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西门子840D系统讲义


SINUMERIK 840D

系统培训讲义

Edition 10.2003

用户维修 北京凯普精益机电技术有限公司

第一章 SINUMERIK 840D 系统的硬件构成
一.SINUMERIK 840D 系统的组成 SINUMERIK 840D 系统的硬件主要由下列几部分构成:

r />
1. NCU 数控单元(Numerical control unit) 数字控制核心 NCK 的硬件装置。NCU 单元集成了 SINUMERIK 840D 数控 CPU 和 S7-300 的 PLC CPU 芯片,包括数控软件和 PLC 软件。 2.人机交互装置(MMC) SINUMERIK 840D 系统可以使用 MMC100.2、MMC103,PCU20,PCU50。 其人机操作界面可选 OP031,OP032 等。其建立起 SINUMERIK840D 系统与操 作人员之间的交互界面。 3.可编程序控制器 PLC SINUMERIK 840D 系统集成了 S7-300-2DP 的 PLC,并通过通讯模块 IM361 扩展外部的 I/O 模块。 4.驱动装置 SINUMERIK 840D 系统可采用全数字伺服驱动 SIMODRIVE611D, 配以 1FT, 1FK 系列进给电机和 1PH 系列的主轴电机。 二.SINUMERIK 840D 系统的硬件安装
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SINUMERIK 840D 系统各模块在安装排列时,最左侧通常为电源模块,其 后为 NCU 控制板,MSD 主轴驱动模块,FDD 进给驱动模块。通常,驱动模块 遵循功率越大的模块越靠近左侧。
Floppy1) Cable for data input/output V.24 Parallel interface 1) e.g. printer/streamer QWERTY
1) X8/X9 on MMC 101/102 only
MMC Power supply

Operator panel (rear view)

X10 ISA adapter X9 X4

X8 X6

X20

MCP (rear view) NCU L2DP

–X101 –X102

MPI bus cable
–X111

Reserved for servicing
–X112

SIMATIC S7-300 IM connecting cable MPI cable HHU

–X122

X130B

SIMATIC S7-300 I/O devices

X2

PS

IM

SMs to drive bus
IN X20 OUT X21

MEMORY CARD

–X172

X130A

Fig. 1-1

840D系统连接图

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??? ???

X1 X2 X4 X3

X5

–X121

MPI cable or MPI-PG cable HHU handwheel Distributor box Cable distribution cabinet

PG

NCU terminal block

SIEMENS SIMODRIVE

驱动总线 终端封头 MS (I/RF, OI) NCU MSD FDD FDD FDD

Fig.1-2

SINUMERIK 840常用组态方式

三.NCU 数控装置 a) NCU 的硬件版本 NCU571.2 486DX2 处理器, 大到 1.5MB 的 CNC 存储器和 288KB 的用 户存储器。最多可控制十个坐标轴或主轴,一个通道。 NCU572 486DX2 处理器,大到 1.5MB 的 CNC 存储器和 288KB 的用 户存储器。最多可控制十个坐标轴或主轴,二个通道。 NCU573.2 奔腾级处理器,大到 1.5MB 的 CNC 存储器和 288KB 的用 户存储器。最多可控制三十一个坐标轴或主轴,多至十个通道或操作方 式组。 b) NCU 的接口 X101: OPI 总线接口。其传输波特率为 1.5MB。可连接 MMC,MCP, HHU 等。 X102: PROFBUS 总线接口或其他通讯接口,波特率为 1.5MB,可接 ET200/M153 等通讯模块。 X111: P 总线/K 总线。通过 IM361 通讯模块连接外部 I/O 模块。 X112: 保留接口。RS232 串行通讯接口(NOT NCU573.2) ,NCU573.2 为模块连接使用。 X121: I/O 设置口。可扩展连接手轮,仿形测头,4 个快速 I/O 口。 X122: MPI 总线接口。其传输波特率为 187.5KB。可连接 PG,HHU 等。 X130A:驱动总线接口。 X130B:数字模块接口。可连接数字测量模块。 X172: 设备总线接口。 X173: PCMCIA 卡插槽。 c) NCU 的 LED 指示信息
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NCU 装置上的 7 段数码显示,在数控系统上电后,系统正常时显示“6” , 其左侧的 LED 为 NCK 的状态信息, 右列为内置 PLC 的状态信息。 NCK 当 正常时, “+5V”和“SF” (SINUMERIK READY 810D)的灯亮。PLC 的 绿色“PR”运行灯亮。 NCK 的 LED 灯: +5V: 绿色 供电电源正常时灯亮 NF: 红色 斜坡监控 CF: 红色 COM 口通讯监控 CB: 黄色 NCK 通过 OP I 进行通讯。 CP: 黄色 NCK 通过  PC MPI进行通讯。 PLC 的 LED 灯 PR: 緑色 PLC 运行。 PS: 红色 PLC 停止。 PF: 红色 PLC 监控。 PFO: 黄色 PLC 强制。 d) NCU 上的 S 开关 NCK 启动开关(S3) 0: 正常模式。系统使用设定的数据启动。 1: 用标准机床数据引導。 2: 软件升级。从 PCMCIA 卡上加载系统软件。 3~7: 保留。 PLC 启动开关(S4) 0: PLC 运行。允许编辑PLC程序,而不用激活密码。 1: PLC 运行。PLC程序只读,激活密码后,才能编辑PLC程序。 2: PLC 停止。 3: MRES,模块复位。 NMI:No_maskable interrupt,非屏蔽中断。

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NCU560-572.3接口

-X101

-X102

-X111

-X112 -X122

SIMATIC interface

PG MPI interface I/O interface (cable distributor)
-X121

Error and status LEDs (H1/H2) 7-segment display (H3)
RESETNMI

S3

NMI button (S2) RESET button (S1) NCK start-up switch PLC start-up switch

S4

X130B

X130A

SIMODRIVE 611D interface

I/O expansion for connecting the digitizer module when using NCU for digitizing (NCU 573 only) Device bus interface
MEMORY CARD

-X172

PCMCIA slot (X173)

Fig.1-3

SINUMERIK 840 NCU模块接口

四.电源模块 NE 的连接 电源模块主要为 NC 和驱动模块提供控制和动力电源,产生母线电压,同时
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监测和模块状态。 i. 电源模块的类型 UE: Uncontrolled infeed,非受控电源模块。 I/RF: Infeed/Regeneractive feedback,再生回馈电源模块。 ii. 电源模块的接口 48/9 模块启动/禁止 端子 48 被使能,预充电程序被内部启动,一旦直流母线已被充电,预充 电接触器打开,主开关发出内部使能信号。 63/9 脉冲使能 端子 63 用来为所有功率部件的晶体管脉冲使能,并将进给模块预使能。 使能和禁止是立即的,并同时作用于所有的模块。当这个信号取消后, 驱动功率连续下降。 64/9 驱动使能 端子 64 在 63 被使能的情况下,+24V 接到端子 64,则进给模块被使能, 使能和禁止同时作用于所有的模块。当信号取消后,所有轴的速度设定 值置零,当特别设定的延迟时间到达后(大约 200ms,标准值) ,所有控 制器和脉冲使能被禁止,模块被制动。 iii. 电源模块的 LED 指示灯 1. 红色 15V 电源故障 2. 红色 5V 电压故障 3. 绿色 外部使能信号不允许,端子63和64缺失。 4. 黄色 直流母线充电 5. 红色 线路电源故障,转换电抗器不可用,选择不正确 线路电源或变压器电压太低 6. 红色 直流母线过压

