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上海君俞自動化科技有限公司

聯系人：袁  昊

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西門子數控系統基本構成

一．西門子840D系統的組成 

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包括：

- OP單元

- MMC

- MCP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。 

a.MMC 

我們最常用的MMC有兩種：

MMCC100.2

MMC103

2.數控及驅動單元 

a.NCU數控單元 

 SINUMERIK840D的數控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,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借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅動模塊均排列在其右側。    

b．數字驅動 

  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。

c.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），接口模塊（Interface Module）機信號模塊（Signal Module）。的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。

電源模塊上面有6個指示燈，分別指示模塊的故障和工作狀態。一般正常情況下綠燈亮表示使能信號丟失(63和64)，黃燈亮表示模塊準備好信號，這時600V直流電壓已經達到系統正常工作的允許值。 電源模塊正常工作的使能條件： 

48，112，63，64接高電平，NS1和NS2短接，顯示為一個黃燈亮，其它燈都不亮。直流母線電壓應在600V左右。

3．611驅動控制模塊接口信號 

  （1）611D驅動控制模塊接口信號     

611D控制模塊與數控系統主要是通過一根數據總線相連，基本沒有太多的接口信號。 

X431：軸脈沖使能，該信號為低電平時，該軸的電源撤消，一般這個信號直接與

24V短接 

X432：BERO 端子，該接口用作BERO開關信號的輸入口。 

X34，X35模擬輸出口，其中有兩個模擬口（X1，X2 ）用作模塊診斷測試用，它可以用來跟蹤一些數字量，比如轉速，電壓和電流等并把它轉換成0到5V的模擬電壓輸出，具體的輸出信號可以通過數控系統選擇，Ir模擬輸出7口是固定輸出電機R相的電流的模擬值。 

X411：電機編碼器接口，輸入電機的編碼器信號，還有電機的熱敏電阻，其中電機的熱敏電阻值是通過該插座的13和25腳輸入，該熱敏電阻在常溫下為580歐，155度時大于1200歐，這時控制板關斷電機電源并產生電機過熱報警。(1PH7電機溫度檢測信號連接同1FT6/1FK6電機) 

X411：直接測量系統輸入口，輸入直接位置測量信號，一般為正余弦電壓信號  611D的控制板的速度環和電流環的參數設置在NCK里面，故更換控制板后不需要重新設置參數。                                                             

（2）611A控制模塊接口信號 

611A控制模塊與1FT5電機構成伺服驅動機構，完成速度環和電流環的控制，其速度環和電流環的參數都保存在控制板上，故更換該板要注意參數的設置。接口信號如下： X311：   電機反饋接口，電機的速度實際值和電機的熱敏電阻值都通過它輸入到控

制板里，1FT5電機的速度檢測是通過一個測速發電機來實現的，而電機轉子的位置是通過18個霍而元件來檢測的。電機內的熱敏電阻值是通過該插座的11和12腳信號輸入, 在常溫下小于250歐，當電機內部溫度達到155度時電阻大約是1000歐，控制板這時關斷電源，并發出報警信號。 

X321：設定端子，速度的給定值通過該端子的56和14輸入，一般來講，給定值是正負0到10V的電壓。 

X331：使能端子：相應模塊的使能信號輸入，663是脈沖使能，與電源模塊的63作用差不多，只是它僅作用于單個的軸模塊。65是控制使能，常常把它和NC側給定信號的控制使能相連。 X341：   模塊狀態輸出接口，輸出模塊的狀態信息，如模塊準備好信號。

