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產(chǎn)品簡介
詳細介紹
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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(gòu)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(qū)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(yīng)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(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)組成 （請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調(diào)試手冊 - 2006版本）
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,。
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(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(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(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(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(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,。
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））：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(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(qū)動模塊均排列在其右側(cè),。
數(shù)字驅(qū)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(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(dǎo)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。
簡單靈活,，模塊化設(shè)計
----MicroMaster420是全新一代模塊化設(shè)計的多功能標準變頻器,。它友好的用戶界面，讓你的安裝,、操作和控制象玩游戲一樣靈活方便,。全新的IGBT技術(shù)、強大的通訊能力,、**的控制性能,、和高可靠性都讓控制變成一種樂趣。 主要特征：
| 誰說靈活的操作 控制不是一種樂趣 |
控制功能：
線性v/f控制，平方v/f控制,，可編程多點設(shè)定v/f控制,；
磁通電流控制（FCC），可以改善動態(tài)響應(yīng)特性,；
新的IGBT技術(shù),，數(shù)字微處理器控制；
數(shù)字量輸入3個,，模擬量輸入1個,，模擬量輸出1個，繼電器輸出1個,；
集成RS485通訊接口,，可選PROFIBUS-DP通訊模塊/Device-Net模板；
具有7個固定頻率,，4個跳轉(zhuǎn)頻率,，可編程；
"捕捉再起動"功能,；
在電源消失或故障時具有"自動再起動"功能,；
靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性,；
**電流限制（FCL）,，防止運行中不應(yīng)有的跳閘；
有直流制動和復(fù)合制動方式提高制動性能,；
采用BiCo技術(shù),，實現(xiàn)I/O端口自由連接。
保護功能：
過載能力為150％額定負載電流,，持續(xù)時間60秒,；
過電壓、欠電壓保護,；
變頻器過溫保護,；
接地故障保護，短路保護,；
I2t電動機過熱保護；
采用PTC通過數(shù)字端接入的電機過熱保護,；
采用PIN編號實現(xiàn)參數(shù)連鎖,；
閉鎖電機保護，防止失速保護,。
西門子RS485中繼器使用說明
按照Profibus的規(guī)范,，當網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備*過32個,，或者波特率對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通訊距離已經(jīng)*出規(guī)定范圍時，就應(yīng)該使用Profibus RS485中繼器來拓展網(wǎng)絡(luò)連接,。中繼器設(shè)備使用起來比較簡單,，這里僅就使用過程中容易出現(xiàn)問題的地方進行介紹。
1 RS485中繼器的介紹
**還是介紹一下RS485中繼器的面板：
圖1 RS485中繼器
其中：
1) RS485中繼器的電源端子,。其中“M5.2"是信號線“A,、B"的 “信號地"；
2) 網(wǎng)段1和網(wǎng)段2的電纜屏蔽層接地,；
3) 網(wǎng)段1的信號線端子,；
4) 網(wǎng)段1的終端電阻設(shè)置；
5) 網(wǎng)絡(luò)開關(guān),，用于接通和斷開網(wǎng)段1,、2；
