張明洋 劉 旭 劉洪強

(沈陽機床(集團)有限責任公司，遼寧 沈陽 110142)

西門子手持單元(HHU)上設有一個20 位液晶顯屏幕，可用于同步顯示各機床軸的位置值、速度值以及主軸數(shù)據(jù)。手持單元上設有15 個按鍵，可以通過組合實現(xiàn)很強的控制功能，并且可以通過機床廠二次開發(fā)，增加一些提示信息、警示符號等。

西門子手持單元雖然功能很強，操作也很方便，但安裝調試卻有很大難度。因為西門子手持單元(HHU)并非插即用型產品，特別是對于“840D”及“840D sl”系列產品，手持單元與數(shù)控系統(tǒng)采用了MPI總線聯(lián)接方式，相互之間的信號傳輸與接收均需要傳輸協(xié)議的支持。對于西門子840D sl 數(shù)控系統(tǒng)，在使用前，必須對手持單元(HHU)進行正確的硬件連接，通過硬件配置設置傳輸協(xié)議及傳輸速率，最后編制程序實現(xiàn)手持單元(HHU)的操作功能。

1 HHU 硬件連接

840D sl 系統(tǒng)中，HHU 需要通過轉接盒連接到NCU 總線，端口號X136，HHU 必須要掛到總線的末端，且終端電阻開關的位置要打在ON 上。

轉接盒上用于HHU 控制部分的端子板內部電路連接如圖1 所示:其中1 和2(11 和12)是急停按鈕的常閉觸點，9 和10 是24 V 電源的輸入端，3～6 接手輪信號，7、8、13 接使能鍵的輸出端。

2 硬件配置

2.1 西門子840D sl 系統(tǒng)的硬件配置

西門子840D sl 系統(tǒng)的硬件配置主要包括NCU、NX10/15、ET200 等的組態(tài)，完整的配置如圖2 所示。因為手持單元(HHU)用到NCU 的X136 MPI/DP 接口，所以需要在硬件配置中對X136 接口進行傳輸協(xié)議設置，雙擊圖2 中NCU 的X136 MPI/DP 接口進進行MPI 屬性設置，接口類型選擇MPI，MPI 地址選擇2，傳輸速率選擇187.5 kbps，確定后，對硬件配置進行編譯存盤以完成840D sl 系統(tǒng)的硬件配置。

2.2 HHU 的硬件配置

西門子840D sl 系統(tǒng)中NCU，MCP，PCU 等的數(shù)據(jù)傳輸使用的是internet 協(xié)議，而手持單元(HHU)與系統(tǒng)之間通過MPI 協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，所以必須對手持單元(HHU)進行正確的硬件配置才可以實現(xiàn)其在840D sl 系統(tǒng)上的使用。

首先，插入新的SIMATIC 300 站點，為方便區(qū)分，取名為HHU，如圖3。進入HHU 站點，進行硬件配置，插入SIMATIC 300 機架，將CPU 拖入機架插槽2 中。CPU 可以為任意類型，此處以CPU314 為例。雙擊CPU314，點擊屬性進入MPI 屬性設置界面，MPI 地址選擇15，MPI 傳輸率為187.5 kbps。確定后，對硬件配置進行編譯存盤以完成手持單元(HHU)的硬件配置。

圖2 西門子840D sl 系統(tǒng)硬件配置

圖3 插入新的SIMATIC 300 站點

2.3 全局數(shù)據(jù)的定義

要實現(xiàn)系統(tǒng)與手持單元(HHU)之間的數(shù)據(jù)傳輸，必須進行全局數(shù)據(jù)的定義。右鍵單擊項目中的MPI網絡，選擇定義全局數(shù)據(jù)，如圖4 所示。

圖4 定義全局數(shù)據(jù)

