西門子數控系統:產品簡介,產品說明,基本信息,產品種類,產品功能,數字驅動,元件,

是一個集成所有數控系統元件（數字控制器，可程式控制器，人機操作界面）於一體的操作面板安裝形式的控制系統。

基本介紹

中文名：西門子數控系統
定義：操作面板安裝形式的控制系統
產品種類：802D、810D、840D等
控制類型：採用32位微處理器、實現CNC控制
操作方式：自動、手動、示教等
元件：電子手輪、工具機操作面板等

產品簡介,產品說明,基本信息,產品種類,產品功能,數字驅動,元件,發展歷史,

產品簡介

所配套的驅動系統接口採用西門子公司全新設計的可分散式安裝以簡化系統結構的驅動技術，這種新的驅動技術所提供的DRIVE-CLiQ接口可以連線多達6軸數字驅動。外部設備通過現場控制匯流排PROFIBUS DP連線。這種新的驅動接口連線技術只需要最少數量的幾根連線就可以進行非常簡單而容易的安裝。SINUMERIK802D sl為標準的數控車床和數控銑床提供了完備的功能，其配套的模組化結構的驅動系統為各種套用提供了極大的靈活性。性能方面經過大大改進的工程設計軟體（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。售後服務中，西門子維修和保養對於系統的穩定運轉起到非常重要的作用。

產品說明

基本信息

相對於802D在性能上有許多的改進，為廣大的客戶在希望擴大套用領域和範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，卓越的產品可靠性，數字控制器，可程式控制器，人機操作界面，輸入/輸出單元一體化設計的系統結構，由各種循環和輪廓編程提供的擴展編程幫助技術，通過DRIVE-CLiQ 接口實現的最新數字式驅動技術提供了統一的數字式接口標準，各種驅動功能按照模組化設計，可以根據性能要求和智慧型化要求靈活安排，各種模組不需要電池及風扇，因而無需任何維護。

各種功能體現了西門子公司最新的產品創新技術，例如5個數字驅動軸，其中任意4個都可以作為聯動軸進行插補運算，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，可以採用3個數字軸，一個數字主軸，一個數字輔助主軸和一個數字定位軸的配置。新一代的西門子驅動技術平台SINAMICS S120伺服系統通過已經集成在元件級的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，使用的標準快閃記憶體卡（CF）可以非常方便的備份全部調試數據檔案和子程式，通過快閃記憶體卡（CF）可以對加工程式進行快速處理，通過連線端子使用兩個電子手輪，216 個數字輸入和144 個數字輸出（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）。

產品種類

西門子數控系統是西門子集團旗下自動化與驅動集團的產品，西門子數控系統SINUMERIK發展了很多代。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的定位作描述如下：

西門子各系統的性價比較

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於一體。可靠性高、易於安裝。SINUMERIK802D可控制4個進給軸和一個數字或模擬主軸。通過生產現場匯流排PROFIBUS將驅動器、輸入輸出模組連線起來。

模組化的驅動裝置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服電機，為工具機提供了全數位化的動力。

通過視窗化的調試工具軟體，可以便捷地設定驅動參數，並對驅動器的控制參數進行動態最佳化。

SINUMERIK802D集成了內置PLC系統，對工具機進行邏輯控制。採用標準的PLC的程式語言Micro/WIN進行控制邏輯設計。並且隨機提供標準的PLC子程式庫和實例程式，簡化了製造廠設計過程，縮短了設計周期。

2) 810D

（請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調試手冊 - 2006版本）

在數位化控制的領域中，SINUMERIK 810D第一次將CNC和驅動控制集成在一塊板子上。

快速的循環處理能力，使其在模組加工中獨顯威力。SINUMERIK 810D NC軟體選件的一系列突出優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上實現快速控制。

另一個例子是坐標變換功能。固定點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體選件。

樣條插補功能(A，B，C樣條)用來產生平滑過渡；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控系統在這種高技術、高速度運行狀態下保持正常溫度。此外，系統還為您提供鑽、銑、車等加工循環。 SINUMERIK 840D

3) 840D

SINUMERIK 840D數字NC系統用於各種複雜加工,它在複雜的系統平台上，通過系統設定而適於各種控制技術。840D與SINUMERIK_611數字驅動系統和SIMATIC7可程式控制器一起，構成全數字控制系統，它適於各種複雜加工任務的控制，具有優於其它系統的動態品質和控制精度。