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X111

X121

X141 LED displays
Electronics power supply faulty Device is not ready, no enable signal (term. 63, 64 or 48) Mains fault Red Green Red 5V voltage level faulty Yellow Device ready (DC link precharged) Red DC link overvoltage Red

X161 X171 X172 LED displays X351

X181 Device bus

P600

DC link connection
M600

Power supply

U1 V1 W1 PE1
Fig. 1-4 Interfaces for OI and I/RF module 10–55KW

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Relay contact for Ready message

NC contact NO contact

74 73.1 73.2 72

–X111

Relay contact for group message I2t and motor overtemperature Pulse enable Enable voltage Enable voltage Drive enable signal Reference potential for enable voltage P24 P15 N15 N24 M M RESET (R+term.15)

5.3 5.2 5.1 63 9 9 64 19 7 45 44 10 15 15 R

–X121

–X141

Enable voltage 9 112 Setting-up mode Contactor energization, start 48 111 Signaling contact from 213 mains contactor 113 Enabling signal for internal mains contactor Signaling contact for starting lockout (NC contact) NS1 NS2 AS1 AS2

–X161

–X171

–X172 LED displays

DC link power supply for mains buffering External infeed for electronics power supply External infeed for electronics power supply External infeed for electronics power supply

M500 P500 2U1 1U1 2V1 1V1 2W1 1W1

–X181

Fig. 1-5

Connection terminals on SIMODRIVE 611 mains supply module 10–55 kW

五.SIMODRIVE 611D 数字驱动模块 SIMODRIVE 611D 数字驱动模块分为单轴和双轴模块。
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双轴FDD/MSD模块                                  单轴FDD/MSD模块

X411 Motor encoder Axis 1

X412 Motor encoder Axis 2

X411 Motor encoder

X421 Direct position Axis 1

X422 Direct position Axis 2

X421 Direct position

X431 Relay terminals Pulse enable X35 X34

X432 BEROR terminals

X431 Relay terminals Pulse enable X35 X34

X432 BEROR terminals

X341 X141 Drive bus X141 Drive bus

X341

X151 Device bus X351

X151 Device bus X351

P600

DC link busbar M600 Rating plate

DC link busbar M600 Rating plate

Motor connecting terminals A1 and A2

PE terminals PE1 PE2

Fig. 1-6

Design of FDD/MSD modules

六.人机通讯 MMC MMC 通常分为 MMC103 和 MMC100.2 两种类型。MMC103 带硬盘,
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?? ?? ?? ??

?? ?? ?? ??

P600

Motor X131 connecting terminals U2 V2 W2 PE1 PE2

MMC100.2 则不带硬盘。MMC 从本质上讲就是一个独立的计算机。OP031 等既是这台计算机的显示器。

X153 X20

X2

ISA interface

X152

X151

18D

NC keyboard interface
X142 X21 X141

LCD interface
X13

Power supply interface

X1

Mass storage interface IDE

D12

Reset button
X122

S1 S2

X8

SIEMENS X3

NMI button

X7 X11 X10 X9

X6

X5

X4

PCMCIA optional interface

X121

COM2 COM1 Floppy disk interface Battery External keyboard/ mouse interface Parallel printer interface (LPT1) VGA interface

Fig.1-7 MMC103接口示意图

MMC103 的接口 X4: MPI 总线接口 X6,X7:串行通信接口(COM1,COM2) 。 X8: LPT1 并行通信接口。 X10: 扩展键盘接口,可外接计算机通用键盘。

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七.S7-300 可编程序控制器 SINUMERIK840D 系统的 PLC 集成在 NCU 模块中。 其与外围的模块连接通 过 NCU 模板的 X111 口与通讯模块 IM361 连接,实现与外围 I/O 模块和功能模 块的数据交换。

X1 OUT SF 5 VDC

M L+ M X2 IN

Figure 1-8

Front View of the Interface Module IM 361

八.机床控制面板 MCP i. MCP 接口 X20: MPI 总线接口 X10: 电源供电端子(M24,P24) ii. LED 指示灯 LED1~LED2:保留。 LED3: 电源供电,24V 电源激活。 LED4: 数据传输。 iii. MCP 的总线地址和波特率(S3) 跳线开关 S3 用于设定 MCP 的总线地址和总线的传输的速度。 810D 的总线地址为 14,波特率 187.5KB。 840D 的总线地址为 6,波特率 1.5MB。

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Connection for equipotential bonding conductor

LEDs 1...4

1 2 3 4 X20
ON ”

S3

3 4

1 2

X10

Power supply interface Operator panel interface (MPI) Switch S3 Emergency STOP button

1

2

3 P24

SHIELD M24
Fig. 1-9

Position of interfaces on rear panel of MCP

Switch S3
2 on off on off off off on off on on on on on on on on off off off off off off off off on on on on off off off off on on on on off off off off on on off off on on off off on on off off on on off off on off on off on off on off on off on off on off on off on off on on off off on on off off on on on on off off off off 3 4 5 6 7 8 Baud rate: 1.5Mbaud Baud rate: 187.5kbaud 200ms cycle transmit pattern 100 ms cycle transmit pattern 50ms cycle transmit pattern Bus address: 15 Bus address: 14 Bus address: 13 Bus address: 12 Bus address: 11 Bus address: 10 Bus address: 9 Bus address: 8 Bus address: 7 Bus address: 6 Bus address: 5 Bus address: 4 Bus address: 3 Bus address: 2 Bus address: 1 Bus address: 0 Interface to customer operator panel MCP Status on delivery Default setting for 840D Baud rate: 1.5 Mbaud Cyclical transmit pattern: 100ms Bus address: 6 / 2400ms receive monitoring / 1200ms receive monitoring / 600ms receive monitoring Meaning:

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第二章 SINUMERIK 840D 系统机床数据
一.概述 SINUMERIK 840D 系统机床数据可分为如下几个区域:
区域 1000-1799 9000-9999 10000-18999 19000-19999 20000-28999 29000-29999 30000-38999 39000-39999 41000-41999 42000-42999 43000-43999 描述 驱动机床数据 显示机床数据 通用机床数据 保留 通道机床数据 保留 轴机床数据 保留 通用设定数据 通道设定数据 轴设定数据

