胡澤慧

(上海機床廠有限公司 上海200093)

隨著數字化時代的深入發(fā)展，機加工設備早已步入了數控時代，技術升級在帶來產品精度提升、設備結構簡化、設備制造效率提高的同時，問題也隨之而來。機加工設備的“聯(lián)動”關系由數控系統(tǒng)測量并控制，如果一旦失去電力的支持，聯(lián)動關系就會被打破，同步關系被打亂，相關的機械部件任由各自的慣性開始自由“發(fā)揮”，刀具、加工件、夾具等等都有可能遭到物理損傷。為了避免這一情況的發(fā)生，根據在西門子 840D系統(tǒng)中的實際應用[1]，針對這些影響機床正常運行的不安全因素進行了改造，使設備在斷電情況下能安全工作。

1 動力電源的接線

動力電源的接線，如圖1所示。

圖1 動力電源接線

圖1中，(A連接)左邊P600，M600與P500，M500的連接是為了在失電情況下，由直流母線上的能量轉化為控制電壓供給后面的NCU(NC，PLC)和CLOSE-LOOP CONTROL(6SN1118)工作用。(B連接)將右邊直流母線尾端連接到600 V電荷泵，是為了在斷電后給模塊提供驅動電動機的能量。

2 控制電壓的接續(xù)

控制電壓的接續(xù)，如圖2所示。

圖2 控制電壓的接續(xù)

將APC的UPS串接在SITOP 24 V電源的前端，斷電后，UPS內部會以極快的速度將電源從220 V切換到電池上去，這樣就保證了對外圍PLC、DP模塊、OP和MCP等設備的用電(包括電磁閥等柜內低壓元器件的用電)。

注:根據各設備的不同情況，可以按實際情況保證電源的供給。

3 斷電信號的采集

在主電路上取220 V電壓連接至小繼電器的線圈上，如圖3所示。

圖3 斷電信號接線

在有電的情況下，常閉觸點呈打開狀態(tài)，24 V信號無法進入PLC；在斷電的情況下，常閉觸點閉合，24 V信號進入數字輸入端，被系統(tǒng)采集到(此24 V信號必須在斷電之后有供給，需接在有 UPS支持的一路上)。

4 程序的處理

完成上述所有硬件連接之后，將要進入程序處理。程序處理大致可以分成PLC處理和NC處理。

4.1 PLC處理

首先從設備端上傳一個PLC程序做好備份，以防萬一。

4.1.1 功能開通[2]

在進行 PLC修改和相關操作前，必須修改OB100，將FB1的參數NCKomm改為TRUE(使用FB2，FB3，FB4的時候都要設置此項)，此操作是相關功能塊使用的必要條件。

此參數的修改生效條件是PLC重啟，也就是說必須重啟設備(NCK RESET)或者斷電后重新上電才能激活。

注:在OB100startup baseprogram PLC啟動時只運行一次該組織塊，FB1 run_up baseprogram 運行啟動功能塊，主要協(xié)調系統(tǒng)啟動時的一些說明工作。

4.1.2 建立異步子程序(ASUP)的關系

創(chuàng)建DB101(DB號可以根據實際情況取名)，其中內容設置成:

Address Name Type Actual Value+0.0 path String[32]‘/_N_SPF_DIR/’+34.0 Pname String[32]‘/_N_RET_SPF/’

在符號表中，為DB101添加符號prog_var；然后在OB1或FCXX中新建一個NETWORK。作用是將RET.SPF子程序和中斷號1連接起來，如果出現中斷號1，系統(tǒng)會自動執(zhí)行RET.SPF子程序。(確保工程中有 FB4功能塊，若沒有，可以從相應的LIB中調取，DB100為該功能塊調用的背景數據塊，不用事先建立，只需要在CALL時鍵入，然后軟件會彈出提示框詢問是否新建，按“是”即可)[3]

完成所有PLC編程之后，把程序塊下載到PLC中。在上述程序段內有類似于ERROR，DONE，STARTERR，STATUS等信號位，目的是當程序調用和啟動出錯的時候，可以有一個診斷的手段，使編程人員知道目前出了什么問題。

4.2 NC處理

在子程序頁面新建一個名為 RET.SPF的子程序[4]，在該程序內編寫設備在斷電之后所做的動作，完成退刀的步驟。

完成之后下載(LOAD)到 NC內，并給予ENABLE程序使能。

完成上述所有操作之后，重新啟動設備(NCK RESET)。設備在上電之后，將控制電源的按鈕按下，說明了異步子程序的關系。當設備處在NC程序運行狀態(tài)且主軸在運動時，將外部的斷電信號接通后，程序會從當前運行的程序段跳轉至RET.SPF子程序，執(zhí)行相關的退刀動作。

5 結語

經過現場多次縝密的測試，此項功能運行正常且程序可靠，對西門子BISHOP斷電保護改造后，消除了故障的隱患，保障了機床的運行安全。執(zhí)行程序經過處理后，提高了零件的加工效率，效果明顯。運用這個方法，可以使設備在斷電情況下進行安全工作，解決了設備在失電后的聯(lián)動和同步關系，為設備正常運行及滿足生產要求提供了可靠支持。

[1]西門子公司.SIEMENS 840D系統(tǒng)高級編程手冊[Z].2006.

[2]西門子公司.541_SINUMERIK_810D/840D簡明調試指南技術手冊2006[Z].2006.

[3]西門子公司.STEP7編程手冊[Z].2006.