《数控技术及应用》第9章 数控系统应用电气设计

第三篇 数控系统
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第10章 第11章 第12章
本章讲述的主要内容:
9.1数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件 9.1.2 数控系统的连接 9.1.3 输入/输出地址分配 9.1.4 PLC接口信号工作原理
9.2 电气原理图设计
图9-7
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 7、伺服电机 8、主轴电机 9、主轴外置编码器（TTL 或 1Vpp Sin/Cos)
图9-8伺服电机
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.2 数控系统的连接
系统各部件的连接总图： 1）S120书本型驱动与
第9章 数控系统应用电气设计
9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
四、电气原理图绘制和识图方法
1. 绘制原理图的基本规则 ❖ 原理图一般分主电路和辅助电路两部分：主电路就是 从电源到电动机大电流通过的路径。辅助电路包括控制 电路、照明电路、信号电路及保护电路等，由继电器和 接触器的线圈、继电器的触点、接触器的辅助触点、按 钮、照明灯、信号灯、控制变压器等电器元件组成。 ❖ 控制系统内的全部电机、电器和其它器械的带电部 件，都应在原理图中表示出来。原理图中各电器元件不 画实际的外形图，而采用国家规定的统一标准图形符号， 文字符号也要符合国家标准规定。
基本特点 最大支持轴数 最大支持I/O
表9-1 系统配置表
PPU240/241 PPU260/261
5
6
3 个 PP72/48D 4 个 PP72/48D
PN
PN
PPU280/281
铣床: 6 5 个 PP72/48D
PN
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9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
8 I 0.5 I 3.5 I 6.5
9
I 0.6
I 3.6
I 6.6
10 I 0.7 I 3.7 I 6.7
11
I 1.0
I 4.0
I 7.0
12 I 1.1 I 4.1 I 7.1
13
I 1.2
I 4.2
I 7.2
14 I 1.3 I 4.3 I 7.3
15
I 1.4
I 4.4
I 7.4
16 I 1.5 I 4.5 I 7.5
9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
三、电气控制电路图中的常用符号 2. 图形符号
e) 行程开关
f) 接近开关
g) 熔断器
图 9-12几种常见低压电器的图形符号与文字符号
第9章 数控系统应用电气设计
9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
三、电气控制电路图中的常用符号 3. 接线端子标记 电气图中各电器的接线端子用规定的字母数字符 号标记。按国家标准GB4026—83《电器接线端子的识 别和用字母数字符号标志接线端子的通则》规定，如： 三相交流电源的引入线用L1、L2、L3、N、PE标记。 直流系统电源正、负极、中间线分别用L+、L-与M标 记。 三相动力电器的引出线分别按U、V、W顺序标记。
调制解调器
图9-6调制解调器
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9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 6、驱动器部件 （1）SINAMICS S120书本型驱动器
a）驱动电源模块-Line Module
图9-7
b）单轴电机模块-Motor Module (single axis) 双轴电机模块-Motor Module (double axis)
c) 按钮开关
d) 中间继电器
图 9-12几种常见低压电器的图形符号与文字符号
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9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
三、电气控制电路图中的常用符号 2. 图形符号
e) 行程开关
f) 接近开关
g) 熔断器
图 9-12几种常见低压电器的图形符号与文字符号
第9章 数控系统应用电气设计
图9-1 水平配置的PPU260/280
图9-2垂直配置的PPU260/280
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 2、操作面板 图9-3，828D机床控制面板MCP310与PPU垂直版配合使用。 828D机床控制面板MCP483与PPU水平版配合使用。
表9-2 I/O地址分配表
端
X111
X222 X333
端 X111 X222 X33
子
子
3
1
数字输入公共端0VDC
2
24VDC输出*
I 0.0
I 3.0
I 6.0
4 I 0.1 I 3.1 I 6.1
I 0.2
I 3.2
I 6.2
6 I 0.3 I 3.3 I 6.3
7
I 0.4
I 3.4
I 6.4
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9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
二、电气控制电路图分析方法
电气控制电路图主要包括电气原理图、电器元件布置图、电 气装配图、接线图和互连图等。其中电气原理图包括主电路、 控制电路、辅助电路、保护及互锁环节以及特殊控制电路等部 分组成。 在分析电气原理图时，必须与电器元件布置图、电气装配图、 接线图和互连图和设备使用说明书结合起来，并且最好和实物 对照进行阅读才能收到更好的效果。 在分析电气原理图时，还要特别留意电器元件的技术参数和 技术指标，各部分的电压和电流标识。这些在调试和维修时， 都非常重要。
17
I 1.6
I 4.6
I 7.6
18 I 1.7 I 4.7 I 7.7
19
I 2.0
I 5.0
I 8.0
20 I 2.1 I 5.1 I 8.1
21
I 2.2
I 5.2
I 8.2
22 I 2.3 I 5.3 I 8.3
第9章 数控系统应用电气设计
9.1.3 输入/输出地址分配
端子 23 25 27, 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47, 49
9.4.1 需求机床的基本功能 9.4.2 确认数控系统订单
9.5 电气原理图设计案例分析
9.6 机床操作面板设计
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 1、NC部分 828D PPU按性能分为三种：PPU240/241(基本型)、