根据机床数据划分的区域,其对应的系统变量的也用指定的字符来表示: $MM_ 有关操作显示的数据 $MN_/$SN_ 通用机床数据/设定数据 $MC_/$SC_ 通道特定机床数据/设定数据 $MA_/$SA_ 轴特定机床数据/设定数据 $MD_ 驱动机床数据 $ 系统变量 M 机床数据 S 设定数据 M、N、C、A、D 子区域(第二个字母) 机床数据的激活 SINUMERIK 840D 系统的机床数据的激活等级分为 5 级,上一级激活条件 可以激活低于该级的所有的机床数据。 POWER ON(po) 系统断电从起或 NCK 复位 NEW_CONF(cf) MMC 界面上的“激活 MD”软键 RESET 在程序 M2/M30 结束后 RESET(re) 操作单元上的 RESET 按键 IMMEDIATE 输入值后立即生效

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二.机床轴的基本配置数据 1.定义轴数据 SINUMERIK840D系统的轴分为三种类型:机床轴,几何轴,附加轴。 机床轴是指机床所有存在的轴,它包括几何轴和附加轴。 几何轴是指在用于笛卡儿直角系中,具有插补关系的轴,通常如X,Y,Z。 附加轴是指无几何关系的轴,如旋转轴,位置主轴。 SINUMERIK840D系统的轴配置时有可按3种等级配置: 1. 机床轴级 2. 通道轴级 3. 编程轴级 机床轴级 MD 10000: AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[0…7] 该机床数据定义了机床轴名
示例 车床
MD 10000 Index X1 Z1 C1
0 1 2 3 4

铣床   
X1 Y1 Z1
0 1 2

A1 C1
3 4

铣床   配置: MD 10000 AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[0] = X1 AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[1] = Y1 AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[2] = Z1 AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[3] = A1 AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[4] = C1

通道轴级 MD 20070: AXCONF_MACHAX_USED[0...7] 该机床数据定义了通道所用的机床轴。 示例 车床 铣床

铣床配置: MD 20070 AXCONF_MACHAX_USED[0] = 1 AXCONF_MACHAX_USED[1] = 2 AXCONF_MACHAX_USED[2] = 3 AXCONF_MACHAX_USED[3] = 4 AXCONF_MACHAX_USED[4] = 5
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MD 20080: AXCONF_CHANAX_NAME_TAB[0...7] 该机床数据定义了使用的机床轴在通道中的轴名。 示例 车床 铣床

铣床配置: MD 20080 AXCONF_ CHANAX_NAME_TAB [0] = X AXCONF_ CHANAX_NAME_TAB [1] = Y AXCONF_ CHANAX_NAME_TAB [2] = Z AXCONF_ CHANAX_NAME_TAB [3] = A AXCONF_ CHANAX_NAME_TAB [4] = C 编程轴级 MD 20050: AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB[0...2] 该机床数据定义激活使用的几何轴 示例 车床 铣床

铣床配置: MD 20050 AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB [0] = 1 AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB [1] = 2 AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB [2] = 3 MD 20060: AXCONF_GEOAX_NAME_TAB[0...2] 该机床数据定义了在编程时所使用的几何轴名。 示例 车床 铣床

铣床配置: MD 20060 AXCONF_GEOAX_NAME_TAB [0] = X AXCONF_GEOAX_NAME_TAB [1] = Y AXCONF_GEOAX_NAME_TAB [2] = Z 2.轴数据的设置 在机床数据下选择轴数据软键进入轴数据的设置。 MD30130 CTRLOUT_TYPE 将其设为1,系统将控制设定值实际输出到端口上。
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30130 30240 34200 31020 32110

CTRLOUT_TYPE ENC_TYPE ENC_REF_MODE ENC_RESOL ENC_FEEDBACK_POL

IPR -

X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z

1 1 0 2048 -1 1

31030 31050 31060

LEADSCREW_PITCH DRIVE_AX_RATIO_DENUM[0...5] DRIVE_AX_RATIO_NOMERA[0...5]

mm -

X,Y,Z X,Y,Z X,Y,Z

5 40 50

3.驱动数据的设置 在机床数据下选择驱动配置软键进入驱动数据的设置。

Fig. 2-1

Drive configuration display with MMC 102/103 (SW 4.1 and higher)

选择插入模块软键进入模块选择,此时根据模块的定货号选择。电源模块的 选择也类似的步骤选择。 4.电机参数的选择 若驱动类型为 FDD,则选择 FDD 软键进入 FDD 电机参数的设置。此时根 据电机的定货号选择电机电机测量系统。

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图2-2 电机测量系统的配置 

完成上述步骤后,轴的相关基本数据设置完成。主轴的配置选择 MSD 软键进入 MSD 主轴电机参数的设置,其他步骤类似。 三.电机测量系统和直接测量系统 1.测量系统设置的有关数据的设置
Machine data Linear axis Encoder on motor 30300: IS_ROT_AX 31000: ENC_IS_LINEAR 31040: ENC_IS_DIRECT 31020: ENC_RESOL 31030: LEADSCREW_PITCH 31080: DRIVE_ENC_RATIO_NUMERA 31070: DRIVE_ENC_RATIO_DENOM 31060: DRIVE_AX_RATIO_NUMERA 31050: DRIVE_AX_RATIO_DENOM 0 0 0 Marks/rev. mm/rev. Motor rev. Encoder rev. Motor rev. Spindle rev. Encoder on machine 0 0 1 Marks/rev. mm/rev. Load rev. Encoder rev. Motor rev. Spindle rev. Rotary axis Encoder on motor 1 0 0 Marks/rev. – Motor rev. Encoder rev. Motor rev. Load rev. Encoder on machine 1 0 1 Marks/rev. – Load rev. Encoder rev. Motor rev. Load rev.

2.实例: 一直接测量系统,直线轴,外接光栅尺为位置环,速度环用电机编码器检测。 其机床数据设置如下: 30200:NUM_ENCS =1 30230:ENC_INPUT_NR[0] =2 ;一个编码器 ;光栅尺接在模块的第二个口上(外部测 量口) 31000:ENC_IS_LINEAR[0] =1 ;外部测量为光栅尺 31010:ENC_GRID_POINT_DIST[0]=0.02 ;光栅尺栅距 31020:ENC_RESOL[0]=1024 ;对光栅尺无意义 31040:ENC_IS_DIRECT[0]=1 ;直接连接方式
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若将该直接测量系统变为电机测量系统,修改如下: 30200:NUM_ENCS =1 ;一个编码器 30230:ENC_INPUT_NR[0] =1 ;编码器接在模块的第一个口上(电机测 量口) 31000:ENC_IS_LINEAR[0] =0 ;测量元件不是光栅尺 31010:ENC_GRID_POINT_DIST[0]=0.02 ;光栅尺栅距,对电机测量系统无意义 31020:ENC_RESOL[0]=1024 ;电机编码器的线数 31040:ENC_IS_DIRECT[0]=0 ;非直接连接方式 四.实际轴转换成虚拟轴 系统在启动时,要对硬件进行检测,若电机或电缆毁坏,将不能通过硬件检 测,机床不能移动,此时可将实际轴转换成虚拟轴。步骤如下: 1.将控制输出禁止输出到端口。 MD30130 CTRLOUT_TYPE =0 2.将位置和速度反馈设为模拟反馈和无编码器。 MD30200 NUM_ENCS=0 MD30240 ENC_TYPE =0 3.驱动配置中,屏蔽控制模块 到驱动配置画面中,将相应的轴控制激活状态改为“NO” 。

