西門子將電氣化、自動化、數(shù)字化的力量融入各行各業(yè)，以前所未見的高度、速度、精度和深度，讓關(guān)鍵所在，逐一實現(xiàn)。

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該數(shù)控龍門加工中心由德國WALDRICH COBURG公司于1983年生產(chǎn)制造，機床為雙龍門且可以單獨控制操作，型號為20-10-600CNC。原機床共有X1軸、XA1軸(雙龍門同步移動)、Y軸(滑板)、Z軸(滑枕)、W1軸、WA1軸(橫梁同步移動)、S軸(主軸)、C軸(旋轉(zhuǎn)工作臺)、A軸(附件軸)9個軸，配有12個附件頭。原控制系統(tǒng)采用SIEMENS 8MC數(shù)控控制系統(tǒng)，X軸使用旋轉(zhuǎn)變壓器做位置檢測并配以機械同步傳動杠來保證立柱移動的同步要求。其他控制軸采用感應(yīng)同步器做位置檢測元件，橫梁移動采用直流電動機串聯(lián)運行并配以機械同步傳動杠來保持傳動的同步，并在一側(cè)設(shè)有交流微調(diào)電動機作為調(diào)整之用。機床傳動全部采用模擬直流伺服系統(tǒng)控制。

機床技術(shù)規(guī)格和參數(shù)：

·       X 軸行程: 0--27000mm, 速度:5--10000mm/min；

·       Y 軸行程: 0--8000mm, 速度:5--6000mm/min；

·       Z 軸行程: 0--1000mm, 速度:5--3000mm/min；

·       W 軸行程:0--3900mm，速度:5-2000mm/min；

主軸具有定向功能,2個檔位,一檔轉(zhuǎn)數(shù)為6～275r/min；二檔轉(zhuǎn)數(shù)為17～750 r/min 。

數(shù)控系統(tǒng)的改造

選用西門子840D數(shù)控系統(tǒng)改造原數(shù)控龍門銑床的SINUMERIK 8MC數(shù)控系統(tǒng)。新系統(tǒng)包括“10.4"彩色TFT(OP031)顯示器、MMC103帶硬盤。MMC軟件版本為5.3版本,WINDOWS 95操作系統(tǒng),“3.5"軟驅(qū)，R232標(biāo)準(zhǔn)通訊口。NCU為572.3系統(tǒng)，軟件版本為840D的5.3版本。PLC采用S7-300輸入/輸出模塊，同時利用840數(shù)控系統(tǒng)的PROFIBUS接口加裝13個S7-ET200BPLC模塊(其中兩塊模擬輸出模塊)，建立4個遠(yuǎn)程控制分站。該接口數(shù)據(jù)傳輸速度為1.5Mbaudrate,遠(yuǎn)高于X122接口187.5Kbaudrate的傳輸速度,提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。各分站之間采用西門子專用通訊電纜,與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,這樣即節(jié)省控制電纜使用數(shù)量,也降低了電氣故障率。該機床還具有龍門軸功能及主-從功能(主要解決X1、XA1,W1、WA1同步運行)以及五軸聯(lián)動功能,中文顯示,標(biāo)準(zhǔn)的固定循環(huán),具有840D標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)功能。

驅(qū)動系統(tǒng)及電動機的配置

選用了西門子611D數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)及1FT6系列交流伺服電動機改造X1軸，XA1軸, Y軸，Z軸，W1軸，WA1軸,S軸，選用西門子611D數(shù)字模塊進(jìn)行控制。

PLC部分

選用西門子S7－300和S7-ET200B改造原S5-PLC。采用SIEMENS 840D標(biāo)準(zhǔn)機床控制面板及用戶操作面板實現(xiàn)機床的一些輔助動作和功能。

機床標(biāo)準(zhǔn)功能設(shè)置

首先通過根據(jù)原機床標(biāo)準(zhǔn)功能，自行設(shè)計電氣原理圖，并組織現(xiàn)場安裝調(diào)試進(jìn)行PLC、NC聯(lián)機調(diào)試。

