第一章 RSSY802S实训系统.ppt

特点 ①双极恒相流驱动方式 ②DC24V-80V供电；最大输出驱动电流6A/相（峰 值），输出电流连续可调；逻辑输入电流为6-10mA；步进脉
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冲频率为0-50KHz；绝缘电阻在常温常压下>100MΩ；绝缘 强度在常温常压下为0.5KV、1分钟
③改善半步技术补偿力矩波动 ④错相保护 ⑤振动小，噪音低 ⑥输入信号光电隔离（TTL兼容） ⑦脱机（FREE）保持功能 ⑧提供节能的自动半电流锁定功能 （2）驱动器的控制信号
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RS-SY实训系统主要由一台控制演示台和一台CK0625数控车 床组成, 如图1-1所示。
实训台的总体布置如图1-2所示，其组成部分有显示与控制 模块、数控系统ECU&DI/O模块、主轴变频器模块、步进驱动模 块、I/O输入输出模块、802C伺服模拟模块、电源输出模块。
图1-8
802S系统模块组成框图
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（2）X2为步进电机驱动信号（25芯）。 演示板将系统上的X2（25芯）相应端子信号引至演示板左
下方X2方框内的各接线插座上。 （3）X3为模拟主轴控制输出（9芯）
主轴使能后，内部使能继电器触点闭合，即使能1.1和使能 1.2导通。 （4）来自主轴编码器的信号接入演示板下方的15芯针插座X4 上，经故障设置接至X4框中的相应检测端子，再接入系统。 （5）X8为RS232通讯接口
驱动器采用单脉冲控制方式，输入控制信号通过驱动器内
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置光耦隔离，采用共阳接法。要求控制信号提供至少6 mA的驱 动电流。
①STEP脉冲信号-步进脉冲信号 信号电平使驱动器内部光耦导通，脉冲的有效宽度不应小于 10μS，最大脉冲频率为50KHz。
②DIR方向信号-方向控制信号 信号电平变化控制电机运转方向。为保证可靠的响应，方向信 号应先于STEP信号至少20μS建立。电机的初始运转方向与 电机的接线有关，互换两相可以改变电机初始运转方向。
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⑤采用较高的开关频率时，电动机运行的噪声很小 ⑥具有完善的变频器和电动机保护功能 （2）MM420变频器的接线端子及接线方框图 MM420变频器的接线端子如图1-13、1-14所示。变频器电源 接线位于变频器的左下侧，单相交流电AC220V供电时接接线端 子L/L1、N/L2及接地PE，三相交流电AC380V供电时接接线端子 L/L1、N/L2、L3及接地PE。变频器电机接线位于变频器的右下 侧，接线端子U、V、W及接地PE引线接三相电动机，当供电为单 相交流电AC220V时，三相电机为220V，当供电为三相交流电 AC380V时，三相电机为380V。注意，电源进线及电机接线均为
（5）步进驱动模块的连线 步进驱动板上的P+/P-脉冲、D+/D-方向、E+/E-使能
端子由使用者与系统板的相应端子连接。或者通过快速连接的 扁平电缆连接。
驱动器采用直流电源供电，供电电源已连接好。由机壳表 面的红色电源指示灯指示。
驱动器的A+、A-、B+、B-为电机接线端。电机绕组已接 至A’+、A-。驱动器A+、A-已接至步进驱动板的A+、A-， 如图1-21所示。使用时将开关合上，使A+、A’+短接，电机 运行。B相无开关，直接接电机绕组。
②DI/O接口模块演示板上的三组DC24V接线柱都没有提供电 源，需由用户从电源输出模块左侧的两组DC24V接线柱上连接。 每组DC24V都设有开关及电源输出指示灯，其内部直流开关电源 容量为DC24V/5A，数控系统需3A，外部电源可提供2A容量供用 户使用。
③电源输出模块的右侧为一电源钥匙开关，其开关是控制 实验台的强电控制回路供电，只有开关打开实验台才能操作。
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图1-13
MM420变频器的接线端子（电气柜） 返回
图1-14
MM420变频器的接线端子
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交流高电压，请在接通电源之前或在通电工作中，确信变频器 的盖子已经盖好，以防触电！此外，即使变频器没有处于运行 状态，以上端子仍然可能带有危险电压。 （3）MM420变频器的操作