图2-3 驱动模块not Active 

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第三章 SINUMERIK 840D 系统接口信号
一.PLC 与 MCP 的接口 由于SINUMERIK840D系统集成了PLC,MCP已经占用了I/O地址,根据MCP定义 为车床或铣床,其对应地址的意义也有所不同。 表中的 “IBn+0/QBn+0”中的“n”是由功能块FB1定义的I/O点的起始地址。 通常为0。如操作方式按键AUTO的输入地址为I0.0。

1.1 铣床版机床控制面板 
Signals from machine control panel (keys)

Byte IB n + 0

Bit 7

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit 3

Bit 2

Bit 1

Bit 0

Spindle speed override D C B A JOG

Operating mode TEACH IN MDA AUTO

IB n + 1
REPOS REF Keyswitch position 2 Keyswitch position 1 Reset Single block Direction keys + R15 R13 Rapid traverse R14 var. INC Spindle start

Machine function 10000 INC *Spindle stop 1000 INC Feed start 100 INC *Feed stop Feedrate override 10 INC NC Start 1 INC *NC Stop

IB n + 2 IB n + 3

Keyswitch position 0

E Keyswitch position 3

D

C

B

A

IB n + 4

Direction keys x R1 4th axis R4 7th axis R7 R10

IB n + 5
Y R2 Z R3 5th axis R5

Axis selection Traverse command MCS/WCS R12 R11 R9 8th axis R8 6th axis R6

IB n + 6
T9 T10 T11

Unassigned customer keys T12 T13 T14 T15

IB n + 7
T1 T2 T3

Unassigned customer keys T4 T5 T6 T7 T8

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Signals to machine control panel (LEDs)

Byte QB n + 0

Bit 7

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit 3

Bit 2

Bit 1

Bit 0

Machine function 1000 INC 100 INC *Feed stop 10 INC NC Start 1 INC *NC Stop REPOS JOG

Operating mode TEACH IN MDA AUTO

QB n + 1

Feed start

Machine function REF Single block var. INC Spindle start 10000 INC *Spindle stop

QB n + 2
Direction key R13 X R1

Axis selection 4th axis R4 7th axis R7 R10

QB n + 3
Z R3 5th axis R5 Travel command MCS/WCS R12

Axis selection R11 R9 8th axis R8 6th axis R6 Direction key + R15 Y T14 T15 R2

QB n + 4
T9 T10

Unassigned customer keys T11 T12 T13

QB n + 5
T1 T2

Unassigned customer keys T3 T4 T5 T6 T7 T8

1.2 车床版机床控制面板 

Signals from machine control panel (keys)

Byte IB n + 0

Bit 7

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit 3

Bit 2

Bit 1

Bit 0

Spindle speed override D C B A JOG

Operating mode TEACH IN MDA AUTO

IB n + 1
REPOS REF Keyswitch position 2 Keyswitch position 1 Reset Single block var. INC Spindle start

Machine function 10000 INC *Spindle stop 1000 INC Feed start 100 INC *Feed stop Feed override E Keyswitch position 3 R15 R13 R14 +Y R1 Direction keys +X R2 +C R3 Rapid traverse override R5 Travel command MCS/WCS R12 R11 -Y R9 -X R8 +Z R6 D C B A 10 INC NC Start 1 INC *NC Stop

IB n + 2 IB n + 3

Keyswitch position 0

IB n + 4

Direction keys -Z R4 -C R7 R10

IB n + 5

IB n + 6
T9 T10 T11

Unassigned customer keys T12 T13 T14 T15

IB n + 7
T1 T2 T3

Unassigned customer keys T4 T5 T6 T7 T8

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Signals to machine control panel (LEDs)

Byte QB n + 0

Bit 7

Bit 6

Bit 5

Bit 4

Bit 3

Bit 2

Bit 1

Bit 0

Machine function 1000 INC 100 INC *Feed stop 10 INC NC Start 1 INC *NC Stop REPOS JOG

Operating mode TEACH IN MDA AUTO

QB n + 1 QB n + 2

Feed start

Machine function REF Single block var. INC Spindle start 10000 INC *Spindle stop

Direction keys +Y R1 -Z R4 -C R7

R13

R10

QB n + 3
R3 R5 Travel command MCS/WCS

Direction keys R11 -Y R9 -X R8 +Z R6 R15

T9

T10

T11

T12

T13

T14

T15

R2

QB n + 5
T1 T2 T3

Unassigned customer keys T4 T5 T6 T7 T8

二.PLC/NCK 接口信号 PLC/NCK 接口信号完成PLC与NC之间的数据交换,其接口信号传输有两种方 式:从NC到PLC和从PLC到NC,接口信号为状态信号和控制信号。 接口信号细分为下列几组: NCK特定接口 方式组特定接口 通道特定接口 轴/主轴/驱动特定接口 接口信号已定义的数据块的分配如下: DB 1 西门子保留 DB 2 to 4 PLC 信息 DB 5 to 8 基本编程所必须 DB 9 NC编译循环 DB 10 NCK 接口 DB 11 方式组接口 DB 12 计算机连接和传输接口 DB 13 to 14 基本编程所保留 DB 15 PLC 基本编程 DB 16 PI 服务功能 DB 17 版本代码 DB 18 安全集成
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 3

DB DB DB DB DB DB DB DB DB DB DB

19 20 21 31 62 71 75 77 78 81 81

to to to to to

30 61 70 74 76

to 80 to 89 to 127

MMC 接口 PLC 机床数据 NC 通道接口 轴/主轴接口 未定义 刀库管理 M 代码译码 西门子保留 西门子保留 西门子为ShopMill, ManualTurn保留 未定义

MMC DB 9
NC

DB 2 NC

Messages

Signals to NCK compile cycles Signals from NCK compile cycles DB 10 Signals to NC Signals from NC
NC

Data interface

DB ... Mode group ... DB12 Mode group 2 to NCK Signals DB 11 Mode group 1 to NCK Signals Mode group

Signals from Signals to mode gr. NCK Signals from NCK Signals from mode gr.
MMC

DB 19 MMC

Signals to MMC Signals from MMC

NC Channel Axis, spindle, drive (611D) Tool management NC channel

Channel ... DB ... Channel 2 DB22 Signals to NCK DB21 Channel 1 Signals to NCK

PLC User program

Signals from NCK Signals to from NCK Signals channel
Signals from channel

DB ... Axis/spindle ... DB32 Axis/Spindle 2NCK Signals to DB31 Axis/Spindle 1NCK Signals to

Signals from Signals to axis NCK Signals from NCK Signals from axis

DB 71, 72, 73 Tool management Job for loading/unloading locations

Job for spindle and revolver
FC ...