通過選用HEIDENHAIN直線光柵尺(LB382C)更換原Y軸、Z軸、W1軸、WA1軸測量系統(tǒng)。用HEIDENHAIN的增量編碼器(ROD485)更換原X軸位置編碼器，主軸定向編碼器。 X軸同步功能利用2臺增量編碼器(ROD485)。利用840D的龍門軸功能實現(xiàn)X1軸、XA1軸兩臺電動機的同步運行。W軸同步功能利用LB382C直線光柵尺(左右各安裝一根直線光柵尺)。利用840D的龍門軸功能，實現(xiàn)W1軸、WA1軸2臺電動機的同步運行，并在WA1側(cè)設(shè)有微調(diào)電動機作為手動橫梁水平調(diào)整之用。

主軸根據(jù)滑枕上安裝的接近開關(guān)與附件銑頭上安裝的接近開關(guān)組合不同，通過PLC程序編制，可進(jìn)行自動、手動安裝附件銑頭以及不同附件銑頭不同功率限制，用以保護(hù)附件銑頭不超功率進(jìn)行工件切削。

機床數(shù)據(jù)配置

對于一臺標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控龍門加工中心，根據(jù)機床實際工作需要作了以下機床數(shù)據(jù)配置。

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S軸的NC參數(shù)配置；

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S軸的驅(qū)動參數(shù)配置；

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1,S軸的驅(qū)動；

·       X1,XA1,Y,Z,W1,WA1軸的螺距補償。

通過PROFIBUS總線對機床上各個用戶操作站進(jìn)行硬件組態(tài)聯(lián)機及設(shè)定。設(shè)頂用戶報警信息及操作信息的編制和顯示、附件頭裝卸的程序編制、840D控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)功能的實現(xiàn)。

PLC控制程序的設(shè)計及聯(lián)機調(diào)試

除了設(shè)計該機床正常工作所需各種功能的PLC程序外，針對于該數(shù)控龍門加工中心特殊功能，也作了以下PLC程序設(shè)計及調(diào)試。

利用兩臺增量編碼器，X軸龍門軸同步功能的PLC程序設(shè)計及調(diào)試。利用兩根LB382C直線光柵尺，W軸龍門軸同步功能的PLC程序設(shè)計及調(diào)試。W軸橫梁自動、手動調(diào)平PLC程序設(shè)計及調(diào)試。主軸及附件銑頭的功率限制的PLC程序設(shè)計及調(diào)試。

根據(jù)滑枕上安裝的接近開關(guān)與附件銑頭上安裝的接近開關(guān)組合不同，各種附件銑頭的自動識別及裝卸的PLC程序設(shè)計及調(diào)試；刀具輔助銑頭裝卸故障時的手動緊急處理的PLC程序設(shè)計及調(diào)試；橫梁前傾后傾的(掃刀裝置)PLC程序設(shè)計及調(diào)試；對各個座標(biāo)軸限位的PLC程序，各個坐標(biāo)軸Reference程序設(shè)計及調(diào)試；根據(jù)機床要求的用戶報警信息及操作信息的PLC程序設(shè)計及調(diào)試。

數(shù)控機床故障報警對機床操作者及維修技術(shù)人員，在操作和維修起很大作用，因此該機床故障報警劃分級別設(shè)計為：機床緊急停止、相應(yīng)及相關(guān)動作停止、報警提示延時后停止相應(yīng)動作、報警提示。機床設(shè)計為自動檢測主軸附件使用功率，在達(dá)到最大設(shè)定負(fù)荷時產(chǎn)生報警信息,超過最大設(shè)定負(fù)荷時停止相應(yīng)進(jìn)給動作。使用簡單的中文語言對報警進(jìn)行描述，并提供相關(guān)的故障診斷信息。為保護(hù)機床，報警后相應(yīng)故障、診斷信息不經(jīng)手動清除不得自動消除。上述信息在CNC顯示器上進(jìn)行中文顯示設(shè)定。

機床安全保護(hù)、操作互鎖的PLC程序設(shè)計及調(diào)試。包括主軸換檔的PLC程序設(shè)計及調(diào)試；各個用戶操作站手動功能的PLC程序設(shè)計及調(diào)試,數(shù)控系統(tǒng)面板及擴展機床面板調(diào)試；其他輔助功能的PLC程序設(shè)計及調(diào)試。

