2.5.1 集線器和其他模塊

驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展功能模塊，擴(kuò)展 S120 驅(qū)動(dòng)接口。

1） 簡(jiǎn)介

2） 外觀

2.5.2 SINAMICS S120 DRIVE-CLiQ 連接規(guī)則

1 個(gè) CU 只能控制 1 個(gè) ALM。當(dāng)含有多個(gè) ALM 時(shí)，需 NX 板。

NCU 內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)控制器 CU 多控制 6 個(gè)驅(qū)動(dòng)。

NX10.3 控制 3 個(gè)軸，NX15.3 控制 6 個(gè)軸。

驅(qū)動(dòng)的第二編碼器（全閉環(huán)）只能連接到控制該驅(qū)動(dòng)的 CU 控制器上。

2.5.3 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)、編碼器、光柵尺連接示例

2.5.4 DMC20 模塊連接示例

配置：NCU710.3B PN+1 個(gè) ALM 電源模塊+4 個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊+4 個(gè)電機(jī)+4 個(gè)外置編碼器

2.5.5 NX 模塊連接示例

2.5.6 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī) 24V 功耗

SINAMICS S120 書本型驅(qū)動(dòng)器的電源模塊、電機(jī)模塊均需要外部 24V 直流供電。在選擇 DC 24V 電源時(shí)，需要考慮下列使用到的模塊的功耗與電流：

2.5.7 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)采樣周期和脈寬調(diào)制

NCU 可控制的軸的數(shù)量取決于采樣時(shí)間和閉環(huán)控制。下圖列出了可用軸的數(shù)量和每個(gè)控制所對(duì)應(yīng)的采樣時(shí)間。

驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)置不同的采樣時(shí)間，會(huì)影響脈沖輸出和伺服軸的動(dòng)態(tài)特性。

例如：1 個(gè)轉(zhuǎn)速為 96000rpm 的 4 極電機(jī)，設(shè)置采樣時(shí)間為 62.5 µs 時(shí)，轉(zhuǎn)速只能達(dá)到 48000rpm；只有設(shè)置采樣時(shí)間為 31.25 µs 時(shí)，轉(zhuǎn)速才能達(dá)到 96000rpm。詳情如下：

注意：縮短采樣時(shí)間，可以脈沖，但會(huì)引起驅(qū)動(dòng)模塊的較大降容。

2.5 驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)

2.5.8 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)供電

SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)適用于接地的星形 TN、TT 供電和不接地的對(duì)稱 IT 供電。

1） 

說(shuō)明：

· 不帶電源濾波器的功率模塊可在所有 TN 電網(wǎng)上運(yùn)行。

· 帶有內(nèi)置或外置電源濾波器的功率模塊只能在星點(diǎn)接地的 TN 電網(wǎng)上運(yùn)行。

2） 使用 TT 供電網(wǎng)絡(luò)：

說(shuō)明：

· 不帶電源濾波器的功率模塊可在所有 TT 電網(wǎng)上運(yùn)行。

· 帶有內(nèi)置或外置電源濾波器的功率模塊只能在星點(diǎn)接地的 TT 電網(wǎng)上運(yùn)行。

3） 使用不接地的對(duì)稱 IT 供電網(wǎng)絡(luò)：

說(shuō)明：

· 不帶電源濾波器的功率模塊可在所有 IT 電網(wǎng)上運(yùn)行。

· 帶有內(nèi)置或外置電源濾波器的功率模塊不能在 IT 電網(wǎng)上運(yùn)行。

2.6 電氣設(shè)計(jì)的重要事項(xiàng)

2.6.1 供電

1） DC 24V 電源的容量確定

840D sl 的 NCU、PCU50.5、TCU 和輸入輸出模塊，以及各驅(qū)動(dòng)部件均需要 24V 直流供電。

PP72/48 和 SM321  的輸出也需要 24VDC 供電，所需的電流要根據(jù)輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)及輸出信號(hào)的同時(shí)系數(shù)來(lái)確定：