6) 網(wǎng)段2的終端電阻設(shè)置,；
7) 網(wǎng)段2的信號線端子,；
8) 背板安裝彈簧片；
9) 用于PG/OP連接到網(wǎng)段1的接口,；
10) LED 24V 電源指示燈,；
11) 網(wǎng)段1的工作指示LED；
12) 網(wǎng)段2的工作指示LED,；
注意：M5.2用于信號電壓測量時做為參考地,，一般不接線。
西門子變頻器6SE6420-2UD15-**A1
2 RS485中繼器的功能
2.1 網(wǎng)段的劃分
RS485中繼器上下分為兩個網(wǎng)段,，其中A1/B1 和 A1’ / B1 ‘ 是網(wǎng)段1的一個Profibus接口,，A2/B2 和 A2’ / B2 ‘ 是網(wǎng)段2的一個Profibus接口，PG/OP 接口屬于網(wǎng)段1,；信號再生是在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2之間實現(xiàn)的,，同一網(wǎng)段內(nèi)信號不能再生；兩個網(wǎng)段之間是物理隔離的,，因而RS485中繼器除了擴展網(wǎng)段外,，還有一個作用就是可以進行網(wǎng)絡(luò)隔離。
2.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲
A1/B1 和 A1’ / B1 ‘其實是一個Profibus接口的進口/出口的接線端子,，就像Profibus接頭的進口/出口一樣,，因而也涉及到終端電阻的設(shè)置問題，這也往往是在使用過程中容易出現(xiàn)錯誤的地方,，這里做個詳細的說明：
1） 中繼器做為終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展
圖2 中繼器的網(wǎng)絡(luò)擴展連接
在這個網(wǎng)絡(luò)拓撲中,，中繼器連接了網(wǎng)段1和網(wǎng)段2，由于中繼器內(nèi)部是隔離的，因而做為網(wǎng)段1來講,，中繼器就是該網(wǎng)段的一個終端設(shè)備,，因而在網(wǎng)段1中，應(yīng)該將Profibus網(wǎng)線接在A1/B1上,，同時網(wǎng)段1的終端電阻設(shè)置為“On",；而網(wǎng)段2與網(wǎng)段1類似，也需要將電纜連接在A2/B2上,，同時終端電阻設(shè)置為“On",。
由于在一個RS485物理網(wǎng)段中，只能夠連接32個物理設(shè)備,，但RS485 中繼器本身也是一個特殊的DP從站設(shè)備,，在網(wǎng)段1和網(wǎng)段2中，都分別占用一個物理位置（但不用分配站號）,，因而實際在這兩個網(wǎng)段中都只能再連接31個DP主站/從站設(shè)備,。
這些都是物理連接上的限制，在STEP7組態(tài)中,，網(wǎng)段1和網(wǎng)段2都屬于同一個邏輯網(wǎng)絡(luò),。整個網(wǎng)絡(luò)上從站的連接個數(shù)取決于DP主站的連接個數(shù)（包括RS485中繼器、OLM等設(shè)備）,。
中繼器擴展的距離,，假設(shè)1.5M bps的波特率時，通訊距離為200米,，則網(wǎng)段1從遠站到中繼器網(wǎng)段1之間的距離為200米,，而從中繼器的網(wǎng)段2到遠站還可以再擴展200米，這樣整個網(wǎng)絡(luò)的距離為400米,。
2） 中繼器的一個網(wǎng)段做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展
圖3 中繼器的一個網(wǎng)段做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展
該網(wǎng)絡(luò)拓撲中,，網(wǎng)段1仍然時正常的連接，但網(wǎng)段2不是網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備了,，而是網(wǎng)絡(luò)中間的一個設(shè)備,，此時終端電阻應(yīng)當設(shè)置在“Off"，而網(wǎng)段2上的兩個終端設(shè)備應(yīng)分別設(shè)置終端電阻,。
在這種網(wǎng)絡(luò)拓撲中,，網(wǎng)段1的連接方式和距離和上一種方式相同，但網(wǎng)段2的擴展距離是從網(wǎng)段2的左,、右兩個終端站點之間的距離（1.5M bps時200米）,。
3） 中繼器在的兩個網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展
圖4 中繼器在的兩個網(wǎng)段內(nèi)都做為中間設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓展
此時，網(wǎng)段1和網(wǎng)段2都按照上一種拓撲中網(wǎng)段2的方式進行連接和拓展,。即終端電阻為“Off",，網(wǎng)段1的總長度為200米（1.5M bps）,，網(wǎng)段2的總長度也為200米（1.5M bps）,。兩個網(wǎng)段之間是電氣隔離的,。
當網(wǎng)絡(luò)中的終端站出現(xiàn)斷電情況時，終端電阻也因無法得到電源而丟失（其實是電阻值發(fā)生變化）,，這將導(dǎo)致信號中斷或者出現(xiàn)亂碼,，從而影響到另外一個網(wǎng)段甚至整個網(wǎng)絡(luò)的通訊質(zhì)量，因而建議可以將兩個網(wǎng)段斷開,，這樣可以避免網(wǎng)段之間的相互干擾,。