西門子828D第三編碼器的配置及模式切換

■中捷機(jī)床有限公司 （遼寧 110142） 嚴(yán)昊明

摘要：在西門子數(shù)控系統(tǒng)中,，編碼器必須由驅(qū)動模塊的測量口進(jìn)行識別。本文主要介紹西門子828D第三編碼器的配置及利用Easy Extend功能按照腳本文件來自動修改參數(shù)并重啟系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)和半閉環(huán)的簡單切換,。

1.背景介紹

在西門子數(shù)控系統(tǒng)中,，編碼器必須由驅(qū)動模塊的測量口進(jìn)行識別。在西門子611D驅(qū)動中,，如果需要為某一虛擬軸或模擬量軸配置一個編碼器,，而且其它每根實(shí)際軸均已配置兩個編碼器，那么就需要增加一個驅(qū)動模塊來識別該編碼器,。目前，西門子SINAMIC驅(qū)動可為每根軸配置最多三個編碼器,，我們可將第三個編碼器分配給其它虛擬軸或模擬量軸,。但是，對于每一根軸,，系統(tǒng)只能識別兩個編碼器,。

一個使用全閉環(huán)進(jìn)行位置反饋的軸，為了識別出第三個編碼器,，只能使用位置編碼器進(jìn)行反饋,。如果位置編碼器出現(xiàn)故障，需要手動修改所有相關(guān)參數(shù)從全閉環(huán)切換到半閉環(huán),，故障解除后需要手動將所有相關(guān)參數(shù)將半閉環(huán)切換到全閉環(huán),，或者準(zhǔn)備兩套參數(shù)，全閉環(huán),、半閉環(huán)各一套,，需要時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)回裝，比較麻煩,?？衫肊asy Extend功能按照腳本文件來自動修改這些參數(shù)并重啟系統(tǒng)，這樣能實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)和半閉環(huán)的簡單切換,。本文以我廠一臺立式車床為例,，介紹828D系統(tǒng)配置第三編碼器及全閉環(huán)和半閉環(huán)互相切換的方法。

一臺立式車床,，配置西門子828D數(shù)控系統(tǒng),，有X軸、Z軸和主軸,，其中,，X軸、Z軸為絕對值電機(jī),，且均配有光柵尺,，主軸為模擬量主軸（使用變頻器、變頻電機(jī)）,，主軸帶直接編碼器,，X軸,、Z軸的光柵尺和主軸的直接編碼器均通過SMC20、DMC20連接到系統(tǒng)上（見圖1）,。

2.編碼器的配置

由于828D驅(qū)動SINAMIC系統(tǒng)可配置三個編碼器，為了以后方便切換Z軸半閉環(huán)和全閉環(huán),，將其光柵尺配置為第三編碼器，將主軸的直接編碼器配置為Z軸第二編碼器,，再將Z軸的第二編碼器分配給主軸，可在不增加驅(qū)動模塊的條件下,，使系統(tǒng)識別出主軸的直接編碼器，具體配置如表1所示,。

表 1

驅(qū)動器編碼器X軸Z軸編碼器1 X電機(jī)編碼器Z電機(jī)編碼器編碼器2 X光柵尺主軸直接編碼器編碼器3 Z光柵尺

（1）驅(qū)動配置：根據(jù)配置方案,，Z軸的編碼器1配置為電機(jī)編碼器,；編碼器2配置為主軸的外接編碼器,，SMC20連接至DMC20-X502；編碼器3配置為Z軸光柵尺,，SMC20連接至DMC20-X503,。Z軸編碼器配置界面如圖2所示。

對于每根軸,，數(shù)控系統(tǒng)只能識別兩套測量系統(tǒng),，即使驅(qū)動中可以配置三個編碼器，但系統(tǒng)只能識別其中兩個,。為了區(qū)分可識別的編碼器,，西門子SINAMIC驅(qū)動系統(tǒng)使用“西門子報(bào)文136,，PZD-15/19”，識別編碼器1,、2,；使用“西門子報(bào)文118，PZD-11/19”識別編碼器2,、3,。

驅(qū)動配置過程中,，需要特別注意,，在PROFIBUS過程數(shù)據(jù)報(bào)文選擇時(shí)，默認(rèn)值為“西門子報(bào)文136,，PZD-15/19”，否則即使配置了第三編碼器,，系統(tǒng)也無法識別（見圖3）,。

（2）NC參數(shù)：上述驅(qū)動配置中，修改西門子報(bào)文類型后,，需要對NC參數(shù)中與報(bào)文類型對應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行修改：MD13060[1]=118,；Z軸驅(qū)動報(bào)文類型。

