华中数控实训平台实验指导书(参考版)

　　

【正文】 f. 工作地线浮置方式 工作地线与金属机箱绝缘 仅适用小规模设备 这时电路对机壳的分布电容较小 和工作速度较低的电路 频率较低 而 对于规模较大 电路较复杂 工作速度较高的控制设备不应采用浮地方式g. 在机柜内同时装有多个电气设备 或电路单元 的情况下 工作地线保护地线和屏蔽地线一般都接至机柜的中心接地点 接地排 然后接大地 这种接法可使柜体 设备 机箱 屏蔽和工作地都保持在同一电位上 电网干扰抑制良好的电网环境是保证设备安全可靠工作的关键环节之一 常见的有四种电网干扰抑制法 采用电源滤波器抑制电源线传输电磁干扰电源滤波器的作用是双向的 它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备也可以抑制设备产生的噪声污染电网电源滤波器设计要点1. 滤波器一般安装在机柜交流电源线入口处 不能让输入交流电源线在 机柜内绕行很长距离后再接滤波器 以免该线在机柜内辐射噪声2. 如果电源进线必须经过熔断器和电源开关等器件后才能接到滤波器 上 则这段线路应施加屏蔽措施3. 滤波器金属机壳最好直接安装在金属机柜上 而且应与机柜的接地端 子靠得越近越好4. 滤波器的输入/输出线要分开布置 不能有平行走线 更不应该捆扎在 一起 否则输入线中的噪声将不经过滤波器而直接耦合到输出线上5. 滤波器输出线最好采用双绞线 加强抗磁场干扰能力6. 如果电源中高电压脉冲噪声比较多 则应选用能在更宽的频率上有较 大衰减的电源滤波器 或者与铁氧体磁环线滤波器串联使用 取得好 的滤波效果7. 流过滤波器的电流不允许超过滤波器最大额定电流否则由于电感器的磁芯产生饱合从而使电感量大大降低失去抑制作用 采用吸收型滤波器抑制电源线中的快速瞬变脉冲串干扰吸收式滤波器由有耗器件构成常见铁氧体吸收型滤波器在阻带内吸收噪声的能量转化为热损耗从而起到滤波效果铁氧体磁环构成噪声滤波器设计要点1. 电缆或导线应与环内径密贴不要留太大的空隙这样导线上电流产生的磁通可基本上都集中在磁环内从而增加滤波效果2. 铁氧体磁环套在交流电源线和直流电源线上用于抑制快速瞬变脉冲串干扰3. 应将导线以同样方向和圈数绕在磁环上绕的圈数越多滤波效果越好一般在强电设备伺服驱动器变频器的输入侧一般为4~5圈电线太粗时可以用2个以上的磁环使总圈数达到4~5`圈但输出侧的圈数必须在4以下伺服驱动器或变频器滤波电路注图中电源滤波器只允许用在伺服驱动器或变频器 的输入侧而不允许用在输出侧图中的接地线也可不绕在磁环上在某些场合地线不绕在磁环上的滤波效果更佳。正确浮地接线方法案例单点接单点接地是指电路或设备中，只有一个物理点被定义为接地参考点，而其他凡是需要接地的点都被接到这一点上，如果一个系统包含许多设备，则每个设备的地都是独立的设备内的电路采用自已的单点接地然后整个系统的各个设备的地都连到系统唯一指定的参考点上设备内部电路的单点接地有串联并联串并联混合接地三种方式单点接地正确方法案例单点接地比较简单走线和电路图相似电路布线时比较容易其缺点是地线太长当系统工作频率很高时地线阻抗增加容易产生共地线阻抗干扰另一方面频率的升高使地线之间地线和其他导线之间由于电容耦合电感耦合产生的相互窜扰大大增加工作接地设计要a. 设备地线不能布置成封闭的环状 一定要留有开口 因为封闭环在外界电磁场影响下会产生感应电动势 从而产生电流 电流在地线阻抗上有电 压降 容易导致共阻抗干扰b. 采用光电耦合 隔离变压器 继电器 共模扼流圈等隔离措施 切断设备或电路间的地环路 抑制地环路引起的共阻抗耦合干扰c. 设备内的各种电路如模拟电路 数字电路 功率电路 噪声电路等都应设置各自独立的地线，分地最后汇总到一个总的接地点。工作接地方式有浮地、单点接地、多点接地和混合接地。，减少与其他设备的相互电磁干扰。，可采用厚度3mm 铜板接地排，接入大地的接地电阻应小于4Ω。机床数控系统电源采用TT或TNS接地型式，不允许采用TNC接地型式电气控制柜中最好不要引入中线，如果使用中线必须在安装图电路图及接线端子上予以明确的 N 标识在电气控制柜内部不允许中线与地线联接 也不允许共用一个端子PEN，PE与N短接的端子称PEN端子。 接地技术接地一般分为保护地线、安全接地、工作地线、工作接地、屏蔽地线、屏蔽接地。数控系统工作时在I/O信号数据和控制端口电缆用耦合夹加入峰值为1KV重复率5KHz脉冲群系统应能正常工作。机械械连接不可靠调整机械连接电机电机编码器损坏更换电机或更换编码器电机轴输出扭矩很小轴回参考点时出错轴初始化错通讯错误 伺服失去联系 电磁兼容设计为了保证数控系统在工业环境中能够正常工作系统必须达到电磁兼容性“EMC”是指电气设备产生的电磁干扰不应超过其预期使用场合允许的水平设备对电磁干扰应有足够的抗扰度水平 以保证电气设备在预期使用环境中可以正确运行 数控系统电磁兼容性主要内容一、数控系统电磁兼容性主要包括以下四个方面1. 电压中断和电压暂降在交流输入电源任一周期内的任一时刻中断半周期电压暂降时间不超过一个周期幅值降为额定值的 40%数控系统应能正常工作。应确保进给驱动装置或主轴驱动器的信号地与数控装置的信号地可靠连接。若检查、排除故障需要拆装电缆或插拔接插件，请关断电源进行。 ：HSV16系列伺服驱动器在内部速度控制方式下，可根据伺服驱动器内部设定的速度运行。 。 (模拟量接口)：HSV16系列伺服驱动器可以通过内部参数设置为速度控制方式，可接收幅值不超过10V的(如:10V～+10V)模拟量。HSV16伺服驱动器结构紧凑、体积小巧，非常易十安装、拆卸。调速比为1:6000。 宽调速比(与电机及反馈元件有关)。 状态显示齐全。 HSV16交流伺服驱动器具有以下特点: 1, 控制简单、灵活。1. 信号定义 XS30～XS33接口定义 连接HSV16系列交流伺服驱动装置使用HSV16系列交流伺服驱动装置，需选用HNC21口C或HNC21口F数控装置，通过XS30～XS33轴通讯接口连接HSV11伺服驱动装置，最多可连接4台伺服驱动装置。其特点是通用性强，可构成全闭环控制；缺点是容易被干扰，发生漂移，不适合于长距离连接。 主轴编码器输入接口在硬件配置参数中的设置 主轴编码器在通道参数中的设置 典型车床主轴连接图 典型系统主轴连接图 数控装置与进给驱动装置的连接 HNC21数控装置提供了三类轴控制接口：串行接口、脉冲接口、模拟接口，可与目前流行的大多数驱动装置连接，其对应关系如下表所示。 输出控制量(数字量)与模拟电压的对应关系如下表所示。 主轴速度控制在硬件配置参数中的设计 主轴速度控制在PMC系统参数中的设计 主轴速度控制信号对应的数字量占用PLC开关量输出(Y)中两个字节共16位，将占用Y [28]和Y [29]。、详细的说明参考参数设置。 主轴控制接口(XS9)中包含两个部件:主轴速度控制输出(模拟电压)和主轴编码器输入。 HNC21数控装置与主轴伺服的接线图（位置反馈来自外部编码器） 与主轴相关的参数设置 与主轴控制相关的输入/输出开关量与数控装置其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数。 主轴连接实例伺服驱动主轴 采用伺服驱动主轴可获得较宽的调速范围和良好的低速特性，还可实现主轴定向控制。 。 与主轴控制相关的输入/输出开关量连接主轴装置时需要使用输入/输出开关量控制主轴电机的启停、及接收相关的状态与报警信息。 主轴控制接口XS9XS9主轴控制接口，包括主轴速度模拟电压指令输出和主轴编码器反馈输入，其信号定义如下表。通常在应件配置参数…中部件24被标识为手摇脉冲发生器(标识为31，配置0为5)，并在PMC系统参数一中引用。 数控装置与手持单元连接图 与手持单元相关的参数设置手持单元上的输入/输出开关量与其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数；手持单元上坐标选择、增量倍率选择开关等需要PLC程序的支持才能工作，请参见PLC编程手册。若未安装手持单元则需要通过一个DB25插头短接手持单元控制接口XS8上的4 (ESTOP2)，17(ESTOP3)脚。 连接标准手持单元本公司提供标准手持单元，接口为DB25头针插头，可以直接连接到HNC21数控装置的XS8接口上。2. 第二排有14个按钮，输入开关量信号依次为X [32]和X [33]的第0～5位，指示灯输出开关量信号依次为Y [32]和Y[33]的第0～5位。按以上参数设置，I/O开关量与X/Y的对应关系如下表所示。输入/输出开关量每8位一组占用一个字节。部件21中的开关量输出信号设置为输出模块0，共28组，则占用Y [00]~Y [27] ；部件22中的开关量输出信号设置为输出模块1，共2组，则占用Y[28]~Y[29]；部件20中的开关量输出信号设置为输出模块2，共8组，则占用Y[30]~Y[37]；输出开关量总组数即为28十2十8=38组。在PMC系统参数中再给各部件(部件20,部件21,部件22)中的输入输出开关量分配占用的X, Y地址，即确定接口中各I/O信号与X/Y的对应关系。PLC程序处理的是数字量，共16位占用两个字节即两组输出信号。HNC21数控装置的输入输出开关量占用硬件配置参数中的二个部件(一般设为:部件20,部件21,部件22 )。输出到机床的开关量信号定义为Y(即各接口中的0信号)。输入/输出端子板的J1接口与HNC21数控装置的XS10, XS11, XS20,。该连接方式适用于所需用的I/O点不多，且数控装置与强电控制电路分装在不同机柜内的情况，具有电路调试、维护方便的优点。 开关量输入接线图 开关量输出接线图 通过I/0端子板连接，分线电缆将HNC21数控装置的XS10, XS11与输入端子板的J1；XS20, XS21与输出端子板的J1相连。这种连接方式一般用十所需工/0点较少，数控装置与电气柜一体的情况。 技术参数 (1)采用光电藕合技术，最大隔离电压2500VRMS(一分钟)； (2)电源电压24V； (3)最大输出电流100mA。 输出端子板可同时提供PNP和NPN型输出；216。 等效电路：NPN开关量输出接口 输出开关量接口等效电路－NPN型 输出开关量接口等效电路－PNP型注:216。 典型车床电源控制原理图 开关量输入/输出接口 世纪星HNC21数控开关量输入/输出接口，有本机输入/输出(可通过输入/输出端子板转接)和远程输入/输出两种，其中本机输入有40位，本机输出32位，远程输入/输出各128位(选件)。 信号地接