產品功能

控制類型

採用32位微處理器、實現CNC控制，用於完成CNC連續軌跡控制以及內部集成式PLC控制。

工具機配置

可實現鑽、車、銑、磨、切割、沖、雷射加工和搬運設備的控制，備有全數位化的SIMDRIVE611數字驅動模組：最多可以控制31個進給軸和主軸．進給和快速進給的速度範圍為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：程式的自動運行，加工程式中斷後，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可根據用戶程式進行輪廓的衝突檢測、刀具半徑補償的進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誤差補償、反向間隙補償、過象限誤差補償等。

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式編輯器，可進行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程式編制與加工可同時進行，系統具備1．5兆位元組的用戶記憶體，用於零件程式、刀具偏置、補償的存儲。

PLC編程

840D的集成式PLC完全以標準sIMAncs7模組為基礎，PLC程式和數據記憶體可擴展到288KB，u/o模組可擴展副2048個輸入/輸出點、PLC程式能以極高的採樣速率監視數據輸入，向數控工具機傳送運動停止/起動等指令。

操作部分硬體

840D系統提供了標準的PC軟體、硬碟、奔騰處理器，用戶可在Windows98/2000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，用戶還可通過磁碟驅動器接口和印表機並聯接口完成程式存儲、讀入及列印工作。

顯示部分

840D提供了多語種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語言轉換為一種語言，系統提供的語言有中文、英語、德語、西班牙語、法語、義大利語：顯示屏上可顯示程式塊、電動機軸位置、操作狀態等信息。

2.1 西門子數控系統的基本構成

請參閱：SIEMENS數控系統操作部件

SIEMENS用於數控系統的HMI軟體

西門子數控系統有很多種型號，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匯流排連線驅動裝置以及輸入輸出模板，完控制功能。

而在西門子的數控產品中最有特點，最有代表性的系統應該是840D系統。因此，我們可以通過了解西門子840D系統，來了解西門子數控系統的結構。首先通過以下的實物圖觀察840D系統。

2.2西門子810D系統的結構組成（請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調試手冊 - 2006版本）

SINUMERIK840D是由數控及驅動單元（CCU或NCU），MMC,PLC模組三部分組成，由於在集成系統時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數控單元(CCU或NCU)並排放在一起，並用設備匯流排互相連線，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(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實際上就是一台計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬碟，帶軟碟機；OP單元正是這台計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟體也在這台計算機中。

（1）MMC(Man Machine communication)

最常用的MMC有兩種：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬碟；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬碟，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等而開發的MMC模組，目前有三種PCU模組——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應於MMC100.2，不帶硬碟，但可以帶軟碟機；PCU50、PCU70對應於MMC103,可以帶硬碟，與MMC不同的是：PCU50的軟體是基於WINDOWS NT的。PCU的軟體被稱作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(Machine control pannel)

MCP是專門為數控工具機而配置的，它也是OPI上的一個節點，根據套用場合不同，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後面的S3開關設定。

對於SINUMERIK840D套用了MPI（Multiple Point Interface）匯流排技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個匯流排構成的網路中的一個節點。為提高人機互動的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）匯流排，它的傳輸速率為1.5M/秒。

2. NCU(Numerical control unit)數控單元

SINUMERIK840D的數控單元被稱為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,工具機的邏輯控制,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.

根據選用硬體如CPU晶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晶片，包括相應的數控軟體和PLC控制軟體，並且帶有MPI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，所有的驅動模組均排列在其右側。

數字驅動

（請參閱：Simodrive 611 Universal 產品介紹）

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配置的驅動一般都採用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模組+驅動模組（功率模組）。

電源模組：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，同時監測電源和模組狀態。根據容量不同，凡小於15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模組；凡大於15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模組，通過模組上的訂貨號或標記可識別。

611D數字驅動:是新一代數字控制匯流排驅動的交流驅動，它分為雙軸模組和單軸模組兩種，相應的進給伺服電機可採用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。

4. PLC模組

SINUMERIK810D/840D系統的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟體及模組，在同一條導軌上從左到右依次為電源模組（Power Supply），CPU模組，接口模組（Interface Module）及信號模組（Signal Module）。PLC模組的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。

電源模組（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。

接口模組（IM）是用於級之間互連的。

信號模組（SM）使用與工具機PLC輸入/輸出的模組，有輸入型和輸出型兩種。

元件

系統集成和連線以下元件：最大可以連線2個電子手輪，小型手持單元，通過I/O 模組PP 72/48 或通過 MCPA模組控制的工具機操作面板，MCPA 模組被插入安裝在PCU 210的後背板。MCPA 模組可以連線工具機控制臺，同時具有用於模擬主軸的模擬接口。最大可以連線3個I/O模組PP 72/48。