随着时间进入21世纪控制工程网版权所有,我国大部分在20世纪80年代引进的大型数控镗铣床都已进入大修时期,由于数控系统的更新换代,原机床上所配的数控系统都已停产,系统的备件相当昂贵CONTROL ENGINEERING China版权所有,因此大部分的用户都会利用机床大修的时机进行数控系统的改造。鉴于这种情况,觉得有必要结合自己的实践经验对此类机床的系统改造作一个总结,以利于大家今后的工作。
1. 改造方案的选择
1.1 数控系统的选择
----从国内的现实情况来看,这一类的机床基本上都是从欧洲进口的CONTROL ENGINEERING China版权所有,所配的数控系统几乎全部是西门子公司的8M系统CONTROL ENGINEERING China版权所有,PLC则是西门子公司的S5-150 系列, 而驱 动部分大部分是西门子的直流驱动。
----在确定改造方案时,由于经费等方面的原因,大部分用户都会选择驱动及电机部分保留而只更换系统的方案,这样出于系统的延续性和兼容性的原因,用户多会选择西门子公司SINUMERIK 840C系统。该系统是西门子公司在九十年代初推出的高档系统,功能强大,使用灵活,适用于各种类型的机械加工设备,目前在国内也拥有大量的用户。如果用户在经费方面没有问题,则还可以有另一种选择,即选用SINUMERIK
1.2 PLC的选择 2. 机床电气系统的处理 3. PLC程序的处理 3.1 系统功能块(Function Block)的处理 3.2 系统接口信号的处理 3.2.1 标志位(Flag)的处理 3.2.2 手动方式(Manual Control)的处理
----根据所选系统的不同,也就相应选择了不同的PLC。
----SINUMERIK840C系统所配的PLC是S5-135WD,在这里可供用户选择的是PLC 硬件的形式。一种选 择是分布式I/O (DMP),另一种选择是扩展单元185U;两种 选择相比较而言,DMP的接线比较麻烦 ,但价格便宜,而185U接线简单,原150的前连接器都可保留,但价格较贵。从使用的角度来讲,两种方案都可以满足系统的功能要求。
----SINUMERIK840D系统所配的PLC是S7-300,相对来讲接线的工作量与840C系 统选择DMP类似。
----在电气系统的处理上,要以"少动"为原则,基本上保留原机床的电气系统,只将跟系统有关的部分进行重新设计。对于外围输入输出点的处理,则以保留原地址为原则,即使有不用的点,也最好保留它的地址,不要被其它点占用,这样在 PLC程序的处理上要有利的多。这一点在后面再作解释。
----在此仅以8M系统更换为SINUMERIK840C系统为例来说明PLC程序处理时要注意的问题。
----对PLC程序的处理,一个基本原则是尽量保留原PLC程序,只是在原程序的外围加一个转换程序,将与系统有关的部分作必要的转换,这样可最大限度地减少工作量,同时又最大限度地保留了原PLC程序中的一些安全保护措施。从我的经验来看,这种方法是这类系统改造项目最好的处理办法。
----在西门子的PLC产品中,不同的系统有不同的系统功能块,因此在进行系统更新时,必须要对系统功能块进行相应的处理。
----在将8M系统更新为840C系统时,对于跟数据块有关的功能块(FB11,FB60)要更新为新的FB11和FB60,对于其它的系统功能块则可以删除。
----在西门子的系统中,NC与PLC之间的通讯都是通过接口信号实现的,而接口信号又包括NC→PLC和PLC→NC两大部分, 其中PLC→NC属于控制信号,通过 这些信号可以完成对系统动作的控制; NC→PLC属于系统给出的状态信号,可用 于判断系统是否正确执行了控制信号的要求。因此,如何处理这部分PLC程序是系统改造中的重点,也是本文要着重介绍的部分。
----在8M系统中,所有的接口信号都是占用的标志位(Flag),而840C系统中,接口信号基本上都在数据块(DB)中,因此在新的PLC程序中要增加信号转换这部分程序。由于接口信号是双向的,因此在设计转换程序时要设计两个程序块,一个用于处理 NC→PLC的信号,一个用于处理 PLC→NC的信号。下面就分别加以论 述。
----在SINUMERIK840C系统中,FY0-FY24是被系统占用的控制工程网版权所有,而在8M系统中,这部分信号则是接口信号中的一部分,因此在作PLC程序的转换时首先要处理这部分信号。具体方法是:在调用原8M系统OB1之前,将FY0-FY24保存到数据块中,在调用之后,再将FY0-FY24恢复,以便840C系统能正常工作。
----在这种类型的机床上