Function interface

Start ASUP
Start concurring axis/spindle

Axis/ Spindle Tool management drive (611D)
FB ...
NC

Positioning axis/indexing axis
Acknowledgment for tool management Direction selection for tool magazine

Star/delta switchover Read/write NCK variables PI services Read GUD

图3.1 接口和功能块示意图 
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 4

常用NC/PLC接口信号 1.Signals to/from NC(DB10) 
DB10 Signals to NC (PLC→NC) →
Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Acknowl. EMERGENCY STOP /N2/ Position 0 PC shutdown INC inputs in mode group area active Bit 1 EMERGENCY STOP /N2/ Bit 0

Byte
DBB 56

Keyswitch /A2/

Position 3 DBB 57

Position 2

Position 1

DB 10

Signals from NC (NCK→PLC) →
Bit 7 NCK CPU ready /A2/ Unassigned EMERGEN -CY STOP active /N2/ Inch system NCU-link active Probe actuated /M4/ Probe 2 Probe 1 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 HHU ready Bit 1 MCP 2 ready Bit 0 MCP 1 ready

Byte
DBB 104 DBB 105 DBB 106

DBB 107

DBB 108

NC ready /A2/

Drive ready /FBA/

Drives in cyclic operation

MMC-CPU Ready (MMC to OPI) /A2/ PC operating system fault

MMC CPU Ready (MMC to MPI) /A2/

MMC2 CPU ready E_MMC2 Ready NCK alarm present /A2/

DBB 109

NCK battery alarm /A2/

Air temp. alarm /A2/

Heat sink temp. alarm NCU 573

2.Signals to/from mode group (DB11)
DB 11 Signals to mode group 1 (PLC→NCK) /K1/ →
Bit 7 Mode group reset Bit 6 Mode group stop Axes plus spindle Bit 5 Mode group stop Bit 4 Mode change disable JOG DBB 1 Single block Type A DBB 2 var. INC DBB 3 Type B Machine function 10000 INC 1000 INC 100 INC 10 INC 1 INC REF Bit 3 Bit 2 Bit 1 Operating mode Bit 0

Byte
DBB 0

MDA Machine function REPOS

AUTOMATIC

TEACH IN

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 5

DB 11

Signals from mode group 1 (NCK→PLC) /K1/ →
Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Strobe mode JOG MDA AUTOM. Bit 0

Byte
DBB 4
MMC--> PLC

DBB 5
MMC--> PLC

Strobe machine function REF REPOS TEACH IN

DBB 6

All channels in reset state

Mode group ready Digitizing

Active operating mode JOG MDA AUTOM.

DBB 7

Active machine function REF REPOS TEACH IN

3.Signals to/from NCK channel (DB21-28)
DB 21 - 30 Signals to NCK channel (PLC→NCK) →
Bit 7 Bit 6 Activate dry run feedrate /V1/ Activate program test /K1/ PLC action complete /K1/ Bit 5 Activate M01 /K1/ CLC override /TE1/ Bit 4 Activate single block /K1/ CLC stop /TE1/ Bit 3 Activate DRF /H1/ Bit 2 Bit 1 Bit 0

Byte
DBB 0

DBB 1

Time monitoring act. (tool management)

Synchronized action OFF

Enable protection zones /A3/

Activate referencing /R1/

DBB 2 /7 DBB 3 /6 /5

Skip block /K1/ /4 /3 /2 /1 /0

Nibbling and punching /N4/ Stroke delayed /N4/ Stroke not operating /N4/ Stroke suppression /N4/ Manual No stroke stroke enable /N4/ enable /N4/

DBB 4 H DBB 5 H DBB 6 Feedrate override active /V1/ Reset /K1/ G Rapid traverse override active /V1/ F G F

Feedrate override /V1/ E D C B A

Rapid traverse override /V1/ E Program level abort /K1/ NC Stop axes plus spindle /K1/ D Delete subroutine no. of passes NC Stop /K1/ C Delete distanceto-go /A2/ NC Stop to block limit /K1/ B Read-in disable /K1/ NC Start /K1/ A Feed disable /V1/ NC Start disable /K1/

DBB 7

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 6

4.Signals to/from NCK channel (DB31-61)
DB 31 -61 Signals to axis/spindle (PLC→NCK) →
Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0

Byte
DBB 0 Axis and spindle DBB 1 Axis and spindle

Feedrate override /V1/ H Override active /V1/ G Position measuring system 2 /A2/ F Position measuring system 1 /A2/ E D C B A

Follow-up Axis/spindle Sensor fixed Acknowl. Drive test mode /A2/ disable stop fixed stop movement /A2/ /F1/ reached enable (SW 2 and /F1/ (SW 2 higher) and higher)) Clamping Delete in progress distance-to/A3/ go/ spindle reset /A2, S1/ 1 Controller enable /A2/ Cam activation /N3/ (SW 2 and higher)

DBB 2 Axis and spindle 4 DBB 3 Axis and spindle

Reference point value /R1/

3 Velocity/ spindle speed limitation /A3/

2

Enable Accept Activate Activate Activate Activate travel to external ZO fixed feed fixed feed fixed feed fixed feed fixed stop /K2/ (SW 2 4 3 2 1 /F1/ SW 2 and higher) /FBMA/, /FBMA/, /FBMA/, /FBMA/, and higher) /V1/ (SW 4 /V1/ (SW 4 /V1/ (SW 4 /V1/ (SW 4 and higher) and higher) and higher) and higher) Rapid traverse override /H1/ Traversing Feed key disable stop/spindle /H1/ stop /A2/ 3 Machine function /H1/ Var. INC 10000 INC 1000 INC 100 INC 10 INC 1 INC Activate handwheel /H1/

DBB 4 Axis and spindle

Traversing keys /H1/

plus DBB 5 Axis and spindle DBB 6 Axis and spindle DBB 7 DBB 8 Request PLC axis/spindle

minus

2

1

OEM axis signals

Activation signal with change of this byte

Allocate NC axis to channel /K5/

/K5/

/K5/

D

C

B

A

DBB 12 Axis

Delay reference point approach /R1/

2nd software limit switch /A3/

Hardware limit switch /A3/

plus

minus

plus

minus

DBB 21 611D 1)

Pulse enable /A2/

n controller integrator disable /A2/

Selecting motor /A2/

Motor selection /A2/

Drive parameter set selection /A2/

B

A

C

B

A

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 7

DB 31 -61
Byte DBB 60 Axis and spindle Bit 7 Bit 6 Position reached /B1/ with exact stop fine with exact stop coarse Speed controller active /A2/