通過配置SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)，西門子611D數(shù)字伺服驅(qū)動系統(tǒng)及1FT6系列交流伺服電動機和選用西門子611D數(shù)字模塊、S7-300 數(shù)字量輸入輸出模塊、ET200B模塊等硬件。利用西門子專用TOOLBOX軟件，進(jìn)行PLC程序設(shè)計以及840D數(shù)控系統(tǒng)NC機床數(shù)據(jù)正確配置，一次調(diào)試成功，達(dá)到了原機床設(shè)計功能，在很短時間內(nèi)試車成功，投入生產(chǎn)使用。同時，也使我們了解了SIEMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)越性能，積累了數(shù)控機床設(shè)計和調(diào)試的經(jīng)驗。

WinCC中定時器使用方法介紹

1、定時器功能介紹
2、腳本中定時器介紹
3、使用腳本實現(xiàn)更多定時器功能
3．1 整點歸檔
3．2 WinCC 項目激活時避免腳本初次執(zhí)行及延遲執(zhí)行腳本1 定時器功能介紹
    WinCC 中定時器的使用可以使 WinCC按照指定的周期或者時間點去執(zhí)行任務(wù)，比如周期執(zhí)行變量歸檔、在指定的時間點執(zhí)行全局腳本或條件滿足時打印報表。WinCC 已經(jīng)提供了一些簡單的定時器，可以滿足大部分定時功能。但是在有些情況下，WinCC 提供的定時器不能滿足我們需求，這時我們就可以通過 WinCC 提供的腳本接口通過編程的方式實現(xiàn)定時的功能，因為腳本本身既可以直接 調(diào)用 WinCC其他功能，比如報表打印，也可以通過中間變量來控制其他功能的執(zhí)行，比如通過置位/復(fù)位歸檔控制變量來觸發(fā)變量記錄的執(zhí)行。WinCC 提供了 C 腳本和 VBS 腳 本，本文主要以全局 C 腳本編程為例介紹定時功能的實現(xiàn)。
2 腳本中定時器介紹     既然在全局腳本中可以編程控制其他功能的執(zhí)行，那么首先看看全局腳本的觸發(fā)：

                         圖1   腳本觸發(fā)器分類 如圖1所示： 腳本觸發(fā)器分為使用定時器和使用變量， 定時器又分為周期執(zhí)行和非周期執(zhí)行一次，比如每分鐘執(zhí)行一次腳本屬于周期執(zhí)行，指定2012年10月1日執(zhí)行一次屬于非周期執(zhí)行。 使用變量觸發(fā)腳本，即在變量發(fā)生變化時，腳本就執(zhí)行一次， 而變量的采集可以根據(jù)指定周期循環(huán)采集，或者根據(jù)變化采集，根據(jù)變化實際是1秒 鐘采集變量一次。
3使用腳本實現(xiàn)更多定時器功能
   利用腳本自身的定時器， 可以通過在腳本中編程的方式實現(xiàn)更多其它定時功能。

3．1整 點歸檔

    WinCC提供了變量歸檔，變量歸檔分為周期歸檔和非周期歸檔，不管是周期歸檔或非周期的歸檔，都又可以通過一些 變量或腳本返回值來控制歸檔， 比如：整點歸檔。下面的設(shè)置結(jié)合WinCC腳本，實現(xiàn)了在 整點開始?xì)w檔，歸檔五分種后停止歸檔，即每個小時僅歸檔前五分鐘的數(shù)據(jù)。
    軟件環(huán)境：Windows 7 Professional Service Pack1 , WinCC V7.0 SP3
    歸檔名稱：ProcessValueArchive
    歸檔變量：NewTag
    歸檔周期：1 分鐘
    歸檔控制變量  startarchive
    C腳本觸發(fā)周期：10秒
    腳本代碼：
#include "apdefap.h"
intgscAction( void )
{
    #pragma option(mbcs)
    #pragma code ("kernel32.dll"); 
    void GetLocalTime (SYSTEMTIME* lpst); 
    #pragma code(); 
      SYSTEMTIME time;
      int  t1; 
      GetLocalTime(&time); 
      t1=time.wMinute; 
if(t1==00) 
      { 
                  SetTagBit("startarchive",1);  
       } 
     if(t1==05) 
      { 
                  SetTagBit("startarchive",0);    
 } 
return0;
}
歸檔設(shè)置如圖2：

                     圖2   歸檔設(shè)置
    同理，在以上腳本的基礎(chǔ)上做修改，可以實現(xiàn)在某個指定的時間點打印報表，只要在滿足觸發(fā)條件時調(diào)用下列函數(shù)：    
       RPTJobPrint(" Myprintjob")；
      Myprintjob為 事先創(chuàng)建好的打印作業(yè)。 
       腳 本主要部分在于獲取系統(tǒng)當(dāng)前時間，下 面的腳本實現(xiàn)了獲取當(dāng)前時間并分別獲取年、月、日、時、分、秒、毫秒，星期幾的功能。
 
