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上海君俞自動化科技有限公司

聯(lián)系人：袁  昊

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西門子數(shù)控系統(tǒng)基本構(gòu)成

一．西門子840D系統(tǒng)的組成

2.數(shù)控及驅(qū)動單元

a.NCU數(shù)控單元

SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機(jī)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(jù)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(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI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(qū)動模塊均排列在其右側(cè)。

b．?dāng)?shù)字驅(qū)動

數(shù)字伺服：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6(1FK6)電機(jī)組成    SINUMERIK840D配置的驅(qū)動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動模塊（功率模塊）。

電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動裝置提供控制和動力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(tài)。根據(jù)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(biāo)記可識別。

611D數(shù)字驅(qū)動:是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動的交流驅(qū)動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應(yīng)的進(jìn)給伺服電機(jī)可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機(jī)為1PH7系列。

c.PLC模塊

SINUMERIK810D/840D系統(tǒng)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(dǎo)軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），接口模塊（Interface Module）機(jī)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(tài)。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(zhǔn)備好信號，這時600V直流電壓已經(jīng)達(dá)到系統(tǒng)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(yīng)在600V左右。

3．611驅(qū)動控制模塊接口信號

（1）611D驅(qū)動控制模塊接口信號

611D控制模塊與數(shù)控系統(tǒng)主要是通過一根數(shù)據(jù)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(guān)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(shù)字量，比如轉(zhuǎn)速，電壓和電流等并把它轉(zhuǎn)換成0到5V的模擬電壓輸出，具體的輸出信號可以通過數(shù)控系統(tǒng)選擇，Ir模擬輸出7口是固定輸出電機(jī)R相的電流的模擬值。

X411：電機(jī)編碼器接口，輸入電機(jī)的編碼器信號，還有電機(jī)的熱敏電阻，其中電機(jī)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(guān)斷電機(jī)電源并產(chǎn)生電機(jī)過熱報警。(1PH7電機(jī)溫度檢測信號連接同1FT6/1FK6電機(jī))

X411：直接測量系統(tǒng)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(huán)和電流環(huán)的參數(shù)設(shè)置在NCK里面，故更換控制板后不需要重新設(shè)置參數(shù)。

（2）611A控制模塊接口信號

611A控制模塊與1FT5電機(jī)構(gòu)成伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)，完成速度環(huán)和電流環(huán)的控制，其速度環(huán)和電流環(huán)的參數(shù)都保存在控制板上，故更換該板要注意參數(shù)的設(shè)置。接口信號如下： X311：   電機(jī)反饋接口，電機(jī)的速度實際值和電機(jī)的熱敏電阻值都通過它輸入到控

制板里，1FT5電機(jī)的速度檢測是通過一個測速發(fā)電機(jī)來實現(xiàn)的，而電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置是通過18個霍而元件來檢測的。電機(jī)內(nèi)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(dāng)電機(jī)內(nèi)部溫度達(dá)到155度時電阻大約是1000歐，控制板這時關(guān)斷電源，并發(fā)出報警信號。

X321：設(shè)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(fù)0到10V的電壓。

X331：使能端子：相應(yīng)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(cè)給定信號的控制使能相連。 X341：   模塊狀態(tài)輸出接口，輸出模塊的狀態(tài)信息，如模塊準(zhǔn)備好信號。