西門子數控用風機6SN1112-1AB00-1AA0

伺服風機進給系統的用途：
（1）伺服系統：是使物體的位置、方位、狀態等輸出，能夠跟隨輸入量（或給定值）的任意變化而變化的自動控制系統。
（2）在自動控制系統中，能夠以一定的準確度響應控制信號的系統稱為隨動系統，亦稱伺服系統。
伺服的主要任務是按控制命令的要求，對功率進行放大、變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制得非常靈活方便。
1.3 伺服系統的組成
伺服系統可分為開環、半閉環、閉環控制系統6SN1118-0DH12-0AA0具有反饋的閉環自動控制系統由位置檢測部分、偏差放大部分、執行部分及被控對象組成。
1.4 伺服系統的性能要求
伺服系統必須具備可控性好，穩定性高和適應性強等基本性能。說明一下，可控性好是指訊號消失以后，能立即自行停轉；穩定性高是指轉矩隨轉速的增加而均勻下降；適應性強是指反應快、靈敏、響態品質好。
1.5 伺服系統的種類通常根據伺服驅動機的種類來分類，有電氣式、油壓式或電氣—油壓式三種。
伺服系統若按功能來分，則有計量伺服和功率伺服系統；模擬伺服和功率伺服系統；位置伺服和加速度伺服系統等。電氣式伺服系統根據電氣信號可分為DC直流伺服系統和AC交流伺服系統二大類。
AC交流伺服系統又有異步電機伺服系統和同步電機伺服系統兩種售后服務，售后保質期，絕對保證，絕對讓您滿意。

1.        程序跳段：只要在希望跳過的程序段的程序段前插入識別符“/”，在程序執行過程中的指令便不會被執行，轉而繼續執行下面不帶跳段識別符的程序段。例如：

  N10 …執行

 / N20…跳過

  N30…執行

2.      條件轉向語句為“IF…GOTOB/GOTOF…”,條件式所用的條件比較符號允許用：= =（等于）、>、 >= 、<、<=。

3.      程序注釋：注釋通常附加在程序段的末尾，并用分號“;”將注釋與NC程序分開。

4.      主程序: 文件名的后綴位MPF;

子程序：文件名的后綴位SPF;

5.      極坐標運動指令：

在其坐標系中的運動指令:  G0   AP=…(極角)  RP=…(極徑)

指令說明：G110極點位置，以當前點位置為參考點。

G111 極點位置，在工件坐標系中的絕對尺寸。

G112 極點位置，以前一個極點位置為參考點。

6.      采用半徑和終點進行圓弧編程：

指令說明：G2/G3  X… Y… Z… CR…(為圓弧半徑)。

CR =“+”…圓弧角度小于或等于180，

CR=“-”…圓弧角度大于或等于180。

7.      螺旋插補（G2/G3,TURN）

           指令形式：G2/G3  X… Y… Z… I… J… K… TURN…

                     G2/G3  X… Y… Z… CR=… TURN…

           指令說明：X,Y,Z:圓弧終點坐標。

                     I,J,K:圓心位置。   CR=：圓弧半徑。

                     TURN=：圓弧經過起點的次數，即整圓的圈數。整圓范圍：0—999。舉例：起點（X27.5 ,Y32.99, Z-5）逆時針執行兩整圈，接近終點（X20, Y5, Z-20）.

                 程序：…

                       N30  G17  G0  X27.5  Y32.99  Z3

                       N40  G17  G1  Z-5  F50

                       N50  G3  X20 Y5 Z-20 I=AC(20) J=AC(20) TURN=2

8.      坐標系轉換指令：

可編程指令零點偏移（TRANS,ATRANS）
指令形式：TRANS(ATRANS) X… Y… Z…(在單獨程序段編寫)

指令說明：TRANS為可替代指令，參照被激活的可設定零偏（G54-G57)的絕對變換。

          ATRANS為可加性指令，參照被激活的可設定零點或可編程零點的增量變換。

          X,Y,Z為所規定的坐標軸上的偏移量。

          不帶坐標軸參數的TRANS指令可以撤銷已經生效的全部編程框架。

9.      可編程旋轉(ROT,AROT)

指令形式：ROT(AROT) X…Y…Z…         ROT(AROT) RPL=…..(RPL所選平面內坐標系按該角度旋轉，旋轉角度)

指令說明：ROT為可替代指令。

          AROT為疊加指令。

          X、Y、Z：圍繞該幾何軸進行空間旋轉。應用ROT時，旋轉點為先前規定的可設定零偏（G54-G57）。應用AROT時，旋轉點為現行的零偏。

10.  可編程鏡像加工（MIRROR,AMIRROR）

指令形式：MIRROR(AMIRROR) X…Y….X….

