西门子SINUMERIK 840D数控系统介绍.docx

西门子 SINUMERIK 840D 数控系统介绍【摘要】：西门子（SINUMERIK）数控系统是德国西门子公司的产品西门子 凭借在数控系统及驱动产品方面的专业思考与深厚积累，不断制造出机床产品的 典范之作，为自动化应用提供了日趋完美的技术支持 SINUMERIK 不仅意味着 一系列数控产品，其力度在于生产一种适于各种控制领域不同控制需求的数控系 统，其构成只需很少的部件它具有高度的模块化、开放性以及规范化的结构， 适于操作、编程和监控主要包括：控制及显示单元、PLC输入/输出单元（PP）、 PROFIBUS 总线单元、伺服驱动单元、伺服电机等部分关键词】 ： SINUMERIK 840D 数控系统性能 硬件结构 软件结构一.SINUMERIK 840D数控系统性能SINUMERIK 840D是西门子公司20世纪90年代推出的高性能数控系统它保持西门 子前两代系统SINUMERIK 880和840C的三CPU结构：人机通信CPU（MMC-CPU）、数 字控制CPU（NC-CPU）和可编程逻辑控制器CPU（PLC-CPU）三部分在功能上既相互 分工，又互为支持在物理结构上,NC-CPU和PLC-CPU合为一体,合成在NCU（Numerical Control Unit）中，但在逻辑功能上相互独立。

相对于前几代系统，SINUMERIK 840D具有 以下几个特点：1、 数字化驱动 在SINUMERIK 840D中，数控和驱动的接口信号是数字量，通过驱动 总线接口，挂接各轴驱动模块2、 轴控规模大 最多可以配31 个轴，其中可配10个主轴3、 可以实现五轴联动 SINUMERIK 840D可以实现X、Y、Z、A、B五轴的联动加工， 任何三维空间曲面都能加工4、 操作系统视窗化SINUMERIK 840D采用Windows 95作为操作平台，使操作简单、 灵活，易掌握5、 软件内容丰富功能强大SINUMERIK 840D可以实现加工（Machine）、参数设置 （Parameter）、服务（Services）、诊断（Diagnosis）及安装启动（Start-up）等几大软件功能6、 具有远程诊断功能 如现场用PC适配器、MODEM卡，通过线实现SINUMERIK 840D与异域PC机通信，完成修改PLC程序和监控机床状态等远程诊断功能7、 保护功能健全SINUMERIK 840D系统软件分为西门子服务级、机床制造厂家级、 最终用户级等7个软件保护等级，使系统更加安全可靠8、 硬件高度集成化SINUMERIK 840D数控系统采用了大量超大规模集成电路，提高 了硬件系统的可靠性。

9、 模块化设计SINUMERIK 840D的软硬件系统根据功能和作用划分为不同的功能模 块，使系统连接更加简单10、 内装大容量的PLC系统 SINUMERIK 840D数控系统内装PLC最大可以配2048 输入和2048输出，而且采用了 Profibus现场总线和MPI多点接口通信协议，大大减少了现 场布线11、 PC化 SINUMERIK 840D数控系统是一个基于PC的数控系统二 SINUMERIK 840D数控系统硬件结构SINUMERIK 840D系统硬件组成原理如图1所示图1 SINUMERIK 840D数控系统硬件组成框图下面介绍其主要的功能部件1. 数字控制单元 NCUNCU (Numerical Control Unit)是 SINUMERIK 840D 数控系 统的控制中心和信息处理中心，数控系统的直线插补、圆弧插补等轨迹运算和控制、PLC 系统的算术运算和逻辑运算都是由NCU完成的在SINUMERIK 840D中，NC-CPU和 PLC-CPU采用硬件一体化结构，合成在NCU中2. 人机通信中央处理单元MMC-CPUMMC-CPU的主要作用是完成机床与外界及与 PLC-CPU、NC-CPU之间的通信，内带硬盘，用以存储系统程序、参数等。