Signals from axis/spindle (NCK→PLC) →
Bit 5 Bit 4 Bit 3 Encoder limit frequency exceeded 2 /A3/ Bit 2 Encoder limit frequency exceeded 1 /A3/ Axis ready /B3/ Revolutional feedrate active Handwheel overlay active /H1/ (SW 2 and higher) Bit 1 NCU_Link Axis active /B3/ Bit 0 Spindle /no axis /S1/

References/ References/ synchronizes 2 /R1/ synchronizes 1 /R1/

DBB 61 Axis and spindle DBB 62

Current controller active /A2/

Position Axis/spindle Follow-up mode controller stationary active /A2/ active /A2/ (n < nmin) /A2/ Measurement active /M5/

Travel request /F1/ Software cams active /N3/ (SW 2 and higher)

Force fixed Fixed stop Activate stop limited reached travel to /F1/ (SW /F1/ fixed stop 5.2) (SW 2 and /F1/ (SW 2 higher) and higher)

DBB 63 DBB 64 Axis and spindle Traverse command /H1/ plus minus Active machine function /H1/ Var. INC 10000 INC 1000 INC 100 INC 10 INC 1 INC 3 Handwheel active /H1/ 2 1

65
Axis and spindle

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 8

第四章 STEP7-300 可编程序控制器
一.PLC 工作原理 西门子S7-300的PLC采用循环扫描工作方式, 并有一些特定的中断处理方式。 PLC通过扫描完成各输入点的状态采集或输入数据采集,用户程序逻辑解算,各 输出点状态的更新等功能。 1.输入采样阶段 PLC在输入采样阶段,以扫描方式顺序读入所有输入端当然状态,并将此状 态存入输入映象寄存器,接着转入程序执行阶段。在程序执行期间,即使输入状 态发生变化,输入映象寄存器的内容也不会改变。也就是说,输入状态的变化, 只能在每一次扫描工作周期的输入采样阶段被读入, 用输入映象寄存器记忆其状 态的变化。

输 输 入 信 号 件 器 象 端 映 入 入



用户 程序 … … … … 元 件 映 象 寄 存

输 出 锁 存 件 器 端 出

输 输 出

输入 刷新 输入采样阶段 程序执行阶段

输出 刷新 输出阶段

图4-1 PLC程序执行过程

2. 用户程序执行阶段 PLC在程序执行阶段,是按一定规律扫描用户程序的。在此阶段,PLC从输 入映象寄存器“读入”所要用到的输入端状态,若程序需要“读入”某输出状态, 则也在此时“读入”,然后进行逻辑运算,并将运算结果再存入元件映象寄存器 中。对每个元件来说,元件映象寄存器所寄存的内容,会随着程序执行的进程而 变化。 3. 输出处理阶段 在所有的指令执行完毕后,元件映象寄存器中所有输出继电器的状态,在 输出刷新阶段才转存到输出锁存电路,再驱动输出线圈,这才是可编程序控制器 的实际输出。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 27

输出元件映象寄存器的数据,由输出指令的执行结果决定,输出锁存电路 的数据,由上一刷新时间输出元件映象寄存器的数据来决定,输出端器件上的状 态,由输出锁存电路来决定。 二. STEP7-300的地址分配 通常S7-300的连接如下图所示:

PS

CPU

SM/FM/CP

图4-2 S7-300的单架安装

图中PS为电源模块,CPU为S7-300的CPU模块,SM/FM/CP为输入,输出模块,功能 模块及通信模块。每一个模块占用安装槽(Slot),对于I/O模块来讲,每个Slot 分配32位的地址,即4个字节的地址资源。其地址的类型取决与模块的类型,如 是输入模块,则地址为输入点,若该位置安装的是输出模块,则地址为输出点地 址。 而每条安装架 (Rack) 上可以安装8个类似于I/O模块的功用模块, 即每条Rack 上共有8个4字节的地址资源。而一个S7-300的CPU可以寻址4个Rack的最大范围。 如下图所示:

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------28 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

Rack 3

IM

368 Connecting cable

Rack 2

IM

368 Connecting cable

Rack 1

IM

368 Connecting cable

Rack 0

IM

图  4-3 S7-300的四架组态

就SINUMERIK 840D系统而言,其为内置S7-300的CPU,同时也将Rack0的资源也占 用了,如机床控制面板MCP的输入输出的地址即是Rack0的地址资源。故外部的地 址起始地址为32.0。 三. STEP7-300的编程工具SIMATIC管理器 1. SIMATIC管理器启动后,其界面如下:

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 29

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?Bk·`f? ?? ??J??DB0?B

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图  4-4 SMATIC管理器界面

2. PLC程序结构 在下拉菜单File中新建一个工程如Project,然后,在PLC的下拉菜单中上传 一个PLC站。如图:

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------30 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

图  4-5 上传一个站

管理器将机床上的PLC所有资源上传至计算机中,此时可以看见PLC程序结构如 下:

图  4-6 S7-300项目结构 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 31

由此可看出STEP7-300的PLC程序的结构由块(Block)组成。这些块主要是: 1. 组织块(OB)是操作系统和用户程序之间的接口。它们由操作系统调用 并控制循环和中断驱动的程序的执行以及可编程控制器如何启动。 它们还处理对 错误的响应。 2. 功能(FC)属于你自己编程的块。功能是“无存储区”的逻辑块。FC 的 临时变量存储在局域数据堆栈中。当FC 执行结束后,这些数据就丢失了。要将 这些数据永久存储,功能也可以使用共享数据块。由于FC 没有它自己的存储区, 所以你必须为它指定实际参数。不能够为一个FC的局域数据分配初始值。 3. 功能块(FB)属于用户自己编程的块。功能块是具有“存储功能”的块。 用数据块作为功能块的存储器(背景数据块)。传递给FB 的参数和静态变量存 在背景数据块中。临时变量存在本地数据堆栈中。当FB 执行结束时,存在背景 DB 中的数据不会丢失。可是,当FB 的执行结束时、存在本地数据堆栈中的数据 将丢失。
4. 数据块(DB)与逻辑块不同,在数据块中没有STEP 7 的指令。它们用于

存放用户数据,换句话说,数据块中存放用户程序工作时所需的变量数据。共享 数据块用于存放所有其它块都可以访问的用户数据。DB 的大小可以不同。用户 可以用任意方式来建立数据块的结构,以适合其不同的需求。 5. 系统功能(SFC)是集成在S7 CPU 中预先编好程序并通过测试的功能。 可在用户程序中调用SFC。SFC 属于操作系统的一部分,而不算做用户程序的一 部分。与FC 相同,SFC 是“不具有存储能力”的块。 6. 系统功能块(SFB)是集成在S7 CPU 中的功能块。SFB 作为操作系统的 一部分,不占用户程序空间。与FB 相同,SFB 也是“具有存储能力”的块。用 户也必须为SFB 生成背景数据块,并将其下载到CPU 中作为用户程序的一部分。 就SINUMERIK 840D系统,西门子已为用户提供了一些标准的功能块,同时也 占用了部分的DB数据块。



