西门子802D数控系统PLC编程与应用

　　西门子802D 系统是近年来广泛应用于数控车床、数控铣床以及经济型加工中心上的数控系统, 由PCU( 面板控制单元) 、MCP( 机床控制面板) 、NC 键盘、伺服驱动功率模块及电源、I/O输入输出模块、电子手轮等基本单元组成。PCU 作为802D 数控系统的核心部件, 将NCK( 数控核心) 、PLC、HMI( 人机界面)和通讯任务集成在一起, 并用Profibus 现场总线将各单元连接起来, 组成一个可同时控制4 个伺服进给轴和一个模拟主轴的数控系统。

　　802D数控系统各坐标轴的伺服控制由NCK装置完成,但机床逻辑控制则由PCU 内嵌的PLC 完成。机床外部输入输出信号经I/O模块PP72/48(72 入48出) 并通过Profibus 现场总线实现与PLC 的连接。802D系统最多可配两块PP72/48模块。

　　由于802D系统是一种通用的数控系统, 将其应用于不同的数控机床时, 机床的逻辑控制以及PLC 的输入输出信号会不一样, 因此, 将802D 系统应用于数控机床时, 最重要的是要根据机床的逻辑控制要求设计和调试好系统PLC 程序, 才能使系统正常和安全地工作。本文结合802D 系统在广西水利电力职业技术学院经济型数控铣床XK5036 上的应用, 介绍802D 数控系统PLC 的编程与应用方法。铣床的数控系统配置及系统连接如图1 所示, 两块611UE 功率模块负责三个坐标轴的伺服进给控制, 铣床的主轴电机则采用接触器控制, 主轴转速由机械变速箱调整。

图1 802D 系统连接示意图 

1 数控系统与PLC 接口信号

　　从图1 可看出, 机床外部的输入输出信号主要包括机床控制面板( MCP) 和机床电气控制信号。机电电气控制信号主要包括参考点以及各轴限位信号、各异步电机启停控制及过载信号、伺服驱动控制使能信号等, 该部分信号通过PP72/48的X333 插座连接。MCP 上主要安装有急停开关、主轴转速和进给速度倍率开关、主轴控制按键、系统控制方式选择按键、各轴点动控制按键、NC 控制按键以及用户选择键和LED 指示灯等, 并通过2 条50 芯的扁平电缆与PP72/48 的X111、X222 插座连接。由于MCP 上全部为开关信号且通过I/O 接口与PLC 连接, 因此, 用户可选择西门子公司配套的MCP, 也可以根据实际机床控制需要设计自己的机床控制面板。

　　作为数控系统的重要组成部分, 系统内嵌的PLC 采用接口变量V及相应的数据位的形式与NCK、HMI 和MCP 进行控制和状态信息的传送, 并按照系统的工作状态和用户编写的控制程序完成机床逻辑控制任务。PLC、NCK、HMI、MCP 相互间信息传送的路径和方向如图2 所示, 数控系统与PLC 主要接口信号简要说明如表1 所示, 详细接口信号的说明请参阅西门子(中国) 有限公司技术手册———SINUMERIK 802D 简明调试指南。

图2 数控系统内部信号传递示意图