西門子EasyScreen在臂架專機(jī)刀庫管理上的應(yīng)用

童 金 于會龍 邢 雨

（上海三一精機(jī)有限公司研究院，上海 201200）

臂架專機(jī)是為適應(yīng)大批量加工工程機(jī)械上臂架的生產(chǎn)需要，采用先進(jìn)加工工藝開發(fā)的專用數(shù)控機(jī)床，采用西門子公司840DSL數(shù)控系統(tǒng)。EasyScreen作為西門子840DSL數(shù)控系統(tǒng)HMI的一種功能，可以設(shè)計用來顯示專用擴(kuò)展功能的操作界面。

在現(xiàn)場應(yīng)用中，針對刀庫調(diào)試的復(fù)雜性，提出對刀庫進(jìn)行服務(wù)管理。通過西門子EasyScreen功能，將定義的刀庫服務(wù)內(nèi)容嵌入到當(dāng)前的HMI操作界面中，簡化機(jī)床操作性及優(yōu)化機(jī)床的可控性。同時，將各路傳感器狀態(tài)可視化，便于實(shí)現(xiàn)故障排除。本文介紹使用西門子EasyScreen在臂架專機(jī)應(yīng)用中編寫刀庫服務(wù)管理界面。

1 應(yīng)用開發(fā)環(huán)境介紹

SINUMERIK 840DSL數(shù)控系統(tǒng)是西門子在大陸地區(qū)推出的新一代高端數(shù)控系統(tǒng)，如圖1所示。SINUMERIK 840DSL采用分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠與SINAMICS S120驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)合，基于工業(yè)以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)通訊方式，實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)，發(fā)揮機(jī)床及生產(chǎn)線最大效率。基于DRIVE－CLIQ通訊技術(shù)的SINAMICS S120驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計，布線簡單，降低成本。

在機(jī)床設(shè)計中，以人機(jī)接口軟件operateV2．6為平臺來實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的操作。該軟件具有易于操作的優(yōu)點(diǎn)。EasyScreen功能，使得在應(yīng)用中能夠現(xiàn)場快速搭建界面平臺，實(shí)現(xiàn)對臂架專機(jī)的刀庫系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、診斷及操作。

SINUMERIK 840DSL數(shù)控系統(tǒng)HMI安裝主要可以在PCU50或者NCU上，應(yīng)用中的 HMI平臺基于PCU+OP，HMI軟件安裝在PCU上F:HMISL路徑下，通過修改該位置下的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)界面的設(shè)計。

2 創(chuàng)建界面文本

通過EasyScreen實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展HMI界面，需通過編寫相應(yīng)文本，將相應(yīng)文本放入相應(yīng)的位置。通過界面上的登入軟鍵，打開新的界面屏幕。實(shí)現(xiàn)界面內(nèi)容，需要建立相應(yīng)的程序文本、語言文本、圖形文件及配置文件。

在應(yīng)用中，首先需要編寫的程序內(nèi)容包括主界面程序ma_auto．com及刀庫服務(wù)管理程序文件sanym．com。再為界面內(nèi)容創(chuàng)建語言文本，需創(chuàng)建中文語言文本為 aluc_chs．txt，英文語言文本為 aluc_eng．txt，實(shí)現(xiàn)界面內(nèi)容的中英文切換。語言文本定義格式句法為:8xxxx 0 0“文本”，文本代碼范圍為 85000至89899。界面內(nèi)的圖形文件主要包括界面圖形文件或按鍵圖形文件，將界面所用的圖形文件放入到相應(yīng)位置下，圖形文件的格式為xxx．PNG。最后需編寫界面配置文件easyscreen．ini，對登入鍵進(jìn)行配置。例:area:=AreaMachine，dialog:=SlMachine，screen:=Auto，StartFile01=startfile:=ma_auto．com，同時在配置文本中加入語言鏈接選項(xiàng)Lngfile01=aluc．txt。

完成制作上述文件后，在PCU硬盤安裝路徑oemsinumerikhmi文件夾下，將配置文件放置在cfg文件夾下，圖形文件主要放在ico目錄下對應(yīng)分辨率目錄下，語言文本主要放在lng目錄下，程序文本主要放在proj目錄。

3 界面設(shè)計

3．1 刀庫服務(wù)的界面結(jié)構(gòu)

刀庫服務(wù)界面主要包括兩種界面:系統(tǒng)服務(wù)主界面和刀庫服務(wù)界面。其中界面之間主要通過軟鍵觸發(fā)，存入的形式相互鏈接。通過配置文件easyscreen．ini載入刀庫服務(wù)主界面文件MA_AUTO．com，通過編輯程序文本MA_AUTO．com，實(shí)現(xiàn)多種服務(wù)項(xiàng)目的定制。例如:刀庫服務(wù)選項(xiàng)，測量服務(wù)選項(xiàng)等。

