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| 應用領域 | 化工,電子/電池 | 產(chǎn)地 | 德國 |
|---|---|---|---|
| 品牌 | 西門子 |
SINUMERIK840D是由數(shù)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(tǒng)時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數(shù)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(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成 MMC(Man Machine Com
產(chǎn)品簡介
詳細介紹
西門子6FC5373-0AA30-0AA1
西門子S7-300 PLC選型要點
S7-300 PLC的選型原則是據(jù)生產(chǎn)工藝所需的功能和容量進行選型，并考慮維護的方便性、備件的通用性，以及是否易于擴展和有無特殊功能等要求。選型時具體注意以下幾方面：
(1)有關參數(shù)確定。一是輸入/輸出點數(shù)(I/O點數(shù))確定。這是確定PLC規(guī)模的一個重要依據(jù)，一定要根據(jù)實際情況留出適當余量和擴展余地。二是PLC存儲容量確定。注意當系統(tǒng)有模擬量信號存在或要進行大量數(shù)據(jù)處理時，其存儲容量應選大一些。
(2)系統(tǒng)軟硬件選擇。一是擴展方式選擇，S7-300 PLC有多種擴展方式，實際選用時，可通過控制系統(tǒng)接口模塊擴展機架、Profibus-DP現(xiàn)場總線、通信模塊、運程I/O及PLC子站等多種方式來擴展PLC或預留擴展口；二是PLC的聯(lián)網(wǎng)，包括PLC與計算機聯(lián)網(wǎng)和PLC之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種方式。因S7-300 PLC的工業(yè)通信網(wǎng)絡淡化了PLC與DCS的界限，聯(lián)網(wǎng)的解決方案很多，用戶可根據(jù)企業(yè)的要求選用；三是CPU的選擇，CPU的選型是合理配置系統(tǒng)資源的關鍵，選擇時必須根據(jù)控制系統(tǒng)對CPU的要求(包括系統(tǒng)集成功能、程序塊數(shù)量限制、各種位資源、MPI接口能力、是否有 PROFIBUS-DP主從接口、RAM容量、溫度范圍等)，并好在西門子公司的技術支持下進行，以獲得合理的選型；四是編程軟件的選擇，這主要考慮對CPU的支持狀況，我們的體會是：STEP7 V4.0對有些型號的CPU不支持，硬件組態(tài)時會發(fā)生故障出錯，而STEP7V5.0則不存在這種問題。
二設計及使用
1. 設計注意事項
設計時主要應注意以下幾方面：
(1)PLC輸出電路中沒有保護，因此在外部電路中應設置串聯(lián)熔斷器等保護裝置，以防止負載短路造成PLC損壞。熔斷器容量一般為0.5A。
(2)PLC存在I/O響應延遲問題，因此在快速響應設備中應加以注意。MPI通信協(xié)議雖簡單易行，但響應速度較慢。
(3)編制控制程序時，好用模塊式結構程序。這樣既可增強程序的可讀性，方便調試和維護工作；又能使數(shù)據(jù)庫結構統(tǒng)一，方便WinCC組態(tài)時變量標簽的統(tǒng)一編制和設備狀態(tài)的統(tǒng)一顯示。
(4)硬件資源。要合理配置硬件資源，以提高系統(tǒng)可靠性。如PLC電源配電系統(tǒng)要配備冗余的UPS不間斷電源，以排除停電對全線運行的不利影響。又如對電機的控制回路要進行繼電器隔離，以消除外部負載對I/O模塊的可能損壞。另外，系統(tǒng)設備要采用獨立的接地系統(tǒng)，以減少雜波干擾
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PROFIBUS DP連接。這種新的驅動接口連接技術只需要**少數(shù)量的幾根連線就可以進行非常簡單而容易的安裝。SINUMERIK802D sl為標準的數(shù)控車床和數(shù)控銑床提供了完備的功能，其配套的模塊化結構的驅動系統(tǒng)為各種應用提供了極大的靈活性。性能方面經(jīng)過大大改進的工程設計軟件（Sizer，Starter）可以幫助用戶完成從項目開始階段的設計選型，訂貨直到安裝調試全部過程中的各項任務。售后服務中，西門子維修和保養(yǎng)對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉起到非常重要的作用。
2產(chǎn)品說明編輯
基本信息
相對于802D在性能上有許多的改進，為廣大的客戶在希望擴大應用領域和范圍方面提供了更多的可能和受益，例如：可以方便的使用 DIN 編程技術 和 ISO 代碼進行編程，的產(chǎn)品可靠性， 數(shù)字控制器 ， 可編程控制器 ，人機操作界面，輸入/輸出單元一體化設計的系統(tǒng)結構，由各種循環(huán)和輪廓編程提供的擴展編程幫助技術，通過DRIVE-CLiQ 接口實現(xiàn)的**新數(shù)字式驅動技術提供了統(tǒng)一的數(shù)字式接口標準，各種驅動功能按照 模塊化設計 ，可以根據(jù)性能要求和智能化要求靈活安排，各種模塊不需要電池及風扇，因而無需任何維護。
