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西門子數控系統SINUMERIK840D 

當今，基于工業PC的現代控制系統正越來越多地被應用于自動化工程中。配以標準的操作系統，諸如Windows NT，這些控制系統在開放性和靈活性的軟硬件平臺方面所起的作用正日益增長。在熟悉的PC世界中，用戶可謂是輕車熟路。

---- 全PC集成的SINUMERIK 840Di數控系統為您提供了一個基于PC的新潮的控制概念。得益于此概念的主要用是那些以某種方式使用了PC的場合或者使用分布式驅動和I/O的自控方案。應用領域包括木制品，玻璃，制陶，包裝，貼片機，沖壓機，彎曲機，以及各種機床和類似機床的機械。除了高度的軟、硬件開放性，SINUMERIK 840Di的顯著特點是，CNC控制控制功能與HMI功能一起都在PC處理器上運行。也就是說，可以省略傳統控制系統中所需的NC處理單元。這種控制系統包含大量的標準化部件：帶接口卡的工業PC機，PROFIBUS-DP，Windows NT操作系統，OPC（用于過程控制的OLE）用接口和NC控制軟件。

---- SINUMERIK 840Di可提供給您的還很多。特別有利的是其在SINUMERIK家庭中的地位。例如，SINUMERIK 840D與SINUMERIK 840Di的NC和PLC功能，操作者功能和機床數據是兼容的。相應的NC程序和PLC程序在這兩個系統上都可運行。而且由于系統高度開放，軟件應用可同樣適用于兩個系統。SINUMERIK 840Di是SIMATIC和SIMODRIVE自動化控制環境的一部分。

---- 利用PROFIBUS-DP實現分步式配置。如今系統朝著分布式方向發展的趨勢是十分明顯的。而SINUMERIK 840Di的另一個重要特點就是帶有位置控制的PROFIBUS-DP。這是一種用于驅動和I/O的統一的現場總線。它允許速個系統實現分布式配置。

---- SIMATIC ProTool/Pro配置工具加上附屬的"SINUMERIK ProTool/Pro選件"為您提供了特殊便利。即，用戶可利用其來生成自己的用戶界面而不必掌握額外的軟件工程技能。

---- 全部功能集于同一模塊，實現通訊。MCI板是一塊PCI式的插板。該模塊包含了集成的SIMATIC S7 315-2 DP PLC-CPU及用于MPI(多接口)和PROFIBUS DP接口接和I/O?？蛇B接SIMODRIVE611通用型驅動裝置。SIMATIC DP ET200模塊則可作為I/O。

西門子數控系統SINUMERIK840D 

840D

SINUMERIK 840D數字NC系統用于各種復雜加工,它在復雜的系統平臺上，通過系統設定而適于各種控制技術。840D與SINUMERIK_611數字驅動系統和SIMATIC7可編程控制器一起，構成全數字控制系統，它適于各種復雜加工任務的控制，具有優于其它系統的動態品質和控制精度。

產品功能

控制類型

采用32位微處理器、實現CNC控制，用于完成CNC連續軌跡控制以及內部集成式PLC控制。。

機床配置

可實現鉆、車、銑、磨、切割、沖、激光加工和搬運設備的控制，備有全數字化的SIMDRIVE611數字驅動模塊：多可以控制31個進給軸和主軸．進給和快速進給的速度范圍為100-9999mm/min。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯和曲線表插補，這些功能。為加工各類曲線曲面零件提供了便利條件。此外還具備進給軸和主鈾同步操作的功能。

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自動)、JOG(手動)、示教（TEACH IN） 手動輸入運行（MDA） ，自動方式：程序的自動運行，加工程序中斷后，從斷點恢復運行；可進行進給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運轉。

輪廓和補償

840D可根據用戶程序進行輪廓的沖突檢測、*半徑補償的進入和退出策略及交點計算、*長度補償、螺距誤差補償棚測量系統誤差補償、反向間隙補償、過象限誤差補償等。

NC編程

840D系統的NC編程符合DIN 66025標準(德國工業標準)，具有高級語言編程特色的程序編輯器，可進行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時進行，系統具備1．5兆字節的用戶內存，用于零件程序、*偏置、補償的存儲。

