利用PROFINET 改进数控铣镗电气布线结构

齐齐哈尔二机床(集团)有限公司 (黑龙江 161005)宋 晓 王宏亮 张会龙

PROFINET 是新一代开放式工业以太网标准(IEC61158)，应用于工业自动化。采用PROFINET，设备能够从现场级连到管理级。PROFINET 实现了系统范围的通讯，支持工厂级的设计，采用达到现场级的IT 标准。IT 通讯、数据通讯和周期性过程通讯在工业以太网基础上集成在一起。PROFINET 具有以下特点，满足所有自动化要求:工业使用的安装技术、实时通讯、确定性响应、集成的分布式设备、简单的网络管理和诊断、防止非法访问、不依赖于厂商的高效工程设计、等时同步的运动控制。其优势在于，能够充分、理想地利用网络拓扑结构，并根据机床的需要加以调整。

1.利用PROFINET 实现数控铣镗电气布线拓扑结构

西门子840DSL 数控系统是一种开放式、高柔性、功能强大的数控系统，其中利用PROFINET 实现高度集成化的网络和通讯功能是其重要特点之一。

在产品设计中，我们根据840DSL 系统高性能数字式通讯基础结构特点，通过PROFINET、以太网和PROFIBUS 实现了分布式的系统网络拓扑结构，如附图所示。

我们将机床主机中4 个进给 (MX、MY、MZ、MW)电动机的编码器和一个主轴电动机(MS)的编码器信号通过机床侧分线盒中的一个DRIVE -CLiQ 集线器模块DMC20 经一条DRIVE-CLiQ 线与电柜控制单元NCU 中的DRIVE-CliQ 端口X102 通讯。

主机中三个光栅尺位置反馈信号 (GX、GY、GW)和主轴编码器(GC)位置反馈信号通过4 个编码器模块SMC20 和一个DRIVE-CLiQ 集线器模块DMC20 经一条DRIVE-CLiQ 线与电柜控制单元NCU中的DRIVE-CliQ 端口X103 通讯。

数控铣镗电气布线拓扑结构图

通过电柜控制单元NCU 中的PROFINET 端口X150P1 用网线连接机床侧分线盒中的PP72/48 PLC输入输出模块，机床侧所有输入(如压力继电器、行程开关等)和输出(如电磁阀、指示灯等)都接入此模块，实现分布式PLC 模块控制。

通过电柜NCU 中以太网口X120 用网线将机床操作按钮站连接，实现网络化控制。

2.结语

利用西门子840DSL 系统集成的PROFINET、以太网和PROFIBUS，网络拓扑结构和可扩展性的特点，通过一个DRIVE-CLiQ 集线器模块DMC20 采集多个编码器信号，然后通过一条DRIVE -CliQ 传送给电柜中的数控系统NCU，即用集线器模块DMC20可直接连接伺服电动机编码器测量系统;用集线器模块DMC20 和编码器模块SMC20 可直接连接位置反馈信号(光栅尺和编码器)，而不必在机床中使用附加电缆，从而节省5 个电动机编码器信号线，4 个位置反馈信号(光栅尺和编码器)线。通过PROFINET实现分布式PLC 模块控制，节省了5 条24 芯控制信号电缆。利用电柜中的NCU 以太网口实现机床侧操作按钮站远程控制。由此减少了电柜到机床的电缆数量，降低了设计成本，同时方便车间装配调试，目前已在我公司数控铣镗床系列产品全面推广。