Ia 
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-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------32 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd




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HIe
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 HIe *5 *5 *5 *5 *5 *5 *5 _`

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 33



 b
根据NC_MD,d°Yr? %
-.8  + /.8 -.6 , + ++ +/ +7.+8 ++# + +6 +, / /+.7 7+.#+ #/. +.8 -.#  6.6 6+.6, ;6+<,. +/ ;6+<,. 7,, 3A$11>@+ $?)+  133'95@> 13 1>0$3> 4$*+ 5@39)* ?J?  ]^ 2? 5@3 ?Dc? 13 "#$%]; ?ê 13 ]; O@H]; ???] GXY 2?;A&  ?Dc? 5 ?I!+ CD )5@ ];;èéT?< 993 ]; 5@3 13 ]; ?R?? + 7+ ];2? HICD ?¨?A 9 H#Z ?¨?A?? 2? èf6 ) 9" 9   ?
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*5 *5 *5 *5 ?Dc?< *5 *5 *5 _` *5 *5

HICD(  



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用于循环程序处理的组织块(OB1) 在可编程控制器上循环程序处理是程序执行的“普通”类型。操作系统循环 调用OB1 并用这个调用启动用户程序的循环执行。你可以通过使用STEP 7 在OB1 中编写你的用户程序以及在OB1 调用的块中编写程序来编程循环程序处理。 启动 程序无错执行一结束,循环程序处理就立即开始。 启动组织块(OB100) 起动事件发生后,操作系统调用启动组织块OB100。一般用OB100来初始化一 些数据或状态。 CPU 当下列事件发生后,执行起动功能: 电源上电后 用户将CPU的状态选择开关从“STOP”拔到“RUN/RUN-P”后 从通讯功能来的请求后
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------34 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

新建一个块 在管理器中可以方便地新建一个块,在管理器的左窗口中,点击Block图标, 再按下鼠标右键,将弹出菜单,或在管理器的右窗口中,不选中任何对象,按下 鼠标右键,也将弹出同样的菜单,在弹出的菜单,可新建FB、FC、DB、OB等块, 如下图:

图  4-7 在项目中插入块

3. 交叉表 若要查找某一使用数据在程序中的使用情况,可使用交叉表快速的查找。在 管理器下,下拉菜单Option->Reference Date->Filter and Display,或在 LAD/STL/FBD编辑器中下拉菜单Option->Reference Date->Filter and Display, 启动交叉表过滤器。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 35

图  4-8 在管理器中启动交叉表

图  4-9 交叉表中的过滤器 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------36 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

过滤器的复选框是所要查找的数据区域,其后的输入框是数据的地址。Data Type则是查找的数据类型,位、字节、字、双字或所有类型。如图,查找语M区 域,所有与0地址有关的数据,如M0.1…M0.7,MB0,MW0,MD0等。 4. 程序编辑器 LAD/STL/FBD编辑器是编写和修改程序的工具, 它也是在线监控的窗口之一。 双击一个Block,将启动编辑器。

图  4-10 程序编辑器

在管理器中将“//”后的字符认为是注释语句二不加以编译,故在排故时, 若要某一语句不执行,可以采用这种办法。如下图,程序将不再执行FC42。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 37

图  4-11 程序修改

5. 程序的下载 修改后的程序只有下载到PLC的CPU才能真正起作用。点击下载图标,程序将 下载至机床中。

图  4-12 程序的下载 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------38 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

6. 程序的在线监控 在LAD/STL/FBD编辑器中,先打开要监控的程序段,然后,点击监控图标, 管理器将与PLC的CPU通讯,并在编辑器里显示出程序执行的逻辑或状态值。

图  4-13 程序的在线监控

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 39

四. S7语句表常用编程指令 1. 位逻辑指令 1.1 布尔位逻辑 基本指令: 与(A)及其相反形式与非(AN) 或(O)及其相反形式或非(ON) 异或(X)及其相反形式异或非(XN) 根据下列真值表可以确定第二条布尔位操作后的 RLO。
助记符 A 与 指令 指令前 RLO 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 地址状态 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 RLO 结果 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1

AN

与非

O



ON

或非

X

异或

XN

异或非

1.2 触点跳变指令:FP,FN 这些指令检测逻辑操作结果的跃变并对其作出反应。 一个从0至1的跃变称为 “上升沿”,一个从1至0的跃变称为“下降沿”。FP为上升沿触发,FN为下降沿 触发。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------40 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

编程示例:
Statement List A FN = I 1.0 M 1.0 Q 4.0 I 1.0 M 1.0 Q 4.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Signal State Diagram 1 0 1 0 1 0

OB1 Scan Cycle No:

Statement List A I 1.0 I 1.0 M 1.0 Q 4.0
!

Signal State Diagram 1 0 1 0 1 0
" # $ % & ' (

FP
=

M1.0
Q 4.0

OB1 Scan Cycle No:

1.3 置位和复位指令:S 和 R 如果上一次的逻辑操作结果是1,则S指令把它寻址的位置1,而R指令则R指 令把它寻址的位清0。 编程示例:

Statement List Program A S A R I 1.0 Q 4.0 I 1.1 Q4.0 1 0 1 0 1 0
Power rail I 1.0 NO contact NC contact Q 4.0 Coil

Relay Logic

Q 4.0

I 1.1

Signal state diagrams I 1.0 I 1.1 Q 4.0

Coil

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 41

1.4 赋值指令:= 赋值指令拷贝先前的逻辑串中语句的RLO,并把RLO作为=指令寻址线圈的信 号状态。 编程示例:
Statement List Program A = I 1.0 Q 4.0 Power rail I 1.0 Signal state diagrams I 1.0 Q 4.0 1 0 1 0 Q 4.0 Coil Relay Logic

1.5 取反、置位和复位RLO
助记符 NOT SET CLR 指令 取反RLO 置位RLO 复位RLO 含义 将当前的RLO取反 将当前的RLO置位1 将当前的RLO复位0

编程示例:

Statement List SET = M 10.0 = M 15.1 = M 16.0 CLR = M 10.1 = M 10.2

Signal State 1 1 1

Result of Logic Operation (RLO) 1

0 0 0

2. 定时器指令 语句表程序提供了五种类型的定时器,以下举例说明。 2.1 脉冲定时器:SP

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------42 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

Example
STL A FR A L SP A R A = L T LC T Explanation I 2.0 T1 I 2.1 S5T#10s T1 I 2.2 T1 T1 Q 4.0 T1 MW10 T1 MW12 Enable timer T1. Preset 10 seconds into ACCU 1. Start timer T1 as a pulse timer. Reset timer T1. Check signal state of timer T1. Load current time value of timer T1 as binary. Load current time value of timer T1 as BCD.