3. 操作员面板OPO31操作员面板OP的作用是：显示数据及图形，提供人机显示界 面；编辑、修改程序及参数；实现软功能操作在 SINUMERIK 840D 中有 OP031、OP032、OP032S、OP030 以及 PHG 等 5 种操作员 面板其中，OPO31是常使用的操作员面板4•机床操作面板MCPMCP的主要作用是完成数控机床的各类硬功能键的操作主 要有以下列6个硬功能键操作1) 操作模式键区，可选择的操作模式有JOG、MD、TEACH IN和AUTO等4种操 作模式2) 轴选择键区，实现轴选择，完成轴的点动进给、回参考点和增量进给3) 自定义键区，供用户使用，通过PLC的数据块实现与系统的联系，完成机床生产 厂所要求的特殊功能4) 主轴操作区，主轴倍率开关，实现主轴转速0〜150%倍率修调主轴起停按钮实 现主轴驱动系统的起停，一般控制主轴驱动系统的脉冲使能和驱动使能5) 进给轴操作区，进给轴倍率开关，实现主轴转速0〜200%倍率修调进给轴起停 按钮实现进给轴驱动系统的起停，一般控制进给轴驱动系统的脉冲使能和驱动使能6) 急停按钮，实现机床的紧急停车，切断进给轴和主轴的脉冲使能和驱动使能。

5. I/RF主电源模块主电源模块主要功能是实现整流和电压提升功能6. 驱动系统它包括主轴驱动系统和进给驱动系统两部分三.SINUMERIK 840D数控系统软件结构SINUMERIK 840D系统软件结构如图2所示，SINUMERIK 840D软件系统包括4大类软件:MMC软件系统、NC软件系统、PLC软件系统和通信及驱动接口软件EK■as it莎 HCIE—WjK耳費盂冲——WLD耳时-__离超週-fflFWt*58功Fl普EFFOH■SHD图2 SINUMERIK 840D数控系统软件结构图1、 MMC软件系统在MMC102/103以上系统均带有5GB或1OGB的硬盘，内装有基本输 入、输出系统(BIOS)，DR-DOS内核操作系统、Windows95操作系统，以及串口、并口、鼠 标和键盘接口等驱动程序，支撑SINUMERIK与外界MMC-CPU、PLC-CPU、NC-CPU之间的相互 通信及任务协调2、 NC软件系统NC软件系统包括下列内容：(1) NCK数控核初始引导软件，该软件固化在EPROM中2) NCK数控核数字控制软件系统它包括机床数据和标准的循环子系统，是西门子公 司为提高系统的使用效能，而开发的一些常用的车削、铣削、钻削和镗削功能等软件。

用户 必须理解每个循环程的参数含义才能进行调用3) SINUMERIK 611D驱动数据它是指SINUMERIK 840D数控系统所配套使用的SIMODRIVE 611D数字式驱动系统的相关参数4) PCMCIA卡软件系统在NCU上设置有一个PCMCIA插槽，用于安装PCMCIA个人计算机存储卡，卡内预装有 NCK驱动软件和驱动通信软件等3、 PLC软件系统PLC软件系统包括PLC系统支持软件和PLC程序1) PLC系统支持软件，它支持SINUMERIK 840D数控系统内装的CPU315-2DP型可编程 逻辑控制器的正常工作，该程序固化在NCU内2) PLC程序，它包含基本PLC程序和用户PLC程序两部分4、通信及驱动接口软件它主要用于协调PLC-CPU、NC-CPU和MMC-CPU三者之间的通 信四．结束语840D/810D是几乎同时推出的，具有非常高的系统一致性，显示/操作面板、机床操作 面板、S7-300PLC、输入/输出模块、PLC编程语言、数控系统操作、工件程序编程、参数设 定、诊断、伺服驱动等许多部件均相同SINUMERIK 810D是840D的CNC和驱动控制集成 型，SINUMERIK 810D系统没有驱动接口，SINUMERIK 810D NC软件选件的基本包含了 840D 的全部功能。

采用PROFIBUS-DP现场总线结构西门子840Di系统，全PC集成的SINUMERIK 840Di数控系统提供了一个基于PC的控制概念五.参考文献[1] 韩立群．人工神经网络理论．设计及应用．北京：化学工业出版社，2002．[2] Cheng CS．A neural network for the analysis of control chart patterns．International Journal of Production Research．1997，35(3)：667—697[3] 阎加强.张培新等.人工神经网络辅助材料研究进展及问题[J]材料导报1999, 13(2)： 15一16[4] Shing I Chang.A hybrid neural fuzzy system for statistical process contr01.Computational Intelligence in Manufacturing Handbook.Boca Raton：CRC Press LLC，2001.[5] 乐清洪，滕霖，朱名铨等.质量控制图智能诊断分析系统.计算机集成制造系统 2004，10(12)：1584—1587。