界面結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過登入軟鍵，系統(tǒng)載入系統(tǒng)服務(wù)的界面選項(xiàng)，在這個界面，選擇刀庫服務(wù)選項(xiàng)。為刀庫服務(wù)建立的程序文本為sanyt．com，選項(xiàng)通過對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控，一旦系統(tǒng)準(zhǔn)備條件允許，即可以通過啟動鍵觸發(fā)，通過指令 LM（“TOOL”，“sanyt．com”，1），載入了新的界面即刀庫服務(wù)管理的界面，啟動刀庫服務(wù)選項(xiàng)，來進(jìn)行刀臂運(yùn)動控制及對系統(tǒng)狀態(tài)和刀庫傳感器的監(jiān)控。

3．2 刀庫服務(wù)的界面設(shè)計

在新加載的界面中，需要對界面對話框內(nèi)容及軟鍵分別進(jìn)行設(shè)計。在刀庫服務(wù)管理界面對話框中，需要做的內(nèi)容包括:

（1）對刀庫的各個位置的檢測開關(guān)進(jìn)行監(jiān)控。解決方案:通過定義變量讀取傳感器的信號，對PLC的變量讀取，通過界面定義變量值來顯示相應(yīng)圖片。

（2）通過軟鍵實(shí)現(xiàn)刀庫的動作。解決方案:由于刀庫動作達(dá)9個，需要通過LS擴(kuò)展軟鍵欄。同時，由于刀臂運(yùn)動的復(fù)雜性，需要通過對界面編寫程序以對相關(guān)動作進(jìn)行互鎖來實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。

（3）實(shí)時檢測刀庫的當(dāng)前實(shí)際位置及工作狀態(tài)。解決方案:通過定義變量，讀取刀庫當(dāng)前狀態(tài)及PLC控制狀態(tài)。通過定義變量，以及變量關(guān)聯(lián)圖片，實(shí)現(xiàn)圖片的切換。

其中刀庫服務(wù)界面如圖3所示。

3．3 刀庫服務(wù)程序組成

程序部分主要包括界面對話框部分和軟鍵內(nèi)容部分。對話框部分的設(shè)計，根據(jù)前面分析的界面內(nèi)容，主要包括3方面的內(nèi)容。通過編輯工具，在sanyt．com文件編輯我們的內(nèi)容。其中系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控主要通過設(shè)定4個變量:

傳感器狀態(tài)狀態(tài)監(jiān)控主要通過設(shè)定18路PLC輸入狀態(tài)監(jiān)控:

刀庫實(shí)時狀態(tài)通過定義變量值來切換不同狀態(tài)圖片:

設(shè)計同時，需要給界面添加相應(yīng)的語言文本及圖形文件。將所用的圖片放入到與所連接的監(jiān)視器的分辨率相匹配的路徑位置，HMI軟件自動加載圖片。如果在那里沒有找到，就在更小的分辨率目錄下查找，直至找到。在配置文件中引入語言文本之后，對語言文本中85000號之后添加所用的語言文本。可以為軟鍵標(biāo)記、標(biāo)題、輔助文本及其他任意文本添加所需的文本。

完成對話框設(shè)計之后，需要對軟鍵，即刀庫服務(wù)管理相應(yīng)的動作進(jìn)行設(shè)計。軟鍵部分，主要包括是使能后功能打開及刀臂動作擴(kuò)展部分內(nèi)容。在系統(tǒng)狀態(tài)準(zhǔn)備好之后，通過VS1載入新的軟鍵。

HS7軟鍵對軟鍵內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展。在軟鍵設(shè)計內(nèi)容中，通過在軟鍵觸發(fā)的動作中改變軟鍵的屬性，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)動作的互鎖，避免硬件上或者PLC上刀庫動作互鎖的不完整性而引起刀庫不正確動作的產(chǎn)生。

在完成了這些內(nèi)容之后，就基本完成了生成界面所需要的基本文件，把生成的內(nèi)容放置到相應(yīng)位置中，重新啟動界面，就完成了通過EasyScreen來對刀庫服務(wù)管理設(shè)計，通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對刀庫進(jìn)行相應(yīng)管理操作。

4 結(jié)語

本文通過在840DSL開發(fā)設(shè)計中，應(yīng)用EasyScreen對HMI界面進(jìn)行功能擴(kuò)展設(shè)計，實(shí)現(xiàn)對刀庫服務(wù)管理。通過EasyScreen的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該功能開發(fā)界面過程簡單，能夠在現(xiàn)場快速搭建界面擴(kuò)展平臺，簡化機(jī)床操作性及提升機(jī)床的可控性。對于現(xiàn)場調(diào)試和優(yōu)化界面設(shè)計有重要作用。

［1］SINUMERIK 840D sl Easy Screen（BE2）［Z］．Siemens，2010．