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详解西门子840D系统主要部件

来源:技术文章    发布时间:2020-03-25    浏览:134次
 
  相信很多人都对西门子840D有所了解,但是了解的可能不是太完整,下面对它的的几个重要部件(NCU、MMC、OP、MCP、SIMODRIVE611D)进行分析。
  1)NCU(NumericalControlUnit)数控单元。其数控单元被称为NCU(又称为CCU),它负责NC所有的功能、机床的逻辑控制与MMC的通信。它由一个COMCPU板、一个PLCCPU板和一个DRIVE板组成。
  根据硬件如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单元中也集成数控CPU和SIMATICPLCCPU芯片,包括相应的数控软件和PLC控制软件,并且带有MPI或PROFIBUS接口、RS-232接H,手轮及测量接门、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。其中各接口端的意义如下:
  ①X101。操作面板接口端,该端口通过电缆与MMC(人机通信接口板)及机床操作面板连接。
  ②X102。现场总线接口(PROFIBUS-DP),该端口主要是满足SIEMENS通信协议的要求。
  ③X111。PLCS7-300I/O接口端,该端口提供了与PLC连接的通道。
  ④X112。预留接口。实现与外部NCU的通信,如要有数个数控机床构成DNC系统,实现系统的协调控制,则各个数控机床均要通过该端口与主控计算机通信。
  ⑤X121。多路I/O接口端,通过该端口数控系统可与多种外设连接,如与控制进给运动的手轮、CNCI/O的连接。
  ⑥X122。PLC编程器PG接口端,通过该端口与SIEMENSPLC编程器PG连接,以此传输PG中的PLC程序到NC模块,或从NC模块将PLC程序复制到PG中,另外还可在线实时监测PLC程序的运行状态。
  ⑦X130A。驱动总线路接口。
  ⑧X130B。数字模块接口,电动机驱动器611D的I/O扩展端口,通过扁平电缆将驱动总线与各个驱动模块连接起来,对各个伺服电动机进行控制。
  ⑨X172。数控系统时间控制总线端口,通过扁平电缆与各相关模块的系统数据控制总线联系起来。
  ⑩X173。数控系统控制程序储存卡插槽。
  S3。NCK启动开关。
  S4。PLC启动开关。
  2)MMC(ManMachineCommunication)。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.一般地,用户为西门子810D配IVIMCIOO.2,而为西门子840D配MMC103PCU(FCL-NIT),这是专门为配合SIEMENS的新操作面板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WindowsNT的。PCU的软件被称为HMI,HMI又分为两种:嵌入式HMI和高级HMI。一般标准工作时,PCU20装载的是嵌入式HM1,而PCU50和PCU70则装载高级HMI。
  3)OP(OperationPanel)。OP单元一般包括一个10.4inTFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求,SIEMENS为用户选配不同的OP单元,如OP030、OP031、OP032、OP032S等,其中OH031l经常用。
  4)MCP(MachineControlPanel)。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MCP和铣床MCP两种。对西门子810D和西门子840D,MCP的MPI地址分别为14和6,用MCP后面的S3开关设定。
  5)SIMODRIVE611D数字伺服驱动单元。SIMODRIVE611D数字伺服驱动单元运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和IFT6(IFK6)电动机组成。SIMODRIVE611D包括两部分:电源模块,驱动模块(功率模块)。
  ①电源模块。电源模块主要为NC和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,小于15kW均不带馈入装置,记为U/E电源模块;凡大于15kW均需带馈人装置,记为I/RF电源模块,通过模块上的订货号或标记可识别。其接口端中主要接口端的意义如下。
  X111:“准备好”信号,由电源模块输出至PLC的电源模块,表示电源正常。
  X121:使能信号,由PLC输岀至电源模块、数控模块,表示外部电路信号正常。
  X141:电源模块电源工作正常输出信号端口。
  X161:电源模块设定操作和标准操作选择端口。
  X171:线圈通电触点,控制电源模块内部线路预充电接触器(一般按出厂状态用)。
  X172:启动禁止信号端(一般按出厂状态使用)。
  X181:供外部使用的供电电源端口,包括直流电源600V、三相交流电源380V。
  ②611D数字驱动。它是新一代数字控制总线驱动的交流驱动,分为双轴模块和单轴模块两种。相应的进给伺服电动机可采用IFT6或者IFK6系列,编码器信号为IV(峰-峰值)正弦波,可实现全闭环控制。主轴伺服电动机为1PH7系列。其中主要接口端的意义如下。X411、X412:电动机内置光电脉冲编码器反馈至该端口进行位置和速度反馈的处理。
  X421、X422:机床拖板直接位置反馈(光栅)端口。
  X431:脉冲使能端口,使能信号一般由PLC给出。
  X432:高速I/O接口端。
  X34、X35:电压、电流检测孔,一般供模块维修检测使用,用户不得使用。
  PLC模块:西门子810D、西门子840D系统的PLC部分使用的是SIEMENSSI-MAT-ICS7-300的软件及模块,在同一条导轨上从左到右依次为电源模块(PowerSupply)、接口模块(InterfaceModule)及信号模块(SignalModule)。PLC的CPU与NC的CPU集成在NCU中。电源模块(PS)是为PLC和NC提供24V和5V电源的。
  接口模块(IM)是用于级之间互连的。信号模块(SM)使用机床PLCI/O模块,有输入型和输出型两种。
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