向上分析是由于L2.0的原因，通过符号表窗口得知对应的主程序就是急停E-KEY的地址端子无信号（如上图所示）。解决方法：给E-KEY外接一个高电平，“1”，让使能信号就绪。故障现象二：7000