1　问题的提出

　　我厂进口的德国SM813-W1超精端面磨床，其步进电动机驱动器出现故障，由于该型号已淘汰不生产，损坏的电子元件难以找到替代品，使该机床无法正常生产。为此我们对原系统进行了分析。原系统(图1)由西门子S5-115U、CPU944组成，步进电动机驱动器由专用D/A转换器通过CPU944控制，发出0～10V可变电压给定信号对其进行控制，同时由S5-115U系统输出信号控制步进电机的间距角、启动/停止及方向，而步进电动机驱动器又向S5-115U系统输入一故障/正常信号，作为步进电动机驱动器故障检测信号。步进电动机相关动作由程序控制，由步进电动机驱动器驱动以完成机床各种动作。该步进电动机驱动器是用电压控制步进电动机的速度，而国内厂家如四通公司生产的SH50806，洛阳精密机床厂生产的BDD-1步进电动机驱动电源均是用脉冲频率控制其速度。因此，单纯用国内驱动器替代无法匹配，只有舍弃原控制部分，自己再设计一套控制系统，既和机床旧系统兼容同步，又能控制国产步进电动机驱动器及步进电动机，以完成机床改造工作。

　　步进电动机驱动器选用洛阳精密机床厂生产的BDD-1步进电动机驱动电源，电动机选用常州电机总厂生产的110BF003步进电动机，PLC系统选西门子产S7系列CPU214，型号为6ES7 214-1AC01-0XB0。
　　西门子S7-200系列PLC具有如下特点：
　　(1)丰富的指令集　几乎包括一般计算机所具有的各种基本指令和友好用户功能。如脉冲宽度调制(PWM)，输出序列脉冲频率可控，转移、循环及码制转换功能。
　　(2)中断灵活。
　　(3)通信功能　通过编程可对TD-200文本显示器作点对点通信。
　　(4)两路脉冲输出　可以输出最高频率达2kHz的高频脉冲信号。
　　将旧系统控制步进电动机的相关输入/输出信号直接接至S7-200系列PLC作为输入信号(图2)，根据机床动作要求编写程序，按需要发出脉冲、方向及故障信号，用Q0.0的输出脉冲触发步进电动机驱动器。脉冲输出选用PT0功能脉冲串，改变脉冲周期，就可改变控制频率，以改变步进电动机的速度。原系统的输出信号接入S7系统输入信号，基本能保证旧系统与新系统同步；S7系统又输出一信号作为旧系统的工作要求，既和机床旧系统兼容同步，又能控制国产步进电动机驱动器及步进电动机。

　　选用有良好人机对话界面的TD-200，它可从S7系列CPU中读出信息、I/O状态、CPU状态、设置数据，也可通过键盘改变已设置的数据。
　　设置F1键可显示修改的步进电动机的快速数据，本机床设置为5000。连接TD-200先按ENTER键，当显示TD-200字样后，按F1键，显示已存的快速数据，按ENTER键，移动光标。当光标移至所修改的数据时，按▲或键增加或减少数据。设定好后，再按ENTER键，屏幕显示TD-200字样，数据修改完毕，即可进行下一循环，修改过程同上。
　　F2为工进速度数据，300000。
　　F3为光磨时间数据，3s。
　　F4为快退速度数据，2000。
　　改造后使用半年来，机床运转完全正常。此项改造节约维修费用近3万元，并提供了一种解决进口设备修理和备件供应问题的新思路。