Z軸參數(shù)設(shè)置可參考如下：

MD30110=2

MD30200=1

MD30220[0]=2

MD30220[1]=2

MD30230[0]=2

MD30240[0]=1

MD31000[0]=1

MD34200[0]=3

P145[2]=1

其它與Z軸光柵尺相關(guān)的參數(shù)可設(shè)置到相關(guān)參數(shù)[0]中,。

主軸參數(shù)設(shè)置可參考如下：

MD30200=1

MD30220[0]=2

MD30230[0]=1

MD30240[0]=1

其它與主軸外接編碼器相關(guān)的參數(shù)可設(shè)置到相關(guān)參數(shù)[0]中,。

（3）PLC接口信號：對于Z軸，相關(guān)的PLC接口設(shè)置為：DB32.DBX1.5=1,；Z軸第一測量系統(tǒng)生效,，Z軸軸號為2,。對于主軸,，相關(guān)的PLC接口設(shè)置為：DB33.DBX1.5=1,；主軸第一測量系統(tǒng)生效,，主軸軸號為3,。

3.全閉環(huán)和半閉環(huán)的切換

Z軸配置第三編碼器后,，為了使系統(tǒng)識別編碼器2（主軸外接編碼器）,、編碼器3（Z軸光柵尺），我們在配置驅(qū)動時(shí)選擇了“西門子報(bào)文118,，PZD-11/19”,。如果Z軸光柵尺故障或損壞,，而我們又需要移動Z軸時(shí),，必須將Z軸由全閉環(huán)切換到半閉環(huán),，需要做如下修改：將“西門子報(bào)文118”改為“西門子報(bào)文136”,，使系統(tǒng)識別編碼器1（Z軸電動機(jī)編碼器）、編碼器2（主軸位置編碼器）,。可通過驅(qū)動數(shù)據(jù)P922進(jìn)行修改,。然后修改全閉環(huán)與半閉環(huán)存在差異的NC參數(shù)（見表2）,。

表 2

參數(shù)全閉環(huán)半閉環(huán)MD30230[0]（Z軸）2 1 MD30230[0]（Z軸）1 2 MD31000[0]（Z軸）1 0 MD30240[0]（Z軸）1 4 MD32110[0]（Z軸）實(shí)際值實(shí)際值MD34200[0]（Z軸）3 0 P145[2]（Z軸）1 0

為了避免在全閉環(huán)與半閉環(huán)切換時(shí)因?yàn)槭謩有薷膮?shù)或者回裝數(shù)據(jù)導(dǎo)致的故障或麻煩,，我們可以利用828D系統(tǒng)的Easy Extend功能完成對參數(shù)的修改,。需要先定義以下功能：PLC HMI的接口,，可選設(shè)備通過操作界面和PLC之間的接口來管理。操作組件和PLC之間是通過PLC用戶程序中的數(shù)據(jù)塊DB9905通信的,，該數(shù)據(jù)塊中有128個字預(yù)留用于設(shè)備的管理,。

首先從設(shè)備1開始,，指定PLC數(shù)據(jù)字（見表3）,。

每個設(shè)備可以占用四個字節(jié),，含義如表4所示。

腳本編輯應(yīng)在一個指令腳本中定義如何測安裝,、激活,、取消和測試設(shè)備的流程。相關(guān)的文件保存路徑如表5所示,。本文程序示例請掃描二維碼獲取（見圖4）,。

表 3

數(shù)據(jù)塊設(shè)備名稱DB9905.DBD0設(shè)備1 DB9905.DBD4設(shè)備2 DB9905.DBD8設(shè)備3等

圖 2

圖 3

表 4

字節(jié)位說明0 ==1設(shè)備已經(jīng)啟動1 ==1請激活設(shè)備2 ==1請取消激活設(shè)備3-7備用1 0-7備用0 0 ==1設(shè)備已激活1 ==1設(shè)備出錯2-7備用3 0-7設(shè)備唯一標(biāo)識2

4.結(jié)語

經(jīng)過上述步驟的處理， 可在西門子828D系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)為Z軸配置第三編碼器,，且可將第三編碼器作為位置編碼器分配給模擬量主軸，進(jìn)行位置反饋,。對比標(biāo)準(zhǔn)配置，使用這種配置可節(jié)省一塊驅(qū)動模塊,，并節(jié)省了材料成本和維修成本。通過使用Easy Extend功能,，在配置第三編碼器后,，也可以完成Z軸全閉環(huán)和半閉環(huán)之間的方便切換，在節(jié)省成本的前提下,，保證不損失所有編碼器的功能。

表 5

文件名稱路徑文本文件oem_aggregate_chs.ts /oem/sinumerik/hmi/lng/腳本文件agm.xml /oem/sinumerik/hmi/dvm

參考文獻(xiàn)：

[1] 李金龍,，孫永超.SINUMERIK 828D數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙柱立車雙刀架同時(shí)加工[J].制造技術(shù)與機(jī)床,，2015（3）：158-160.

（收稿日期：20170327）