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X2003、X2004为输入接口。系统的X2003、X2004输入端子 接至演示板上（反面），再经指示灯、钮子开关、故障设置接 到它们的电源上，同时可有机床、面板选择开关选择将其切入 哪一方。
X2005、X2006为输出接口。系统的X2005、X2006输出端子 连接至I/O演示板上。这16个输出信号分别接至小型继电器线圈 后再接到它们的电源上。小型继电器线圈电压DC24V，带有一常 开和一常闭触点。 （2）输入信号的连接
RS-S1/S2实验系统采用西门子MM420变频器，并将各控制电 路的控制端子引至演示板，其中控制端子3、4、5、6通过故障 设置。
数控系统接到运行主轴指令时，从模拟输出口X3输出与之 相对应的模拟电压至变频器的给定值输入端（3，4），并同时
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由PLC输出正反转信号至变频器的端子5（正转）和端子6（反 转）。如此时变频器设置成外部控制方式，电机将按要求转 动。
③FREE脱机信号-脱机控制信号 信号电平控制将使驱动器切断电机绕组电流，使电机处于自由
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状态，此时步进脉冲将不能被响应。当不需此功能时，FREE端 可悬空。
④COM公共端-信号地 输入信号采用共阴接线方式时，COM公共端接信号地。 （3）驱动器电源供给
驱动器采用直流电源供电，电源电压在DC24V-DC80V （峰值）之间都可以正常工作，电源可直接采用交流整流加滤 波电容滤波。 （4）驱动电机输出
电机输出A+、A-、B+、B-四个端子，接线方法如图1-20 所示。
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图1-20
步进驱动器的典型接线
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电源输出模块在综合实验台的下方，如图1-4所示。 ①当将外部电源总开关合上后，交流220V电源进入实验 台，电压表和电流表将有显示，并且电源插座上有电源输出， 可提供一些设备的AC220V电源（如电脑、示波器等），插座的 电源容量为AC220V/6A。
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图1-4
电源输出模块
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辐射。 ③802S系统手动操作
将主轴模块板上各开关置于“关”位置，802S系统上在 JOG 方式下按主轴正向、反向、点动运转键，主轴即可按参数设定
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转速运行。注意将机床的防护门关上,主轴最大转速为 1500rpm。 ④802S系统自动操作
将主轴模块板上各开关置于“关”位置，802S系统上在 AUTO 和MDA 方式下输入主轴运行指令，例如M3 or M4 S200；然后按启动健启动程序，主轴即可运行，改变输入S值 可改变主轴转速的大小。注意将机床的防护门关上,主轴最大转 速为1500rpm。 ⑤故障设置
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2．802S系统（ECU和DI/O）模块 802S系统模块主要包括操作面板（OP020）、机床面板
（MCP）、NC单元（ECU）、输入输出模块（DI/O），其中操作 面板（OP020）和机床面板（MCP）安装在机床上（图1-6），NC 单元（ECU）和输入输出模块（DI/O）安装在演示板上 （图1-7、1-8）。 （1）X1为数控系统工作电源
Y轴和Z轴的进给驱动与X轴类似。
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图1-21
步进驱动板的接线
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（6）故障设置 故障设置由拨码开关完成，正常状态见出厂文件。
5．I/O演示模块 802S的PLC控制部分是与NC系统共用一个CPU，它的DI/O输
入/输出接口在NC单元（ECU）的右侧，每一个DI/O模块上 X2003、X2004为输入接口、X2005、X2006为输出接口。 （1）输入、输出点的使用
X2003数字信号输入（I0.0-I0.7）与 X2004数字信号输入 （I1.0-I1.7）
高电平：15V到30VDC，耗电流：2到15mA；低电平：-3V到 5VDC。