    Varname1 到 Varname8 為 WinCC 內(nèi)部變量。若在 WinCC畫面上顯示時，由于默認(rèn) I/O 域的 格式為999.99， 要把 Varname1 的顯示格式改為9999。 
  #include "apdefap.h"
intgscAction( void )
{
          #pragma option(mbcs)
 
          #pragma code ("kernel32.dll"); 
             void GetLocalTime (SYSTEMTIME* lpst); 
         #pragma code(); 
         SYSTEMTIME time;
            GetLocalTime(&time); 
             SetTagWord("Varname1",time.wYear);
           SetTagWord("Varname2",time.wMonth);
           SetTagWord("Varname3",time.wDayOfWeek);
           SetTagWord("Varname4",time.wDay);
           SetTagWord("Varname5",time.wHour);
           SetTagWord("Varname6",time.wMinute);
           SetTagWord("Varname7",time.wSecond);
           SetTagWord("Varname8",time.wMilliseconds);
  return 0;

S7-200的仿真軟件不是西門子公司編寫的，國內(nèi)有人將它漢化，其V2.0版可以對S7-200編程軟件V4.0 編寫的程序仿真。該仿真軟件不能對S7-200的全部指令和全部功能仿真。但是它仍然不失為一個很好的學(xué)習(xí)S7-200的工具軟件。
    該軟件不需要安裝，執(zhí)行其中的“S7-200仿真.EXE”文件，就可以打開它。點擊屏幕中間出現(xiàn)的畫面，輸入密碼6596后按回車鍵，開始仿真。
    軟件自動打開的是老型號的CPU 214，應(yīng)執(zhí)行菜單命令“配置”→“CPU型號”，用打開的對話框設(shè)置CPU的型號為CPU 22x。
   下圖左邊是CPU 224，CPU模塊下面是用于輸入數(shù)字量信號的小開關(guān)板。開關(guān)板下面的直線電位器用來設(shè)置SMB28和SMB29的值。
   雙擊CPU模塊右邊空的方框，用出現(xiàn)的對話框添加擴展模塊。

    仿真軟件不能直接接收S7-200的程序代碼，必須用編程軟件的“導(dǎo)出”功能將S7-200的用戶程序轉(zhuǎn)換為擴展名為“awl”的ASCII文本文件，然后再下載到仿真PLC中去。
    在編程軟件中打開主程序OB1，執(zhí)行菜單命令“文件”→“導(dǎo)出”，導(dǎo)出ASCII文本文件。
    在仿真軟件中執(zhí)行菜單命令“文件”→“裝載程序”，在出現(xiàn)的對話框中選擇下載什么塊，點擊“確定”按鈕后，在出現(xiàn)的“打開”對話框中雙擊要下載的*.awl文件，開始下載。下載成功后，CPU模塊上出現(xiàn)下載的ASCII文件的名稱，同時會出現(xiàn)下載的程序代碼文本框和梯形圖（見下圖）。

   執(zhí)行菜單命令“PLC”→“運行”，開始執(zhí)行用戶程序。 如果用戶程序中有仿真軟件不支持的指令或功能，執(zhí)行菜單命令“PLC”→“運行”后，出現(xiàn)的對話框顯示出仿真軟件不能識別的指令。點擊“確定”按鈕，不能切換到RUN模式，CPU模塊左側(cè)的“RUN”LED的狀態(tài)不會變化。
    可以用鼠標(biāo)點擊CPU模塊下面的開關(guān)板上的小開關(guān)來模擬輸入信號，通過模塊上的LED觀察PLC輸出點的狀態(tài)變化，來檢查程序執(zhí)行的結(jié)果是否正確。
    在RUN模式點擊工具欄上的按鈕，可以用程序狀態(tài)功能監(jiān)視梯形圖中觸點和線圈的狀態(tài)。
    執(zhí)行菜單命令“查看”→“內(nèi)存監(jiān)控”，可以用出現(xiàn)的對話框監(jiān)控V、M、T、C等內(nèi)部變量的值。

6SN1123-1AA00-0BA2電源模塊