西門子數(shù)控用風(fēng)機(jī)6SN1112-1AB00-1AA0

伺服風(fēng)機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)的用途：
（1）伺服系統(tǒng)：是使物體的位置、方位、狀態(tài)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(tǒng)。
（2）在自動控制系統(tǒng)中，能夠以一定的準(zhǔn)確度響應(yīng)控制信號的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。
伺服的主要任務(wù)是按控制命令的要求，對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)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(tǒng)的組成
伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)6SN1118-0DH12-0AA0具有反饋的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)由位置檢測部分、偏差放大部分、執(zhí)行部分及被控對象組成。
1.4 伺服系統(tǒng)的性能要求
伺服系統(tǒng)必須具備可控性好，穩(wěn)定性高和適應(yīng)性強(qiáng)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(zhuǎn)；穩(wěn)定性高是指轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而均勻下降；適應(yīng)性強(qiáng)是指反應(yīng)快、靈敏、響態(tài)品質(zhì)好。
1.5 伺服系統(tǒng)的種類通常根據(jù)伺服驅(qū)動機(jī)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(tǒng)若按功能來分，則有計量伺服和功率伺服系統(tǒng)；模擬伺服和功率伺服系統(tǒng)；位置伺服和加速度伺服系統(tǒng)等。電氣式伺服系統(tǒng)根據(jù)電氣信號可分為DC直流伺服系統(tǒng)和AC交流伺服系統(tǒng)二大類。
AC交流伺服系統(tǒng)又有異步電機(jī)伺服系統(tǒng)和同步電機(jī)伺服系統(tǒng)兩種售后服務(wù)，售后保質(zhì)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(zhí)行過程中的指令便不會被執(zhí)行，轉(zhuǎn)而繼續(xù)執(zhí)行下面不帶跳段識別符的程序段。例如：

N10 …執(zhí)行

/ N20…跳過

N30…執(zhí)行

2.      條件轉(zhuǎn)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(biāo)運動指令：

在其坐標(biāo)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(dāng)前點位置為參考點。

G111 極點位置，在工件坐標(biāo)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(jìn)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(bǔ)（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(biāo)。

I,J,K:圓心位置。   CR=：圓弧半徑。

TURN=：圓弧經(jīng)過起點的次數(shù)，即整圓的圈數(shù)。整圓范圍：0—999。舉例：起點（X27.5 ,Y32.99, Z-5）逆時針執(zhí)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(biāo)系轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)定零點或可編程零點的增量變換。

X,Y,Z為所規(guī)定的坐標(biāo)軸上的偏移量。

不帶坐標(biāo)軸參數(shù)的TRANS指令可以撤銷已經(jīng)生效的全部編程框架。

9.      可編程旋轉(zhuǎn)(ROT,AROT)

指令形式：ROT(AROT) X…Y…Z…         ROT(AROT) RPL=…..(RPL所選平面內(nèi)坐標(biāo)系按該角度旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)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(jìn)行空間旋轉(zhuǎn)。應(yīng)用ROT時，旋轉(zhuǎn)點為先前規(guī)定的可設(shè)定零偏（G54-G57）。應(yīng)用AROT時，旋轉(zhuǎn)點為現(xiàn)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(diào)用及補(bǔ)償T,D）

12.  鏜孔（進(jìn)給鏜下，孔底暫停，定向讓刀，快速返回。）

• 進(jìn)行操作。此外SINUMERIK 808系列還享受1年質(zhì)保，服務(wù)隨需而至。

SINUMERIK 840D標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)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(shù)字化的系統(tǒng)、革新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、更高的控制品質(zhì)、更高的系統(tǒng)分辨率以及更短的采樣時間，確保了一流的工件質(zhì)量。

控制類型

采用32位微處理器、實現(xiàn)CNC控制，用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。

機(jī)床配置

可實現(xiàn)鉆、車、銑、磨、、沖、加工和搬運設(shè)備的控制，備有全數(shù)字化的SIMDRIVE611數(shù)字驅(qū)動模塊：最多可以控制31個進(jìn)給軸和主軸．進(jìn)給和快速進(jìn)給的速度范圍為100-9999mm/min。其插補(bǔ)功能有樣條插補(bǔ)、三階多項式、控制值互聯(lián)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(jìn)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(fù)運行；可進(jìn)行進(jìn)給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運轉(zhuǎn)。

輪廓和補(bǔ)償

840D可根據(jù)用戶程序進(jìn)行輪廓的沖突檢測、半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)入和退出策略及交點計算、長度補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償棚測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、反向間隙補(bǔ)償、過象限誤差補(bǔ)償?shù)取?