PPU260/261(标准型)、PPU280/281(高性能型)。具体配置 如表9-1。
c）电抗器 d）电源接口模块-Active Interface Module
第9章 数控Biblioteka Baidu统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 6、驱动器部件 （2）SINAMICS S120 Combi 驱动器
❖ SINAMICS S120 Combi 功率模块 ❖ 电抗器 所有进线电源模块均为馈电型，必须配备电抗器。 电抗器的型号需根据进线电源模块的功率选择。
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9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 6、驱动器部件 （3）Combi驱动扩展时用的紧凑书本型
单轴或双轴电机模块 单轴模块订货号：6SL3420-1TE^^-^AA0 双轴模块订货号：6SL3420-2TEHAA0
第9章 数控系统应用电气设计
Q 1.2
Q 3.2 Q 5.2 42
Q 1.4
Q 3.4 Q 5.4 44
Q 1.6
Q 3.6 Q 5.6 46
数字输出公共端24VDC
48, 50
X111 X222 X333 I 2.5 I 5.5 I 8.5 I 2.7 I 5.7 I 8.7
无定义 Q 0.1 Q 2.1 Q 4.1 Q 0.3 Q 2.3 Q 4.3 Q 0.5 Q 2.5 Q 4.5 Q 0.7 Q 2.7 Q 4.7 Q 1.1 Q 3.1 Q 5.1 Q 1.3 Q 3.3 Q 5.3 Q 1.5 Q 3.5 Q 5.5 Q 1.7 Q 3.7 Q 5.7 数字输出公共端24VDC
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9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
三、电气控制电路图中的常用符号
1.文字符号
用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、
状态和特征的字符代码。
例如： QF—低压断路器 KM —交流接触器
KA—中间继电器 SB—按钮
FU—熔断器
SA—旋钮开关
FR—热继电器 SQ—行程限位开关
图9-3 控制面板MCP310
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 3、输入输出模块PP72/48D PN 纯数字量输入输出的 PP72/48D PN 模块
数字/模拟量混合型输入输出 的PP72/48D 2/2A PN 模块
图9-4 PP72/48D PN
第9章 数控系统应用电气设计
9.1.3 输入/输出地址分配
图9-10 PP72/48输入信号使用内部+24V DC电源
第9章 数控系统应用电气设计
9.1.4 PLC接口信号工作原理
图9-11调制解调器
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9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
一、电气制图中常用的一些国家标准 电气制图需要遵循许多国家标准，常见的有： GB/T 4728.2~4728.13—1996~2000《电气简图用图形符号》； GB/T 5465.2—1996 《电气设备用图形符号》； GB/T 7159 —1987《电气技术中的文字符号制订通则》； GB/T 5094—1985《电气技术中的项目代号》； GB/T 14689~14691—1993《技术制图》系列标准； GB6988—1986《电气制图》；
表9-2 I/O地址分配表
X111
X222 X333 端子
I 2.4
I 5.4 I 8.4 24
I 2.6
I 5.6 I 8.6 26
无定义
28, 30
Q 0.0
Q 2.0 Q 4.0 32
Q 0.2
Q 2.2 Q 4.2 34
3
Q 2.4 Q 4.4 36
5
Q 2.6 Q 4.6 38
Q 1.0
Q 3.0 Q 5.0 40
SQ—接近开关
第9章 数控系统应用电气设计
9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
三、电气控制电路图中的常用符号 2. 图形符号
a) 低压断路器
b) 交流接触器
图 9-12几种常见低压电器的图形符号与文字符号
第9章 数控系统应用电气设计
9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
三、电气控制电路图中的常用符号 2. 图形符号
6FX2006-1BG03(不含预装电缆）
注：可与西门子机床控制面板直接连接
(不占用PP72/48D PN),也可选用连接到
PP72/48D PN。
图9-5 Mini手持单元
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成： 5、收发短信功能的SINAUT MD720-3GSM/GPRS
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.1 数控系统的硬件
数控系统的硬件组成：
4、Mini手持单元
订货号：6FC2007-1AD03 (1.5m 螺旋线）
6FC2007-1AD13 (5m 直线）
Mini手持单元通过转接插头连接到系统，转
接插头
订货号：6FX2006-1BG20(含预装电缆）
9.2.1 基本概念 9.2.2 机床电气设计的一般原则 9.2.3 机床电气设计的基本内容 9.2.4 机床电气设计的一般步骤
第9章 数控系统应用电气设计
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第10章 第11章 第12章
本章讲述的主要内容:
9.3 机床设计任务书 9.4 数控系统确认
828D系统连接总图
图9-9
第9章 数控系统应用电气设计
9.1 数控系统的硬件连接
9.1.2 数控系统的连接
系统各部件的连接总图： 2）S120 Combi—体型
驱动与828D系统连接总图。
图9-10
第9章 数控系统应用电气设计
9.1.3 输入/输出地址分配
第一个PP72/48D PN模块（总线地址：192.168.214.9)输入 输出信号的逻辑地址和接口端子号的对应关系，见表9-2。
第9章 数控系统应用电气设计
9.2 电气原理图设计
9.2.1 基本概念
四、电气原理图绘制和识图方法
1. 绘制原理图的基本规则 ❖ 原理图中，各个电气元件和部件在控制线路中的位置，应 根据便于阅读的原则安排。同一元器件的各个部件可以不画 在一起。 ❖ 图中元件、器件和设备的可动部分，都按没有通电和没有 外力作用时的开闭状态画出。 ❖ 电气元件应按功能布置，并尽可能按水平顺序排列，其布 局顺序应该是从上到下，从左到右。电路垂直布置时，类似 项目宜横向对齐；水平布置时，类似项目应纵向对齐。 ❖ 电气原理图中，有直接联系的交叉导线连接点，要用黑圆 点表示；无直接联系的交叉导线连接点不画黑圆点。