輸出所需的電流 = 輸出點(diǎn)數(shù) * 單個(gè)輸出電流 * 同時(shí)系數(shù)（A）

在確定的配置，以及輸入輸出的負(fù)載情況后，確定 24V 直流電源的輸出能力。

為的可靠性，可使用兩個(gè)的 24V 直流電源，一個(gè)用于 840D sl 的 PCU50.3、TCU、NCU 以及PLC 和輸入的公共端，而另一電源為驅(qū)動(dòng)部件和PLC 的輸出供電。兩個(gè)DC 24V 電源的“0"V 應(yīng)連通。

注：

使用 SIZER 選型，可以各部件功耗與電流，并計(jì)算出 DC 24V 電源的容量：

2.6 電氣設(shè)計(jì)的重要事項(xiàng)

2） 24VDC 電源的選擇

建議選用西門子公司的 24V 直流電源。

3） 驅(qū)動(dòng)器供電

三相交流電源通過(guò)主電源開(kāi)關(guān)、濾波器（選件）、AIM（包含電抗器和濾波器）連接到進(jìn)線電源模塊上，AIM 為必配部件。

2.6.2 電氣柜設(shè)計(jì)的基本要求

電氣柜應(yīng)具有 IP54 防護(hù)等級(jí)；

各部件應(yīng)安裝在沒(méi)有涂漆的鍍鋅板上；

為保證良好的散熱，及驅(qū)動(dòng)部件上下兩端應(yīng)留有至少 80mm 的空間；

驅(qū)動(dòng)器，變頻器和其他強(qiáng)電電氣應(yīng)盡可能與弱電部件（如 NCU、PP72/48）等分開(kāi)安裝；在安裝位置上應(yīng)保證大于 200mm 的間距；

電源電纜（主電源和主電源到驅(qū)動(dòng)器或變頻器的電纜）、電機(jī)電纜，特別是變頻器到主軸電機(jī)的電纜應(yīng)與電纜分開(kāi)走線，且在電氣柜中的長(zhǎng)度盡可能短；變頻器到主軸電機(jī)的電纜采用屏蔽電纜，且需兩端接地；

可以采用浮地連接，但推薦采用共地連接。共地可以保證可靠運(yùn)行，但前提條件是具有良好的“地"。

2.6.3 接地

接地及辦法需遵守國(guó)標(biāo) GB/T 5226.1-2008（等效 IEC60204-1:2005）“工業(yè)機(jī)械電氣設(shè)備部分：通用技術(shù)條件 "；

中性線不能作為保護(hù)地使用！

注：

1）MB 帶參考地的屏蔽電纜；

2）M 電機(jī)；

3）G 編碼器；

4） PA 等電位聯(lián)接導(dǎo)體；

5） SL 保護(hù)導(dǎo)體；

6） 不能采用浮地連接，必須采用共地連接，共地連接可以保證可靠運(yùn)行。接地必須符合相應(yīng)國(guó)標(biāo)要求。

以下原則適用于外部電纜的截面積：

1、的 PA 截面積 ≥10mm2；

2、保護(hù)導(dǎo)體電纜的截面積按下表計(jì)算：

以上所述關(guān)于供電、電柜設(shè)計(jì)、接地等內(nèi)容以及有關(guān) EMC(電磁兼容)和 ESD(靜電設(shè)備) 的要求，請(qǐng)務(wù)必在設(shè)計(jì)機(jī)床前仔細(xì)閱讀西門子 DOConCD 中的手冊(cè)《EMC design guidelines configuration manual》。

