经济型数控系统的组成与连接

5.3.3　经济型数控系统的组成与连接

图5-15　PCU单元及全NC键盘分布图

1．SIEMENS 802D数控系统的组成部分

SIEMENS 802D是2000年开发制造的全数字化经济型数控系统。802D数控系统是由PCU（Panel Control Unit）、键盘（水平安装或垂直安装）、一块或两块输入输出模块（PP72/48）、一个24V电源、驱动器SIMODRIVE611UE、1FK6系列数字伺服电动机和1PH7系列数字主轴电动机组成。系统的各个部件通过现场总线PROFIBUS连接。

（1）PCU单元（面板控制单元）

如图5-15所示为PCU单元，PCU是SIEMENS 802D的核心。它集成了PROFIBUS接口、竖直结构（右侧）和水平结构（下侧）的全NC键盘、三个手轮接口以及PCMCIA接口（用于数据备份）。各软件部件—— NCK、HMI和PLC全部集成于PCU中。

PCU配置了10.4单色或彩色TFT液晶显示屏，具有长寿命的背景光源。

（2）输入输出模块PP72/48

如图5-16所示为PP72/48结构图，每个PP72/48模块具有三个独立的50芯插槽（X333、X222、X111），每个插槽中包括了24位数字量输入和16位数字量输出（24V、0.25A）。因此，每个PP72/48模块具有72位输入和48位输出。802D系统最多可配置两个PP72／48模块，它与PROFIBUS相连接。

图5-16　输入输出模块PP72/48结构图

（3）机床控制面板MCP（Machine Control Panel）

如图5-17所示机床控制面板MCP提供了简单经济的标准方案用于车床和铣床。除了操作机床所需的全部按键和开关，还提供了六个用户定义键。MCP背后的两个50芯扁平电缆插座通过扁平电缆与PP模块的插座连接，即可实现方式选择、倍率选择、NC启动与停止、主轴功能和急停复位等的接线。

（4）电源模块

电源模块如图5-18所示，其中各主要接口端的含义如下：

① X111为“准备好”信号，由电源模块输出至PLC的电源模块控制继电器触点；

② X121为脉冲使能信号、控制使能信号及监控信号端；

③ X141为电源模块电源工作正常输出信号端；

④ X151为系统数据控制总线端口；

⑤ X16l为内部接触器控制；

⑥ X171为线圈通电触点，控制电源模块内部线路预充电接触器（一般按出厂状态使用）；

⑦ X172为启动禁止信号端（一般按出厂状态使用）；

⑧ X181为供外部使用的供电电源端，包括直流电源600V、三相交流电源380V。

图5-17　机床控制面板MCP

图5-18　电源模块

（5）伺服驱动模块

802D数控系统采用SIMODRIVE611UE配备PROFIBUS接口模块，用于速度环和电流环控制。伺服电动机采用lFK6系列，编码器为1Vpp正弦波。802D的位置控制由PCU完成。

SIMODRIVE611UE控制模块均为双轴模块，可根据PROFIBUS的配置作为单轴模块使用。并且还可以在同一模块上设定一个叠加轴（如模拟主轴）。例如一个车床系统带有两个数字进给轴和一个模拟主轴（变频器）正好由一个611UE模块即可实现。611UE的模拟输出口用于输出主轴速度给定（±10V），而611UE上的数字输出可用于模拟主轴的使能控制。WSG接口用于连接主轴编码器（TTL）作为速度反馈，主轴电动机采用1PH7系列电动机。

伺服驱动模块如图5-19所示。

① X411、X412为电动机内置光电编码器反馈至该端口进行位置和速度反馈的处理；

② X421为机床拖板位置反馈端；

③ X423为PROFIBUS接口；

④ X431为脉冲使能信号和24VDC外部供电端；

⑤ X441为模拟主轴给定信号端；

⑥ X453、X454为控制器使能端A、B，进行数字量输入输出；

⑦ X471为RS232接口；

⑧ X472为主轴直接编码器（TTL）端口；

⑨ X351为系统数据控制总线端口；

⑩ X34为电压电流检测孔，一般供模块维修检测使用，用户不得使用。

2．各模块之间的连接

以上介绍了西门子802D数控系统的各个组成部分，每部分之间的相互连接如图5-20所示。通过该图，我们既可掌握802D数控系统的组成，又可实现对系统各模块进行正确连接。