圖5 HHU 的起始地址

進入全局數(shù)據(jù)定義界面后，雙擊“全局數(shù)據(jù)(GD)ID”右側第一列進入“選擇CPU”界面，雙擊840D_SL 站點，選擇840D_SL 的CPU:本例為PLC317-2DP，然后點擊確定;雙擊“全局數(shù)據(jù)(GD)ID”右側第二列進入“選擇CPU”界面，雙擊HHU 站點，選擇HHU 的CPU:本例為PLC314，然后點擊確定。如圖5 所示。然后分別輸入HHU 輸入輸出的起始地址及字節(jié)數(shù)。其中:

DB48-DB53 為HHU 到PLC 的輸入信號(6 個字節(jié))

DB69-DB79 為PLC 到HHU 的輸入信號(22 個字節(jié))

對于輸出信號來說，840D_S 為發(fā)送方，對于輸入信號來說，HHU 為發(fā)送方，分別選擇DB77.DBB60:22及DB77.DBB48:6，點擊發(fā)送方圖標，點擊編譯圖標，編譯完成后下載到CPU，此處只需下載840D_SL 的CPU，HHU 的不需下載。下載界面如圖6 所示。

圖6 下載定義完成的全局數(shù)據(jù)至CPU

2.4 手持單元(HHU)的設置

HHU 單元MPI 地址、傳輸率及GD 地址設置:同時按壓手動及T2 按鍵，進入設置界面，通過“自動”按鍵及“+”按鍵進行設置，MPI 地址設為“F”即15，傳輸率設為187.5，GD 設置為1.1.1-1.1.2，如圖7 所示。

圖7 手持單元(HHU)的設置

3 程序編寫

3.1 PLC 程序的調整

在PLC 程序中，以下功能塊是用來控制HHU 的。

(1)FC68:HHU 的處理程序，在OB1 里FC19 或FC24 的前面調用它。

(2)DB68:HHU 的輸入和輸出緩沖區(qū)，在源代碼里要根據(jù)機床的實際情況重新修改，然后再匯編。

(3)DB69:FB2 的暫存數(shù)據(jù)塊

在隨系統(tǒng)帶的toolbox 光盤里面有以上程序的源程序。使用時先找到源文件的壓縮文件HHU.exe，點擊該文件，源文件會展開到一個文件目錄里面，然后打開STEP7，選擇相應的STEP7 程序，在源文件目錄下(sources)選擇插入源代碼，把剛才展開的源代碼插入到這個目錄即可。打開源代碼后，根據(jù)機床的實際情況作些相應的調整，匯編生成程序的功能塊。匯編時需先在STEP7 的option 里面選擇德語的語句表表示方式(U E1.0 S A4.0)，在符號表里加上“_DB68”代表DB68。否則在匯編時會有報警。

圖8 初始化程序OB100 參數(shù)的修改

3.2 OB100 的修改

初始化程序OB100，主要用于PLC 上電后的初始化工作。具體的參數(shù)修改如圖8 所示。

3.3 FC68 的調用

手持單元(HHU)的處理程序FC68 需要在主程序OB1 中進行調用，如圖9。在FC68 調用前后與數(shù)據(jù)塊DB77 進行數(shù)據(jù)交換。需要注意的是，此處不能用FC119，因為使用后，手持單元增量選擇會失靈。

圖9 FC68 的調用

4 結語

西門子手持單元(HHU)與840 Dsl 電路連接后，通過正確的硬件組態(tài)，軟件編程實現(xiàn)了在手持單元上同步顯示各機床軸的位置值、速度值以及主軸數(shù)據(jù)。

［1］DOCOND 2010.Siemens［Z］.2010.

［2］胡國清.SIEMENS 840D 在多軸多通道數(shù)控機床中常用功能的開發(fā)應用［J］.制造技術與機床，2004(11):107 -111.

［3］崔新，孟欣，侯林.手持單元(HHU)應用的幾點心得［J］.機械工程師，2002(5):53

［4］龍泉江，楊金韜.雙MMC 和雙HHU 在西門子840D 系統(tǒng)中的應用［J］.華章，2012(15):307