2.7 通電前檢查

2.7 通電前檢查

2.7.1 常規(guī)檢查

全部連線完成后需要做一些必要的檢查，內(nèi)容如下：

1） 確保所使用的電纜符合西門子提供的接線圖中的要求；

2） 確保電纜屏蔽兩端都與機(jī)架或機(jī)殼連通；

3） EMC（Electromagnetic Compatibility）檢測(cè)條件：

· 線與動(dòng)力線盡可能分開(kāi)，距離大于 200mm。

· 從 NC 或 PLC 出發(fā)的或到NC 或 PLC 的線纜應(yīng)使用 SIEMENS 提供的電纜。

· 線不要太靠近外部強(qiáng)的電磁場(chǎng)（如電機(jī)和變壓器）。

· HC/HV 脈沖回路電纜必須*與其它所有電纜分開(kāi)敷設(shè)。

· 如果線無(wú)法與其它電纜分開(kāi)，則應(yīng)走屏蔽穿線管（金屬）。

· 下列距離應(yīng)盡可能小。電纜線過(guò)長(zhǎng)易受。

? 線與線。

? 線與輔助等電位端。

? 等電位端和 PE（走在一起）。

4） 防護(hù) ESD（Electromagnetic Sensitive Device）組件檢測(cè)條件：

· 處理帶靜電模塊時(shí)，應(yīng)保證其正常接地。

· 如避免不了電子模塊，則請(qǐng)不要模塊上組件的針腳或其它導(dǎo)電部位。

· 組件必須保證人體通過(guò)防靜電裝置（腕帶或膠鞋）與大地連接。

· 模塊應(yīng)被放置在導(dǎo)電表面上（防靜電包裝材料如導(dǎo)電橡膠等）。

· 模塊不應(yīng)靠近 VDU，器或電視機(jī)（離屏幕勿近于 10cm）。

· 模塊不要與可充電的電絕緣材料（如塑料與纖維織物）。

· 測(cè)量的前提條件：

? 測(cè)量?jī)x器接地。

? 絕緣儀器上的測(cè)量頭預(yù)先放過(guò)電。

2.7.2 具查

1） 檢查 24VDC 回路有無(wú)短路；

2） 如果使用多個(gè) 24VDC 電源，檢查多個(gè)電源的“0"V 是否連通；

3） 檢查驅(qū)動(dòng)器進(jìn)線電源模塊和電機(jī)模塊的 24V 直流電源跨接橋是否可靠連接；

4）  檢查驅(qū)動(dòng)器進(jìn)線電源模塊和電機(jī)模塊的直流母線是否可靠連接（直流母線上的所有螺釘必須牢固旋緊）；

5） 檢查 DRIVE-CLiQ 電纜是否正確連接；

6） 檢查 PROFIBUS 電纜是否正確連接，終端電阻的設(shè)定是否正確。

3.1 安裝卡

第3章 上電

840D sl 通電，首先應(yīng)該進(jìn)行 NC 和 PLC 總清。

3.1 安裝卡

① 蓋板

② CF 卡

③ 安裝方向

3.2 NC 和 PLC 總清相關(guān)部件說(shuō)明

在開(kāi)機(jī)調(diào)試中，將會(huì)使用以下 NCU 操作和顯示組件：

· LED 燈：各種故障和狀態(tài)

· 7 段數(shù)碼管：NCU 運(yùn)行狀態(tài)顯示

· 復(fù)位鍵：NCU 硬件復(fù)位，相當(dāng)于斷電，重啟。

· NCK 調(diào)試開(kāi)關(guān)（上側(cè)）：NCK 總清

· PLC 運(yùn)行開(kāi)關(guān)（下側(cè)）：PLC 總清

· 

3.2 NC 和PLC 總清相關(guān)部件說(shuō)明

注：

如果 NCK 開(kāi)機(jī)調(diào)試和 PLC 運(yùn)行開(kāi)關(guān)，則 7 段數(shù)碼管將短暫顯示所選數(shù)字/字母！

1） LED 燈

2） NCK，PLC 開(kāi)機(jī)調(diào)試開(kāi)關(guān)

3.3 NCK 和 PLC 總清

3.3 NCK 和 PLC 總清

3.3.1 NCK 和 PLC 總清目的

在 NCU 調(diào)試時(shí)必須執(zhí)行 NC 和 PLC 總清，以達(dá)到整個(gè)規(guī)定的初始狀態(tài)。

NC 總清：用戶數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)初始化；裝載機(jī)床數(shù)據(jù)。

PLC 總清：用戶數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)塊和功能塊)；數(shù)據(jù)塊 SDB；診斷緩沖區(qū) MPI 參數(shù)。

3.3.2 NCK 和 PLC 總清的操作步驟

1） 將 NCU 上的旋鈕開(kāi)關(guān)進(jìn)行如下設(shè)置：

·  SVC/NCK 調(diào)試開(kāi)關(guān)到位置“1"