11.  偏置指令（調用及補償T,D）

12.  鏜孔（進給鏜下，孔底暫停，定向讓刀，快速返回。）

• 進行操作。此外SINUMERIK 808系列還享受1年質保，服務隨需而至。

SINUMERIK 840D標準控制系統的特征是具有大量的控制功能，以及特殊控制，這些功能在使用中不會有任何相互影響。全數字化的系統、革新的系統結構、更高的控制品質、更高的系統分辨率以及更短的采樣時間，確保了一流的工件質量。

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、、沖、加工和搬運設備的控制，備有全數字化的SIMDRIVE611數字驅動模塊：最多可以控制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、控制值互聯和曲線表，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。

安全保護功能

數控系統可通過預先設黃軟極限開關的方法．進行工作區域的限制及程序執行中的進給減速，同時還可以對主鈾的運行進行監控。

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完全以標準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程序能以極高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WINOOWs98/2000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。

模塊安裝

S7-200數字量模塊可安裝在CPU模塊右側的任意位置。

每個S7-200數字量模塊都自帶一根帶狀I/O總線電纜，如果該電纜滿塊之間的安裝寬度需求，可直接將該電纜插接在其它模塊上的10針插槽內，如下圖：

如果S7-200數字量模塊自帶的電纜不能滿之間的安裝寬度需求，可選用0.8米I/O擴展電纜。安裝示意圖如下：

注：每套系統僅允許使用一條I/O擴展電纜.

I/O擴展電纜的詳細信息請點擊 查看

安裝說明請參考《S7-200可編程控制器系統手冊》第3章S7-200的安裝。

模塊I/O接線

? DI接線：

S7-200數字量模塊的DI有以下類型：

? 24V DC輸入：

這種輸入又分為24V DC漏型輸入和24VDC源型輸入。“漏型輸入”是電流流入DI輸入點的形式，如下圖箭頭所示：電流由外部流入模塊的I x.0輸入點，1M接0V DC；

“源型輸入”是電流由DI輸入點流出的形式，如下圖箭頭所示：電流由模塊的I x.0輸入點流出，1M接24V DC。

? 120/230V AC輸入

只有6ES7221-1EF22-0xA0這一種型號的模塊可以接交流輸入，具體的接線方式如下： 

? DO接線：
6SN1118-0DK23-0AA2        
6SN1118-0DM11-0AA0        
6SN1118-0DM11-0AA1        
6SN1118-0DM13-0AA0        
6SN1118-0DM13-0AA1        
6SN1118-0DM21-0AA0        
6SN1118-0DM23-0AA0        
6SN1118-0DM31-0AA0        
6SN1118-0DM31-0AA1        
6SN1118-0DM31-0AA2        
6SN1118-0DM33-0AA0        
6SN1118-0DM33-0AA1        
6SN1118-0DM33-0AA2        
6SN1118-0NH00-0AA0        
6SN1118-0NH00-0AA1        
6SN1118-0NH00-0AA2        
6SN1118-0NH00-0BA2        升級為6SN1118-0NH01-0AA1
6SN1118-0NH01-0AA0        
6SN1118-0NH01-0AA1        
6SN1118-0NH10-0AA0        
6SN1118-0NH10-0AA2        
6SN1118-0NH11-0AA0        
6SN1118-0NH11-0AA1        
6SN1118-0NJ00-0AA0        
6SN1118-0NJ00-0AA1        
6SN1118-0NJ00-0AA2        
6SN1118-0NJ01-0AA0        
6SN1118-0NJ01-0AA1        
6SN1118-0NK00-0AA0        
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6SN1118-1NH00-0AA0        
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6SN1123-1AA00-0AA0        
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6SN1123-1AA00-0FA0        
6SN1123-1AA00-0GA0        
6SN1123-1AA00-0HA0        
6SN1123-1AA00-0HA1        
6SN1123-1AA00-0HA2        
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6SN1123-1AA00-0LA3        
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6SN1162-0BA01-0AA0        
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6SN1162-0BA04-0AA0        
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6SN1162-0BA04-0DA1        
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6SN1162-0BA04-0GA1        
6SN1162-0BA04-0HA0        
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6SN1162-0BA06-1AA0        
6SN1162-0BA07-0AA0        
6SN1162-0BA07-0BA0        
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6SN1162-0DA01-0AA0        
6SN1162-0EA00-0AA0        
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