本文舉某數(shù)控系統(tǒng)的電氣改造案例，論證數(shù)控系統(tǒng)進行改造升級之后提高電氣系統(tǒng)運行的應用效果。案例中的數(shù)控系統(tǒng)由西門子生產(chǎn)，型號為 SINUMERIK840C， 從德國引進。 該數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)不同的配置在大板上安裝不同的子板， 配備 S5 系列PLC 進行包括大板結構的構建和邏輯控制； 驅(qū)動為SIMODRIVE611D，長期使用后，為提高車銑加工中心的使用率做出貢獻。該車銑中心進行各種車銑復合加工， 系統(tǒng)配有兩個伺服軸和主軸，經(jīng)過長期使用已經(jīng)出現(xiàn)老化的跡象，系統(tǒng)故障時有發(fā)生，但是機械部分狀態(tài)還比較穩(wěn)定。經(jīng)過論證，采用 840C 數(shù)控系統(tǒng)配備升級改造的方案，方案對于原有得 611D 驅(qū)動依然保留，同時對數(shù)控系統(tǒng)進行升級改造，而且選用 840D 數(shù)控系統(tǒng)作為升級改造的對象，經(jīng)過實踐證明不僅保證了通用性，而且還大大節(jié)省了升級改造費用。此項技術具有強大的全數(shù)字化功能，技術，成為主流數(shù)控系統(tǒng)之一。
1 電氣系統(tǒng)的硬件升級改造設計思路
　　新的機床改造采用全閉環(huán)控制，設計工作中首先要了解各模塊的功能和連接關系，根據(jù)機床控制系統(tǒng)中的應用系統(tǒng)硬件的安裝與配線的結構做好硬件升級改造設計。西門子數(shù)控車銑加工中心由尾座、閉式中心架、床頭箱、刀架構成機床的主體，具有數(shù)控全功能的特點， 屬于臥式車銑加工中心。驅(qū)動沿用原來的 611D，機床的輔助設備包括冷卻裝置、液壓油箱、切屑輸送器、油溫控制器。改造采用的硬件配置包括：1FK7 系列電動機，1PH7 系列主軸、西門子 S7-300 系列 PLC。根據(jù)原 840C 系統(tǒng)的電氣原理，SINUMERIK840D 數(shù)控系統(tǒng)硬件連接對數(shù)字驅(qū)動模塊進行了重新的設置，論證了電動機轉速大小、定位控制的數(shù)據(jù)交換、設備總線接口X151 與 611D 驅(qū)動總線接口 X341 連接，精確定位和控制數(shù)控機床，采用檢測元件的方式對接口 X421 和數(shù)字驅(qū)動模塊 (611D) 位置接口 X411 構成的全閉環(huán)控制系統(tǒng)進行檢測，通過伺服電動機編碼器和光柵尺。
2 PLC 軟件的安裝與調(diào)試
　　隨系統(tǒng)提供的 SINUMERIK840D Toolbox 軟件， 數(shù)控系統(tǒng)包括基本 PLC 部分和追加部分。如 S7-300 可編程控制器以及編程軟件、機床控制程序，根據(jù)機床控制規(guī)模，追加部分順應控制需求進行控制。
SINUMERIK840D 的 PLC 存儲區(qū)域?qū)幊唐髋c
SINUMERIK840D 之間的 PC 適配器及 MPI 通訊電纜進行清理步驟為以下幾點。
　　（1）按一下 NCU 上 Reset 復位按鈕，此時 NCU 上的數(shù)碼管顯示為 6，將 NCU 上 S4 旋鈕開關設置為*控制單元。
　　（2）NCU 上的兩排 LED 中右邊一排紅燈應滅掉， 等若干秒后，將 NCU 上 S4 旋鈕開關，由 3 擰到 2，再停若干秒。
　　（3）將 NCU 上 S4 緩慢擰動，右上的一個綠燈亮， 完成了 PLC 內(nèi)存清理。
3 機床數(shù)據(jù) MD 的安裝與調(diào)試過程。
　　在搭建的一個簡單的、小規(guī)模的機床數(shù)據(jù)平臺上進行標準機床數(shù)據(jù)的裝載、NCK 內(nèi)存的清除，用戶機床參數(shù)的設置過程中，標準機床數(shù)據(jù)裝載的基礎上，已裝入標準MD，按 RESET 鍵，將 S3 擰到 1，完成清內(nèi)存， 這樣可保持正常工作狀態(tài)。SIEMENS 公司為用戶進行機床數(shù)據(jù)裝載到 NCK 內(nèi)的操作，根據(jù)的是被控制機床的特點，再開發(fā)設置被控制機床所需要的機床參數(shù)，從類型來看由于標準機床數(shù)據(jù)是 SINUMERIK840D， 機 床參數(shù)很多，因此要密切關注以下幾個數(shù)據(jù)：特殊機床數(shù)據(jù)、主軸機床數(shù)據(jù)、通用機床數(shù)據(jù)、進給軸機床數(shù)據(jù)等。圖 1 為車銑加工中心驅(qū)動模塊。