各種功能體現(xiàn)了 西門子公司 **新的產(chǎn)品**技術，例如5個數(shù)字驅動軸，其中任意4個都可以作為聯(lián)動軸進行插補運算，另一個作為定位軸使用，同時，還提供一個相應的數(shù)字式主軸（模擬主軸即將推出）作為一個變型使用, 在帶C 軸功能時，可以采用3個數(shù)字軸，一個數(shù)字主軸，一個數(shù)字輔助主軸和一個數(shù)字定位軸的配置。新一代的西門子驅動技術平臺SINAMICS S120伺服系統(tǒng)通過已經(jīng)集成在元件級的DRIVE-CLiQ來對錯誤進行識別和診斷，從操作 面板 就可以進行操作，使用的標準閃存卡（CF）可以非常方便的備份全部調試數(shù)據(jù)文件和 子程序 ，通過閃存卡（CF）可以對 加工 程序進行快速處理，通過連接端子使用兩個電子手輪，216 個數(shù)字輸入和144 個數(shù)字輸出（0.25A），RCS802 - 遠程診斷和 遠程控制 （NC 和 PLC），RCS@Event（通過 電子郵件 進行遠程診斷），USB口（即將推出）。
產(chǎn)品種類
西門子 數(shù)控系統(tǒng) 是西門子集團旗下自動化與驅動集團的產(chǎn)品，西門子數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK發(fā)展了很多代。目前在廣泛使用的主要有802、810、840等幾種類型。
用一個簡要的圖表對西門子各系統(tǒng)的定位作描述如下：
西門子各系統(tǒng)的性價比較
1) 802D
（請參閱：802D 簡明調試指南）
具有免維護性能的SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制單元）將CNC、PLC、人機界面和通訊等功能集成于一體?？煽啃愿摺⒁子诎惭b。
SINUMERIK 802DSINUMERIK802D可控制4個進給軸和一個數(shù)字或模擬主軸。通過生產(chǎn) 現(xiàn)場總線 PROFIBUS將 驅動器 、輸入輸出模塊連接起來。
SINUMERIK 802D模塊化的驅動裝置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服電機，為機床提供了全數(shù)字化的動力。
通過視窗化的調試工具軟件，可以便捷地設置驅動參數(shù)，并對 驅動器 的控制參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化。
SINUMERIK802D集成了內(nèi)置PLC系統(tǒng)，對機床進行邏輯控制。采用標準的PLC的編程語言Micro/WIN進行控制 邏輯設計 。并且隨機提供標準的PLC子程序庫和實例程序，簡化了制造廠設計過程，縮短了設計周期。
2) 810D
（請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調試手冊 - 2006版本）
在 數(shù)字化 控制的領域中，SINUMERIK 810D**次將CNC和驅動控制集成在一塊板子上。
快速的循環(huán)處理能力，使其在模塊 加工 中獨顯威力。
SINUMERIK 810D NC軟件選件的一系列突出優(yōu)勢可以幫助您在競爭中脫穎而出。例如提前預測功能，可以在集成控制系統(tǒng)上實現(xiàn)快速控制。
另一個例子是坐標變換功能。固**停止可以用來卡緊工件或定義簡單參考點。模擬量控制控制模擬信號輸出;
刀具管理也是另一種功能強大的管理軟件選件。
樣條插補功能(A，B，C樣條)用來產(chǎn)生平滑過渡；壓縮功能用來壓縮NC記錄；多項式插補功能可以提高810D/810DE運行速度。
溫度補償功能保證您的 數(shù)控系統(tǒng) 在這種高技術、高速度運行狀態(tài)下保持正常溫度。此外，系統(tǒng)還為您提供鉆、銑、車等 加工 循環(huán)。 SINUMERIK 840D
3) 840D
SINUMERIK 840D數(shù)字NC系統(tǒng)用于各種復雜 加工 ,它在復雜的系統(tǒng)平臺上，通過系統(tǒng)設定而適于各種控制技術。840D與SINUMERIK_611數(shù)字驅動系統(tǒng)和SIMATIC7 可編程控制器 一起，構成全數(shù)字控制系統(tǒng)，它適于各種復雜 加工 任務的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動態(tài)品質和控制精度。
產(chǎn)品功能
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。。
機床配置
可實現(xiàn)鉆、車、銑、磨、切害、沖、激光 加工 和搬運設備的控制，備有全數(shù)字化的SIMDRIVE611數(shù)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(lián)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(jù) 用戶程序 進行輪廓的*檢測、刀具半徑補償?shù)倪M入和退出策略及交點計算、刀具長度補償、螺距誤差補償棚測量系統(tǒng)誤差補償、反向間隙補償、過象限誤差補償?shù)取?/div>
NC編程
840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標準(德國工業(yè)標準)，具有**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(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存，用于零件程序、 刀具偏置 、補償?shù)拇鎯Α?/div>
PLC編程
840D的集成式PLC*以標準sIMAncs7模塊為基礎，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)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(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向 數(shù)控機床 發(fā)送運動停止/起動等指令。
操作部分硬件
