利用PROFINET 改進數(shù)控銑鏜電氣布線結構

齊齊哈爾二機床(集團)有限公司 (黑龍江 161005)宋 曉 王宏亮 張會龍

PROFINET 是新一代開放式工業(yè)以太網標準(IEC61158)，應用于工業(yè)自動化。采用PROFINET，設備能夠從現(xiàn)場級連到管理級。PROFINET 實現(xiàn)了系統(tǒng)范圍的通訊，支持工廠級的設計，采用達到現(xiàn)場級的IT 標準。IT 通訊、數(shù)據通訊和周期性過程通訊在工業(yè)以太網基礎上集成在一起。PROFINET 具有以下特點，滿足所有自動化要求:工業(yè)使用的安裝技術、實時通訊、確定性響應、集成的分布式設備、簡單的網絡管理和診斷、防止非法訪問、不依賴于廠商的高效工程設計、等時同步的運動控制。其優(yōu)勢在于，能夠充分、理想地利用網絡拓撲結構，并根據機床的需要加以調整。

1.利用PROFINET 實現(xiàn)數(shù)控銑鏜電氣布線拓撲結構

西門子840DSL 數(shù)控系統(tǒng)是一種開放式、高柔性、功能強大的數(shù)控系統(tǒng)，其中利用PROFINET 實現(xiàn)高度集成化的網絡和通訊功能是其重要特點之一。

在產品設計中，我們根據840DSL 系統(tǒng)高性能數(shù)字式通訊基礎結構特點，通過PROFINET、以太網和PROFIBUS 實現(xiàn)了分布式的系統(tǒng)網絡拓撲結構，如附圖所示。

我們將機床主機中4 個進給 (MX、MY、MZ、MW)電動機的編碼器和一個主軸電動機(MS)的編碼器信號通過機床側分線盒中的一個DRIVE -CLiQ 集線器模塊DMC20 經一條DRIVE-CLiQ 線與電柜控制單元NCU 中的DRIVE-CliQ 端口X102 通訊。

主機中三個光柵尺位置反饋信號 (GX、GY、GW)和主軸編碼器(GC)位置反饋信號通過4 個編碼器模塊SMC20 和一個DRIVE-CLiQ 集線器模塊DMC20 經一條DRIVE-CLiQ 線與電柜控制單元NCU中的DRIVE-CliQ 端口X103 通訊。

數(shù)控銑鏜電氣布線拓撲結構圖

通過電柜控制單元NCU 中的PROFINET 端口X150P1 用網線連接機床側分線盒中的PP72/48 PLC輸入輸出模塊，機床側所有輸入(如壓力繼電器、行程開關等)和輸出(如電磁閥、指示燈等)都接入此模塊，實現(xiàn)分布式PLC 模塊控制。

通過電柜NCU 中以太網口X120 用網線將機床操作按鈕站連接，實現(xiàn)網絡化控制。

2.結語

利用西門子840DSL 系統(tǒng)集成的PROFINET、以太網和PROFIBUS，網絡拓撲結構和可擴展性的特點，通過一個DRIVE-CLiQ 集線器模塊DMC20 采集多個編碼器信號，然后通過一條DRIVE -CliQ 傳送給電柜中的數(shù)控系統(tǒng)NCU，即用集線器模塊DMC20可直接連接伺服電動機編碼器測量系統(tǒng);用集線器模塊DMC20 和編碼器模塊SMC20 可直接連接位置反饋信號(光柵尺和編碼器)，而不必在機床中使用附加電纜，從而節(jié)省5 個電動機編碼器信號線，4 個位置反饋信號(光柵尺和編碼器)線。通過PROFINET實現(xiàn)分布式PLC 模塊控制，節(jié)省了5 條24 芯控制信號電纜。利用電柜中的NCU 以太網口實現(xiàn)機床側操作按鈕站遠程控制。由此減少了電柜到機床的電纜數(shù)量，降低了設計成本，同時方便車間裝配調試，目前已在我公司數(shù)控銑鏜床系列產品全面推廣。