一．西門子840D系統(tǒng)的組成
SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動單元（CCU或NCU），MMC,PLC模塊三部分組成，由于在集成系統(tǒng)時，總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動和數(shù)控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設(shè)備總線互相連接，因此在說明時將二者劃歸一處。
l 人機界面
人機交換界面負(fù)責(zé)NC數(shù)據(jù)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(qū)；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
我們最常用的MMC有兩種：MMC100.2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最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、
OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應(yīng)于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級HMI.
2.OP
OP單元一般包括一個10.4″TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據(jù)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最為常用。
3.MCP
MCP是專門為數(shù)控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點，根據(jù)應(yīng)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(guān)設(shè)定。
對于SINUMERIK840D應(yīng)用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術(shù)，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)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。
l 數(shù)控及驅(qū)動單元
1.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)。
2．?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。主軸伺服電機為1PH7系列。
l 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（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。
二．硬件的接口
一．
840D系統(tǒng)的接口
? 840D系統(tǒng)的MMC，HHU，MCP都通過一根MPI電纜掛在NCU上面，MPI是西門子PLC的一個多點通訊協(xié)議，因而該協(xié)議具有開放性，而OPI是840D系統(tǒng)針對NC部分的部件的一個特殊的通訊協(xié)議，是MPI的一個特例，不具有開放性，它比傳統(tǒng)的MPI通訊速度要快，MPI的通訊速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。
? NCU上面除了一個OPI端口外，還有一個MPI，一個Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通訊能力的設(shè)備。Profibus的通訊電纜和MPI的電纜一樣，都是一根雙芯的屏蔽電纜
? 在MPI，OPI和Profibus的通訊電纜兩端都要接終端電阻，阻值是220歐，所有如果要檢測電纜的好壞情況，可以在NCU端打開插座的封蓋，量A，B兩線間的電阻，正常情況下應(yīng)該為110歐。
二．611系列驅(qū)動的組成與接口
1．611系列的驅(qū)動分成模擬611A，數(shù)字611D和通用型611U。都是模塊化結(jié)構(gòu)，主要有以下幾個模塊組成：
?電源模塊 電源模塊是提供驅(qū)動和數(shù)控系統(tǒng)的電源，包括維持系統(tǒng)正常工作的弱電和供給功率模塊用的600V直流電壓。根據(jù)直流電壓控制方式，它又分為開環(huán)控制的UE模塊和閉環(huán)控制的I/R模塊，UE模塊沒有電源的回饋系統(tǒng)，其直流電壓正常時為570V左右，而當(dāng)制動能量大時，電壓可高達(dá)640多伏。I/R模塊的電壓一直維持在600V左右
?控制模塊 控制模塊實現(xiàn)對伺服軸的速度環(huán)和電流環(huán)的閉環(huán)控制
?功率模塊 對伺服電機提供頻率和電壓可變的交流電源
?監(jiān)控模塊 主要是對電源模塊弱電供電能力的補充。
?濾波模塊 對電源進(jìn)行濾波作用。
?電抗 對電壓起到平穩(wěn)作用。
2．611電源模塊的接口信號
611模塊的接口信號有以下幾組：
?（1）電源接口
U1 V1 W1 主控制回路三相電輸入端口
X181 工作電源的輸入端口，使用時常常與主電源短接，有的系統(tǒng)為了讓機床在斷電后驅(qū)動還能正常工作一段時間，把600V的電壓端子與P500 M500端子短接，這樣由于600V電壓不能馬上放電完畢，還能維持驅(qū)動控制板的正常工作一段時間。P600M600是600V直流電壓輸出端子。
?（2）控制接口
64 控制使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消時，所有的軸的速度給定電壓為零，軸以最大的加速度停車。延遲一定的時間后，取消脈沖使能
63 脈沖使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消后，所有的軸的電源取消，軸以自由運動的形式停車。
48 主回路繼電器，該信號斷開時，主控制回路電源主繼電器斷開。
112 調(diào)試或標(biāo)準(zhǔn)方式，該信號一般用在傳輸線的調(diào)試中，一般情況接到系統(tǒng)的24V上。
X121 模塊準(zhǔn)備好信號和模塊的過熱信號。準(zhǔn)備號信號與模塊的撥碼開關(guān)的設(shè)置有關(guān)，當(dāng)S1.2=ON時，模塊有故障時，準(zhǔn)備好信號取消，而S1.2=OFF時，模塊有故障和使能(63,64)信號取消時，都會取消準(zhǔn)備好信號，因此在更換該模塊的時候要檢查模塊頂部的撥碼開關(guān)的設(shè)置，否則模塊可能會工作不正常。所有的模塊過載和連接的電機過熱都會觸發(fā)過熱報警輸出。
NS1/NS2 主繼電器閉合使能，只有該信號為高電平時，主繼電器才可能得電。該信號常用來作主繼電器閉合的連鎖條件。
AS1/AS2 主繼電器狀態(tài)，該信號反映主繼電器的閉合狀態(tài)，主繼電器閉合時為高電平。
9/19/R 9是24V輸出電壓，19是24V的地，R為模塊的報警復(fù)位信號。
?（3）其它輔助接口
X351 設(shè)備總線 ，為后面連接的模塊供電用。
X141 電壓檢測端子，供診斷和其它用途用。
?7： P24 ，＋24V ?45：P15，＋15V ?44：N15，－15V
?10：N24，－24V ?15：M，0V
? 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(guān)斷電機電源并產(chǎn)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(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電機構(gòu)成伺服驅(qū)動機構(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(fā)電機來實現(xiàn)的，而電機轉(zhuǎn)子的位置是通過18個霍而元件來檢測的。電機內(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，報警等.
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