·  PLC  運(yùn)行開(kāi)關(guān)到位置“3"

2） 將控制斷電并重新上電，或按下 NCU 上的復(fù)位按鈕“Reset",執(zhí)行一次上電復(fù)位

3） 等待，直至 NCU 進(jìn)行下列顯示：

· LED STOP 閃爍

· LED SF 常亮

4） 在約 3 秒之內(nèi)，依次 PLC 運(yùn)行開(kāi)關(guān)到位置“2-3-2"

· 首先 LED STOP 以約 2 Hz 閃爍。

· 然后 LED STOP 重新保持常亮

5） 將 PLC 運(yùn)行開(kāi)關(guān)重新到位置“0"

· LED“STOP" 熄滅。

· LED“RUN"先是閃爍，然后保持綠色恒亮6） 將 NCK 調(diào)試開(kāi)關(guān)重新回開(kāi)關(guān)位置“0"

7） 在正常啟動(dòng)后，NCU 7 段數(shù)碼管顯示數(shù)字 “6" 和右下角一個(gè)閃爍的點(diǎn)

· LED RUN 亮起，并呈綠色

8） PLC 和 NC 處于循環(huán)運(yùn)行下，總清完畢。

注：

如果在 PLC 工作開(kāi)關(guān)上的位置“3"處觸發(fā)一次硬件 RESET（復(fù)位）或者 POWER ON（重啟），則初始化整個(gè) PLC 的 SRAM 并且不診斷緩存器。 所有用戶數(shù)據(jù)必須重新輸入。如果沒(méi)有在 3 秒內(nèi)進(jìn)行切換“2"－“3"－“2"，在請(qǐng)求清零后，LED STOP 保持關(guān)閉狀態(tài)。

說(shuō)明：

在次開(kāi)機(jī)調(diào)試、電池失效、NC 升級(jí)后必需進(jìn)行 PLC 總清。

注：

如果在 PLC 清零后不進(jìn)行 PLC 啟動(dòng)，則顯示下列：

· ：“120201 通訊故障"

· ：“380040 PROFIBUS DP：配置故障 3，參數(shù)"

· ：“2001 PLC 未啟動(dòng)" 這些對(duì)其它步驟沒(méi)有影響。

3.4 初次上電結(jié)束

3.4 初次上電結(jié)束

NCU 正常啟動(dòng)后顯示下列信息：

· 數(shù)字 “6" 和右下角一個(gè)閃爍點(diǎn)

· LED RUN 亮起呈綠色

第4章 PLC 開(kāi)機(jī)調(diào)試

4.1 工作

為創(chuàng)建 PLC 用戶程序，必須先安裝和使用 Sinumerik 840D sl Toolbox 中提供的 PLC 基本程序及其他組件，而且 Sinumerik 840D sl Toolbox 版本須為 V04.07。

4.1.1 Sinumerik 840D sl Toolbox 的安裝

1） Sinumerik 840D sl Toolbox 中的內(nèi)容

2） Sinumerik 840D sl Toolbox 的安裝

雙擊 840D sl Toolbox 安裝文件夾中的“Setup.exe"，按照提示進(jìn)行安裝即可。

4.1 工作

說(shuō)明：

在安裝程序選擇界面中，PLC Basic program for 840D sl 和 SINUMERIK Add-on for STEP 7 必須選擇安裝，NC VAR Selector  和 PLC Symbol Generator 可根據(jù)需要選擇安裝。

· NC VAR Selector：用于 PLC 程序讀寫 NCK 和驅(qū)動(dòng)變量選擇、保存。

· PLC Symbol Generator：用于生成 STEP 7 項(xiàng)目的符號(hào)，保存到 NCU CF 卡中，以便在

SINUMERIK Operate 中可以顯示 PLC 符號(hào)注釋。

4.1.2 安裝 PROFIBUS/PROFINET 組件的 GSD/GSDML 文件

在的 STEP 7 硬件列表中，不包含 MCP/MPP、PP72/48 等硬件，需要安裝 GSD/GSDML 文件， 步驟如下。

1） 

2） 

3）