PLC編程

840D的集成式PLC*以標準sIMAncs7模塊為基礎，PLC程序和數據內存可擴展到288KB，u/o模塊可擴展副2048個輸入/輸出點、PLC程序能以*的采樣速率監視數據輸入，向數控機床發送運動停止/起動等指令。

操作部分硬件

840D系統提供了標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Windows98/2000下開發自定義的界面。此外，2個通用接過RS232可使主機與外設進行通信，用戶還可通過磁盤驅動器接口和打印機并聯接口完成程序存儲、讀入及打印工作。

顯示部分

840D提供了多言種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語自轉換為一種語言，系統提供的話言有中文、英語、德語、西班牙語、法語、意大利語：顯示屏上可顯示程序塊、電動機軸位置、操作狀態等信息。

2.1 西門子數控系統的基本構成

請參閱：SIEMENS數控系統操作部件

SIEMENS用于數控系統的HMI軟件

西門子數控系統有很多種型號，首先我們來觀察一下802D所構成的實物圖，SINUMERIK 802D是個集成的單元，它是由NC以及PLC和人機界面（HMI）組成，通過PROFIBUS總線連接驅動裝置以及輸入輸出模板，完控制功能。

而在西門子的數控產品中有特點，有代表性的系統應該是840D系統。因此，我們可以通過了解西門子840D系統，來了解西門子數控系統的結構。首先通過以下的實物圖觀察840D系統。

2.2西門子810D系統的結構組成 （請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調試手冊 - 2006版本）

SINUMERIK840D是由數控及驅動單元（CCU或NCU），MMC,PLC模塊三部分組成，由于在集成系統時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設備總線互相連接，因此在說明時將二者劃歸一處。

1. 人機界面

人機交換界面負責NC數據的輸入和顯示,它由MMC和OP組成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。

（1）MMC(Man Machine communication)

常用的MMC有兩種：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅；PCU50、PCU70對應于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI。

HMI有分為兩種：嵌入式HMI和高級HMI。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級HMI。

（2）OP(Operation pannel)

OP單元一般包括一個10.4〞TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031為常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

MCP是專門為數控機床而配置的，它也是OPI上的一個節點，根據應用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關設定。

對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構成的網絡中的一個節點。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。

2. NCU(Numerical control unit)數控單元

SINUMERIK840D的數控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元（在810D中稱為CCU（compact control unit））：*控制單元,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個DRIVE板組成.

根據選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數控軟件和PLC控制軟件，并且帶有MPI或Profibus接口，RS232接口，手輪及

數字驅動

（請參閱：Simodrive 611 Universal 產品介紹）

數字伺服：運動控制的執行部分,由611D伺服驅動和1FT6(1FK6)電機組成。

SINUMERIK840D配置的驅動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅動模塊（功率模塊）。

電源模塊：主要為NC和給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監測電源和模塊狀態。根據容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過模塊上的訂貨號或標記可識別。

611D數字驅動:是新一代數字控制總線驅動的交流驅動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現全閉環控制。主軸伺服電機為1PH7系列。

4. PLC模塊

SINUMERIK810D/840D系統的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊，在同一條導軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），CPU模塊，接口模塊（Interface Module）及信號模塊（Signal Module）。PLC模塊的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。

電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。

接口模塊（IM）是用于級之間互連的。

信號模塊（SM）使用與機床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。

元件

系統集成和連接以下元件：大可以連接2個電子手輪，小型手持單元，通過I/O 模塊PP 72/48 或通過 MCPA模塊控制的機床操作面板，MCPA 模塊被插入安裝在PCU 210的后背板。MCPA 模塊可以連接機床控制面板，同時具有用于模擬主軸的模擬接口。大可以連接3個I/O模塊PP 72/48。