基于Easy Screen的故障诊断界面开发

韩广亮 肖真诗

(沈阳机床股份有限公司设计研究院实验室，辽宁沈阳 110142)

目前，我国机床行业大多数使用的西门子数控系统是西门子的标准数控系统，不能满足某些用户对数控系统的特殊需求。西门子公司为用户提供了很多系统开发工具，充分利用这些开发工具，可以帮助用户开发出自己的用户界面和实现特殊的加工工艺，可以使机床制作商针对用户需求开发出具有自己特色的数控机床产品，从而提高企业竞争力［1］。

本文是在西门子828D数控系统的基础上，利用德国西门子公司提供的二次开发软件Easy Screen，针对实际机床用户需要而开发的机床故障诊断界面。该二次开发界面可以实现机床用户对数控机床的整体结构进行监控，实时发现机床某个功能部件的问题，并根据界面的内容提示查找问题的所在，进行相应的处理，可以使机床用户节约维修时间，提高生产效率。

1 Easy Screen简介

Easy Screen(ES)是西门子公司专门为机床制作商或机床用户提供的一款数控系统二次开发软件，可以应用到西门子828D、840D SL等数控系统中。通过ES，机床制造商和用户可以根据需求，在西门子数控系统的HMI上设计出自己的用户界面，实现特殊的功能。ES允许用户在西门子系统CUSTOM主菜单下开发5级子菜单，每级子菜单的基本结构跟西门子系统原有的结构完全相同，包括8个水平按键和8个垂直按键，完全可以满足用户对数控系统HMI二次开发的需求。运用ES可以在西门子数控系统上实现下述功能［2］:

(1)可以在HMI上显示新的页面，页面内容可以包括操作软键、变量、文本信息和帮助文本信息、图片及帮助显示等。

(2)可以通过点按HMI上的操作软键，打开新的系统显示页面，可以在不同页面间进行数据交换。

(3)修改HMI上系统页面的内容，主要包括编辑及删除页面上的软键，定义及设计变量区域，插入、交换或删除显示的文本信息，插入、交换或删除页面中的图形。

(4)可以对显示页面、输入变量的值、选择软键、退出页面等操作进行初始化。

(5)可以读取NC、PLC及用户数据，也可以向NC、PLC及用户数据中写入新的数据，还可以对这些数据进行算术运算等操作。

(6)根据用户的权限不同设置不同的保护级别。

另外在应用ES时需要注意，用户所用到的变量不能与西门子系统及PLC中的变量重名。

2 故障诊断界面设计

本次的机床故障诊断界面是针对机床用户而开发设计的，根据普通机床用户的需求，所开发的界面必须具有直观、形象的特点。本文在西门子828D数控系统的基础上，以卧式镗铣加工中心HMC63c为对象，应用二次开发软件ES，通过读取机床PLC的外部输入输出点状态及西门子系统内部的相关参数，判断机床整体及各个功能部件的工作状态。同时添加机床PLC报警信息，如果机床出现故障，将以报警文本的形式提示用户故障所在的具体位置及相关的解决方法。

2.1 机床总揽界面设计

卧式镗铣加工中心HMC63c的主要功能部件包括主轴、润滑单元、交换站、液压站、排屑器、刀库、转台、气动、冷却系统等，根据其特点，所开发的故障诊断界面主要由机床总揽及各功能部件工作状态两部分组成。根据直观、形象的设计准则，机床总揽部分的界面设计以图形显示的形式为主，如图1所示。通过点按西门子系统HMI主菜单下的第7个水平按钮(西门子预留)，就可以进入故障诊断界面的机床总揽部分，用户可以根据总揽界面实时监控数控机床的整体及各功能部件的工作状态，每个功能部件都由红颜色和绿颜色两个状态灯进行监控，其中绿颜色的状态灯表示机床该功能部件工作正常，如果机床某个功能部件出现问题，相应的红色状态灯将以闪烁的方式提醒用户该功能部件工作在非正常状态，用户可以通过点按下面水平按钮中对应的功能部件进入其具体工作状态监控界面，在各个功能部件的工作状态监控界面中，用户可以准确、直观地看到问题的所在，并可以根据报警信息及帮助文本对相应的问题进行处理。

2.2 各功能部件界面设计

上面已经提到过，通过点按机床总揽界面下方的水平按钮，用户即可进入各个功能部件的工作状态监控界面。各功能部件的诊断界面由左右两部分组成，其中左面部分是该功能部件的图片，右边部分是用来显示该功能部件的具体工作状态。以主轴界面和润滑界面为例，如图2、图3所示，其中水平按键上面对应某个功能部件的背景色为蓝颜色表示该界面为当前界面。该诊断界面主要通过读取机床外部PLC的I/O点信息及西门子系统内部相关参数来监控各功能部件的工作状态，例如主轴诊断界面中可以通过读取西门子系统参数实现对主轴转速的监控，通过读取PLC的状态实现对主轴档位、主轴恒温箱及主轴刀具进行监控，润滑诊断界面中可以通过读取西门子系统参数实现对润滑时间、润滑间隔时间及润滑方式的监控，通过读取PLC的状态对润滑电动机、润滑压力及润滑液位进行监控。诊断界面中灰颜色、红颜色和绿颜色的状态灯分别表示不同的状态，用户可以根据各个状态灯的颜色判断其工作状态，十分直观。

3 结语

本文所开发的数控机床故障诊断界面以卧式镗铣加工中心HMC63c为例，该诊断界面也可以应用到其他西门子828D系统的数控机床上，只需要根据其特点修改相应的I/O点即可。该界面是针对机床用户的，当机床出现一些问题时，机床用户通过该诊断页面能够在工作现场直观、快速地发现机床的问题所在，并可以根据PLC帮助信息及自身的经验对机床的某些故障进行处理，可以提高用户的工作效率，降低维修成本。

［1］吴艳花.基于VB下西门子840D数控系统界面二次开发［D］.兰州:兰州理工大学，2005.

［2］SIEMENS.Commissioning manual base software and HMI sl［Z］.2009.