西门子840D和S7300PLC在高速立式加工中心机床中的应用.pdf

学术探讨 西门子840D和S7-300 PLC在高速立式加工中心机床中的应用 乐广军 西班牙MS TECHNO SL有限公司深圳代表处 518054 摘要：本文介绍了西门子 840D数控系统和S7-300 PLC在企业自主研发的高速立式加工中心机床中的应用，包括电气系统的硬件配 置、与数控系统关联的PLC程序设计思路。 关键词：840D CNC S7-300 PLC 高速立式加工中心 1. 引言 急停机、报警处理等功能的实现。 高速立式加工中心HVM106是公司自主研发的一款用于复杂曲面 西门子提供了一些数控PLC基本程序，用户可以根据实际情况调 模具的高速精密加工的专业机床，配备了西门子 840D Powerline高端 用这些标准功能块即可。这些基本程序由组织块(OB)、功能(FC)和功 数控系统。840D系统内部集成了SIMATIC S7-300 PLC的CPU芯片， 能块(FB)三种逻辑块和数据块(DB)构成。例如：OB1为CPU循环扫描 结合S7-300 PLC的输入输出模块对机床外围电气设备的控制，可实现 时间内唯一扫描的主程序，OB100在PLC暖启动时执行。因此，可以 机床预期的各项功能。 通过在OB1中调用MCP应用的基本程序FC19(铣床版)来实现操作面板 的控制。在OB40中调用FC3来实现基本程序处理报警。在OB100中调 2. 电气系统硬件配置 用FB1建立PLC与NCK之间的数据交换接口。 2.1 控制系统 840D数控系统还为设计人员提供了大量的接口控制信号。例 SINUMERIK 840D数控系统是专门用于高速加工应用的系统， 如DB2.DBX180~187为PLC-MMC信号，用户自定义报警；DB10. 其提供的程序预读、前馈控制、压缩插补和限制急冲加速器等功能 DBX56.1为到PLC-NCK信号，急停；DB21.DBX7.7为PLC-NCK信 特别适用于模具的高速加工。840D的数控单元被称作NCU(Numerical 号，复位；DB21.DBX195.0为PLC-NCK信号，M08子程序；DB31. Control Unit)单元，根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的要求， DBX40为PLC-NCK信号，X轴手轮激活。在用户自定义的PLC程序 最终为机床选用了NCU571.4单元。NCU571.4单元中集成了840D数 中可以对这些控制信号进行操作。 控CPU和SIMATIC S7-300 PLC的CPU芯片314C-2 DP，它还包括相应 3.2 外围电气设备的控制 的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus接口、RS232接 一般来说，外围电气设备的控制主要是开关量信号的检测（行 口、手轮及测量接口、PCMCIA卡插槽等。 程开关、模式选择开关等）、电机或泵的启动与停止（冷却泵、润 840D与操作者之间的人机交互界面包括三个部分：OP(Operation 滑泵、排屑电机等）、传感器数据采集（PT100温度传感器）等。首 Panel)、MMC(Man Machine Communication)和MCP(Machine Control 先确保电气设备（或其对应的继电器）与PLC输入输出模块的IO点在 Panel)。操作面板选用了OP 010C，包括一个10.4’’ TFT显示屏和一 电路接线上是一一对应的，然后通过PLC程序来控制输入输出模块的 个NC键盘。MMC其实是一台带CPU的主机，内置了MMC的控制软 IO点。对于机床设备，还需要考虑逻辑输入(CNC-PLC)和逻辑输出 件，根据机床功能需求选用了PCU20（MMC100.2）。机床控制面板 (CNC模