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X2005数字信号输出（Q0.0-Q0.7）和X2006数字信号输出 （Q1.0-Q1.7）
变频器的标准配置操作面板为状态显示板SDP（标准件）， 在SDP面板上有两个LED指示灯，显示变频器的运行状态，如 图1-15所示。
如果要访问变频器的各个参数，并能够对变频器进行参数 设置，需选配基本操作面板BOP（可选件），在BOP面板上有一 液晶显示屏及八个操作按键，见图1-16。 （4）变频器与802S的匹配 ①变频器和系统802S连接使用时参数的设置
1．电源强电模块及电源输出模块 （1）电源强电模块
电源经接线端子L、N、PE接入，过漏电保护开关（QF1）后 接入各电源回路中。在漏电保护开关后的线路中，装有4个空气
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图1-1
CK0625数控车床结构外形
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图1-2
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开关（QF2、QF3、QF4、QF5）、3个接触器（KM1、KM2、 KM3）、1个DC24V/5A开关电源、1个250W变压器及10A/1KV硅整 流。 （2）电源输出模块
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图1-15
MM420变频器的标准配置操作面板（SDP） 返回
Байду номын сангаас
图1-16
MM420变频器的基本操作面板（BOP） 返回
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②变频器与802S系统的硬件连接 指令电压给定：将端子3与系统模块演示板上X3的+/10V
端子连接，端子4与系统模块演示板上X3的G连接。 正转控制：由端子8经I/0演示板的Q0.0连接至端子5。 反转控制：由端子8经I/0演示板的Q0.1连接至端子6。 注意：给定模拟电压线路的屏蔽以及动力线路向外界的电磁
图1-12
西门子MM420系列0.75KW变频器
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示。图中左边是A型结构、中间是B型结构、右边是C型结构，实 验系统采用的是左边A型结构。 （1）MM420变频器的性能特点
①调试简单 ②模块化的结构，因而组态具有最大的灵活性 ③具有三个完全可编程的隔离的数字输入 ④具有一个可标定的模拟输入(0V至10V)，它也可以作为第 4个数字输入来使用；一个可编程的模拟输出(0mA至20mA)；一 个完全可编程的继电器输出(30V，直流/5A，电阻负载或250V， 交流/2A，感性负载)
故障设置由拨码开关完成，正常状态见出厂文件。
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4．步进进给模块 实训系统的进给模块演示板由X轴、Y轴和Z轴几个步进电机
驱动器组成。输入控制信号通过光电隔离。步进电机驱动器的 控制端子经故障设置接至演示板上的相应端子。 （1）北京四通两相混合式步进电动机驱动器SH-20806C的
高电平：24VDC，0.5A；漏电流：<2mA；同时系数：0.5 （10）故障设置
故障设置由拨码开关完成。拔码开关有0-9位，其中只有二 位是正常状态，每个拔码开关是随机设定的，需查阅出厂时的 拔码开关设置表。
3．主轴变频器模块 实训系统配备西门子MM420系列0.75KW变频器，如图1-12所
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系统的电源连接可采用共地方式或者浮地方式。但本系统 出厂时为共地方式（PE和M端子短接）。L+接直流24V，M接24V 地，系统浮地方式工作，24V由外部提供。
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图1-6
操作面板（OP020）和机床面板（MCP）在机床上的安装位置 返回
图1-7
NC单元（ECU）和输入输出模块（DI/O）在演示板上的安装位置 返回
需要强调的是，电缆两端插头的壳体必须通过屏蔽网相互
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第一章 RS-SY(802S)实训系统
连通，确保PC机与ECU共地；电缆与ECU或PC机的连接和断开必 须在断电状态下进行。 （6）X9为操作面板连接接口 （7）X10为电子手轮输入接口 （8）X20为高速输入接口
参考点脉冲来自接近开关（PNP型），有效电平为24VDC。 （9）DI/O输入/输出模块