允许输入 启动输入

D?!

D?!

复位输入 定时器

D?!!

?

?

状态输出 装载定时器

R?#

T=程序设定定时器时

2.2 扩展脉冲定时器:SE
Example
STL A FR A L SE A R A = L T LC T Explanation I 2.0 T1 I 2.1 S5T#10s T1 I 2.2 T1 T1 Q 4.0 T1 MW10 T1 MW12 Enable timer T1. Preset 10 seconds into ACCU 1. Start timer T1 as an extended pulse timer. Reset timer T1. Check signal state of timer T1. Load current timer value of timer T1 as binary. Load current timer value of timer T1 as BCD.

允许输入 启动输入 复位输入 定时器

D?!

D?!

?

?

?

?

D?!!

?

状态输出 装载定时器

R?#

T=程序设定定时器时

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 43

2.3 接通延时定时器:SD
Example
STL A FR A L SD A R A = L T LC T Explanation I 2.0 T1 I 2.1 S5T#10s T1 I 2.2 T1 T1 Q 4.0 T1 MW10 T1 MW12 Enable timer T1. Preset 10 seconds into ACCU 1. Start timer T1 as an on-delay timer. Reset timer T1. Check signal state of timer T1. Load current timer value of timer T1 as binary. Load current timer value of timer T1 as BCD.

允许输入 启动输入 复位输入 定时器

D?!

D?!

? ?

D?!!

W

状态输出     Q4.0 装载定时器:L,LC T=程序设定定时器时

2.4 带保持接通延时定时器:SS
Example
STL A FR A L SS A R A = L T LC T Explanation I 2.0 T1 I 2.1 S5T#10s T1 I 2.2 T1 T1 Q 4.0 T1 MW10 T1 MW12 Enable timer T1. Preset 10 seconds into ACCU 1. Start timer T1 as a retentive on-delay timer. Reset timer T1. Check signal state of timer T1. Load current time value of timer T1 as binary. Load current time value of timer T1 as BCD.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------44 BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd

允许输入 启动输入 复位输入 定时器

D?!

D?!

D?!!

W

状态输出

R?#

装载定时器:L,LC T=程序设定定时器时

2.5   时断开定时器:SF 延
Example
STL FR A L SF A R A = L T LC T Explanation AT1 I 2.0 Enable timer T1. I 2.1 S5T#10s Preset 10 seconds into ACCU 1. T1 Start timer T1 as an off-delay timer. I 2.2 T1 Reset timer T1. T1 Check signal state of timer T1. Q 4.0 T1 Load current timer value of timer T1 as binary. MW10 T1 Load current timer value of timer T1 as BCD. MW12

允许输入 启动输入 复位输入 定时器

D?!
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D?!

D?!!

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?

状态输出

R?#

装载定时器:L,LC T=程序设定定时器时

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BeiJing CAPE Precision Mechanical&Electrical Technology Co.,Ltd 45

3. 装入和传送指令 装入指令(L)和传送指令(T)可以交换输入或输出模块与存储区之间或存储 区之间的数据。CPU在每次扫描中无条件执行这些指令,也就是说,这些指令不 受语句逻辑的操作结果(RLO)的影响。 利用L和T指令,向累加器中装入或传送数据,数据形式可以为: 字节(B,8位) 字(W,16位) 双字(D,32位) 字节被装入累加器的低字低字节中,字被装入累加器的低字中。当装入累加 器后,未用字节被复位0。 4. 跳转指令 跳转指令是以标号为寻址对象。标号最多4个字符,后跟以冒号。第一个字 符必须是字母,其余字符可以为字母或数字(如SDF2:),标号后紧接语句(例如: SDF2:NOP 0)。 无条件跳转指令 JU 无条件跳转 JL 跳转表格 根据RLO的条件跳转 JC 若RLO=1,则跳转 JCN 若RLO=0,则跳转 根据CC1、CC0中结果的条件跳转 JZ 若为0,则跳转 JN 若非0,则跳转 JP 若为正,则跳转 JM 若为负,则跳转 JMZ 若>=0,则跳转 JPZ 若<=0,则跳转
Example
STL A A JC L INC T JU DELE: L T FORW: A I 1.0 I 1.2 DELE MB10 1 MB10 FORW 0 MB10 I 2.1 Explanation

Jump if RLO=1 to jump label DELE.

Jump unconditionally to jump label FORW.

Program scan resumes here after jump to jump label FORW.

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第五章 数据备份、清除及恢复
一.数据的备份 利用MMC103的系列启动进行数据的备份,步骤如下: 1. 进入到启动区域,按下设定口令,输入口令。 2. 进入到服务区域,按下扩展键,将会出现系列启动的按键。

3. 选择要备份的内容。如备份NC机床数据,将MMC和PLC上的 取消,同时 将螺距误差补偿选为 。将备份的数据文档建一个名,如NC01。 4. 按下归档按键,系统将启动系列备份。 5. 要备份PLC数据,步骤与上类似,备份的文件如为PLC01。 同样地,NC和PLC数据可以备份在一个文件里,如NCPLC01等。这些档案文件 存在MMC103的硬盘上,路径为C:\DH\ARC.DIR。若使用的是西门子的配置软件 start-up tool,则在该软件的相对路径是 \dh\arc.dir。 二. 数据的清除 1. NC的清除 NC的清除步骤如下:(1) 将NC启动开关S3置为“1” (2) 启动NC,若NC已启动,则可按一下复位按钮S1。
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(3) 待NC启动成功后,七段码显示为“6”,将S3重新 置为“0”,NC清除完成。 NC清除后,NC内存中的内容被全部清掉,系统将加载标准的机床数据。 2. PLC的清除 PLC的清除步骤如下:(1) 将PLC启动开关S4置为“2”,此时PS灯亮。 (2) S4置于“3”并保持约3秒,此时PS灯灭了又再亮。 (3) 在3秒内,快速地执行下述操作:“2”->“3”-> “2”,PS灯闪烁,PF灯亮,同时PS灯不再闪烁。 (4) 当PS和PF灯亮后,S4置为“0”位,此时PS和PF 灯灭,PR灯亮。 三. 数据的恢复 利用MMC103的系列启动或启动工具进行数据的恢复,步骤如下: 1. 进入到启动区域,按下设定口令,输入口令。 2. 进入到服务区域,按下扩展键,将会出现系列启动的按键。 3. 按下“读取档案文件”,系统将弹出归档文件夹下的所有档案文件,如 要恢复NC机床数据,选择NC01.ARC文件,再按下开始软键,系统开始恢复数据。 在这个过程中,系统将会自动重启。

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4. 同样,要恢复PLC数据,选择文件PLC01.ARC,若选择NCPLC01.ARC,则同 时恢复NC和PLC的备份数据。其余操作步骤类似。

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附:PLC 报警
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