安全保護(hù)功能

數(shù)控系統(tǒng)可通過預(yù)先設(shè)黃軟極限開關(guān)的方法．進(jìn)行工作區(qū)域的限制及程序執(zhí)行中的進(jìn)給減速，同時還可以對主鈾的運行進(jìn)行監(jiān)控。

NC編程

840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標(biāo)準(zhǔn)(德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，具有高級語言編程特色的程序編輯器，可進(jìn)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(jìn)行，系統(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存，用于零件程序、偏置、補(bǔ)償?shù)拇鎯Α?

PLC編程

840D的集成式PLC完全以標(biāo)準(zhǔn)sIMAncs7模塊為基礎(chǔ)，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴(kuò)展到288KB，u/o模塊可擴(kuò)展副2048個輸入/輸出點、PLC程序能以極高的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)控機(jī)床發(fā)送運動停止/起動等指令。

操作部分硬件

840D系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在WINOOWs98/2000下開發(fā)自定義的界面。此外，2個通用接過RS232可使主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行通信，用戶還可通過磁盤驅(qū)動器接口和打印機(jī)并聯(lián)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(zhuǎn)換為一種語言，系統(tǒng)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(jī)軸位置、操作狀態(tài)等信息。

模塊安裝

S7-200數(shù)字量模塊可安裝在CPU模塊右側(cè)的任意位置。

每個S7-200數(shù)字量模塊都自帶一根帶狀I(lǐng)/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(nèi)，如下圖：

如果S7-200數(shù)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(kuò)展電纜。安裝示意圖如下：

注：每套系統(tǒng)僅允許使用一條I/O擴(kuò)展電纜.

I/O擴(kuò)展電纜的詳細(xì)信息請點擊 查看

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

模塊I/O接線

? DI接線：

S7-200數(shù)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
6SN1118-0NK00-0AA1
6SN1118-0NK00-0AA2
6SN1118-0NK01-0AA0
6SN1118-0NK01-0AA1
6SN1118-1NH00-0AA0
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6SN1118-1NH01-0AA1
6SN1118-1NJ00-0AA0
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6SN1118-1NJ00-0AA2
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6SN1118-1NJ01-0AA1
6SN1118-1NK00-0AA0
6SN1118-1NK00-0AA1
6SN1118-1NK00-0AA2
6SN1118-1NK01-0AA0
6SN1118-1NK01-0AA1

6SN1123-1AA00-0AA0
6SN1123-1AA00-0AA1
6SN1123-1AA00-0AA2
6SN1123-1AA00-0BA0
6SN1123-1AA00-0BA1
6SN1123-1AA00-0BA2
6SN1123-1AA00-0CA0
6SN1123-1AA00-0CA1
6SN1123-1AA00-0CA2
6SN1123-1AA00-0DA0
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6SN1123-1AA00-0EA0
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6SN1123-1AA00-0EA2
6SN1123-1AA00-0FA0
6SN1123-1AA00-0GA0
6SN1123-1AA00-0HA0
6SN1123-1AA00-0HA1
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6SN1123-1AA00-0JA0
6SN1123-1AA00-0JA1
6SN1123-1AA00-0KA0
6SN1123-1AA00-0KA1
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6SN1123-1AA01-0FA0
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6SN1123-1AA02-0FA1
6SN1123-1AB00-0AA0
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6SN1123-1AB00-0BA0
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6SN1123-1AB00-0BA2
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6SN1123-1AB00-0CA3
6SN1123-1AB00-0HA0
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6SN1123-1AB00-0HA2

6SN1162-0BA01-0AA0
6SN1162-0BA02-0AA0
6SN1162-0BA02-0AA1
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6SN1162-0BA03-0AA0
6SN1162-0BA03-0AA1
6SN1162-0BA03-0CA0
6SN1162-0BA03-0CA1
6SN1162-0BA04-0AA0
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6SN1162-0BA04-0GA1
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6SN1162-0BA04-0HA1
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