840D系統(tǒng)提供了標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Windows98/2000下開發(fā)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(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、電動機軸位置、操作狀態(tài)等信息。
2.1 西門子 數(shù)控系統(tǒng) 的基本構成
請參閱：SIEMENS 數(shù)控系統(tǒng) 操作部件
SIEMENS用于 數(shù)控系統(tǒng) 的HMI軟件
西門子 數(shù)控系統(tǒng) 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(shù)控產(chǎn)品中**有特點，**有代表性的系統(tǒng)應該是840D系統(tǒng)。因此，我們可以通過了解西門子840D系統(tǒng)，來了解西門子 數(shù)控系統(tǒng) 的結構。首先通過以下的實物圖觀察840D系統(tǒng)。
2.2西門子810D系統(tǒng)的結構組成 （請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調試手冊 - 2006版本）
SINUMERIK840D是由數(shù)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(tǒng)時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數(shù)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(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；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**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**HMI。一般標準供貨時，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載**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(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**為常用。
（3）、MCP(Machine control pannel)
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(wǎng)絡中的一個節(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。
2. NCU(Numerical control unit)數(shù)控單元
SINUMERIK840D的數(shù)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(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，包括相應的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus接口，RS232接口，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。
數(shù)字驅動
（請參閱：Simodrive 611 Universal 產(chǎn)品介紹）
數(shù)字伺服： 運動控制 的執(zhí)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(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記可識別。
611D數(shù)字驅動:是新一代 數(shù)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(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機為1PH7系列。
4. 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(tǒng)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*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。
西門子努力滿足一切法律和道德要求，并且，只要可能，我們還努力超越這些要求。我們的責任是按照**高的職業(yè)和道德標準和慣例來開展業(yè)務：公司絕不容忍任何不合規(guī)的行為。
在一個控制器 CU320?2 上可以連接 DRIVE-CLiQ 部件，比如電機模塊和調節(jié)型電源模塊。模塊的數(shù)量取決于所需要的性能，包括操作方式和附加功能。
驅動對象
一個驅動對象就是一個獨立軟件功能，它帶有自己的參數(shù)，如有必要，還帶有自己的故障消息和報警。
SIMOTION D 控制單元支持多驅動器的協(xié)調運動控制。除驅動對象外，還可在這些控制單元上實現(xiàn)工藝對象?？蓪⑦@些對象進行分組以形成工藝功能包，并提供擴展的運動控制功能（如同步操作、凸*、路徑插補等）或工藝功能（如凸輪控制器、溫度或壓力控制）。SIMOTION D 中集成有符合 IEC 61131-3 的 PLC，這意味著該系統(tǒng)不僅能夠控制運動序列，而且還可控制包括 HMI 及 I/O 的整臺機器
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