西门子数控(1).doc

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资源描述
西门子数控系统调试,编程和维修概要
概 述
西门子公司数控系统产品结构
数控系统的基本构成
第一讲 西门子数控系统的基本构成
一.西门子840D系统的组成
SINUMERIK840D是由数控及驱动单元(CCU或NCU),MMC,PLC模块三部分组成,由于在集成系统时,总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起,并用设备总线互相连接,因此在说明时将二者划归一处。
?人机界面
人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成
MMC(Man Machine Communication)包括:OP(Operation panel)单元,MMC,MCP
(Machine Control Panel)三部分。MMC实际上就是一台计算机,有自己独立的CPU,还可以带硬盘,带软驱;OP单元正是这台计算机的显示器,而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。
1.MMC
我们最常用的MMC有两种:MMC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘;而MMC103的CPU为奔腾,可以带硬盘,一般的,用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103.
※PCU(PC UNIT)是专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、
OP15等而开发的MMC模块,目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2,不带硬盘,但可以带软驱;PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘,与MMC不同的是:PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI,
HMI有分为两种:嵌入式HMI和高级HMI。一般标准供货时,PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI.
2.OP
OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求,西门子为用户选配不同的OP单元,如:OP030,OP031,OP032,OP032S等,其中OP031最为常用。
3.MCP
MCP是专门为数控机床而配置的,它也是OPI上的一个节点,根据应用场合不同,其布局也不同,目前,有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D,MCP的MPI地址分别为14和6,用MCP后面的S3开关设定。
对于SINUMERIK840D应用了MPI(Multiple Point Interface)总线技术,传输速率为187.5k/秒,OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率,又有OPI(Operator PanelInterface)总线,它的传输速率为1.5M/秒。
?数控及驱动单元
1.NCU数控单元
SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU(Numenrical Controlunit)单元:中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯 它由一个COM CPU板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成.
根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同,NCU分为NCU561.2,NCU571.2,
NCU572.2,NCU573.2(12轴),NCU573.2(31轴)等若干种,同样,NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片,包括相应的数控软件和PLC控制软件,并且带有MPI或Profibus借口,RS232借口,手轮及测量接口,PCMCIA卡插槽等,所不同的是NCU单元很薄,所有的驱动模块均排列在其右侧。
2.数字驱动
? 数字伺服:运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6(1FK6)电机组成
SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分:电源模块+驱动模块(功率模块)。
电源模块:主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源,产生母线电压,同时监测电源和模块状态。根据容量不同,凡小于15KW均不带馈入装置,极为U/E电源模块;凡大于15KW均需带馈入装置,记为I/RF电源模块,通过模块上的订货号或标记可识别。
611D数字驱动:是新一代数字控制总线驱动的交流驱动,它分为双轴模块和单轴模块两种,相应的进给伺服电机可采用1FT6或者1FK6系列,编码器信号为1Vpp正弦波,可实现全闭环控制。主轴伺服电机为1PH7系列。
?PLC模块
SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块,在同一条导轨上从左到右依次为电源模块(Power Supply),接口模块(Interface Module)机信号模块(Signal Module)。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。
最多8个SM模块
最多四级
电源模块(PS)是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。
接口模块(IM)是用于级之间互连的。
信号模块(SM)使用与机床PLC输入/输出的模块,有输入型和输出型两种。
二.硬件的接口
1.840D系统的接口
? 840D系统的MMC,HHU,MCP都通过一根MPI电缆挂在NCU上面,MPI是西门子PLC的一个多点通讯协议,因而该协议具有开放性,而OPI是840D系统针对NC部分的部件的一个特殊的通讯协议,是MPI的一个特例,不具有开放性,它比传统的MPI通讯速度要快,MPI的通讯速度是187.5K波特率,而OPI是1.5M。
? NCU上面除了一个OPI端口外,还有一个MPI,一个Profibus接口,Profibus接口可以接所有的具有Profibus通讯能力的设备。Profibus的通讯电缆和MPI的电缆一样,都是一根双芯的屏蔽电缆。
X101 操作面板接口(OPI)
X102 PROFIBUS接口
X112 预留接口(NCU与NCU通讯)
X111 SIMATIC接口(IM361)
X122 PC MPI接口(MPI)
X121 I/O接口(电缆分配盒)
H1/H2 错误和状态灯
H3 7段显示
S1/S2 复位/NMI按钮
S3 NCK启动开关
S4 PLC启动开关
X130A SIMODRIVE 611D接口
X130B 数字模块I/O扩展接口(仅限于NCU573)
X172 设备总线接口
X173 PCMCIA插槽(X173)
? 在MPI,OPI和Profibus的通讯电缆两端都要接终端电阻,阻值是220欧,所有如果要
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