基于PROFIBUS－DP的840D数控系统的主轴控制

2013-09-29王雷勇

制造技术与机床 2013年3期

王雷勇

（①青岛高校重工机械制造有限公司，山东青岛266106;②青岛理工大学琴岛学院，山东青岛266106）

1 主轴的主流控制方式

目前主流主轴的控制方式有两种:一种是“数字量主轴控制方式”，即采用主轴驱动模块来控制主轴电动机，另外一种是“模拟量主轴控制方式”，即采用ANA模块的模拟量控制变频器，通过变频器进而达到控制主轴电动机的目的。

西门子840D数控系统，当采用“数字量主轴控制方式”时，MSD与NCU通过驱动总线、设备总线相连，电动机直接接在MSD的电动机端子上，通过数字量的改变来控制主轴电动机的转速。主轴的控制方式和进给轴的控制方式类似，这是最为直接的一种方式，但是由于价格太高，大功率的主轴电动机很少使用这种方式。采用“数字量主轴控制方式”的原理图如图1所示。

当采用“模拟量主轴控制方式”时，需要增加一个ANA模块，ANA模块的电压值送给变频器，通过电压的变化来改变主轴电动机的速度。目前大功率的主轴电动机一般都采用这种控制方式，但是这种控制方式需要增加一个ANA模块。采用“模拟量主轴控制方式”的原理图如图2所示。

2 一种新的主轴控制方式

由于NCU模块有PROFIBUS－DP接口，提出一种新的采用 PROFIBUS－DP通信的方式来控制主轴，简称:“DP主轴控制方式”，其控制原理如图3所示。

采用“DP主轴控制方式”的前提是:变频器必须有DP通信接口，通过PROFIBUS－DP通信，设置变频器为从站，NCU为主站，NCU通过写变频器的速度来改变主轴电动机的转速。

3 “DP主轴控制方式”的实现过程

以一实例说明“DP主轴控制方式”的实现过程。

3.1 所需硬件及软件

NCU:6FC5357－0BB15－0AA0（集成了西门子317－2DP）;变频器:台达C2000（配DP卡）。

西门子:STEP7 －V5.3。

3.2 硬件组态

硬件组态前，必须把C2000对应的GSD文件加到STEP7－5.3软件里。GSD文件是一个文字档，使用GSD文件可用来识别PROFIBUS－DP设备（主站或者从站）。GSD文件包含了在标准DP主站上配置一个DP从站所必须的数据信息，还基本包含有供应商的资料、支持通讯传输速率、以及可使用的I/O信号，GSD文件是主站参数记录的基本构造。当使用CMCPD01做PROFIBUS－DP从站时，需将CMC－PD01的GSD文件加入PROFIBUS－DP主站的配置工具中。