西門子PLC模塊6ES7516-3AN02-0AB0參數詳細

運動控制的執行部分,由611D伺服驅動和1FT6(1FK6)電機組成。

SINUMERIK840D配置的驅動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅動模塊（功率模塊）。

電源模塊：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，同時監測電源和模塊狀態。根據容量不同，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數字驅動:是新一代數字控制總線驅動的交流驅動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應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，可實現全閉環控制。主軸伺服電機為1PH7系列。

4. PLC模塊

SINUMERIK810D/840D系統的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

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實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅；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)

zui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等而開發的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅；PCU50、PCU70對應于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OP031zui為常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

MCP是專門為數控機床而配置的，它也是OPI上的一個節點，根據應用場合不同，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開關設定。

對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構成的網絡中的一個節點。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））：*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數控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數控軟件和PLC控制軟件，并且帶有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，所有的驅動模塊均排列在其右側。

編輯

· PLC采用循環執行用戶程序的方式。OB1 是用于循環處理的組織塊（主程序），它可以調用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。

·在起動完成后，不斷地循環調用OB1，在OB1 中可以調用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。

·循環程序處理過程可以被某些事件中斷。

·在循環程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區和輸出地址區，而是訪問CPU 內部的輸入/輸出過程映像區（在CPU的系統存儲區）

在變頻器領域，也存在著一些難以控制的東西。直到西門子功能強大的變頻器問世之后，情況才有了改觀。MICROMASTER 440 是專門針對與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動態響應的應用而設計的。這些高級矢量控制系統可確保*的高驅動性能，即使發生突然負載變化時也是如此。由于具有快速響應輸入和定位減速斜坡，因此，甚至在不使用編碼器的情況下也可以移動至目標位置。該變頻器帶有一個集成制動斬波器，即使在制動和短減速斜坡期間，也能以突出的精度工作。所有這些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范圍內實現。

根據電機轉速的公式：

n=n1(1-s)(1)

N1=60f/p(2)

式中:n-電機轉速;n1-電機的同步轉速;s-滑差;f-旋轉磁場頻率;P-電機極對數

可知改變電機轉速的方法有改變滑差s、改變旋轉磁場頻率f、改變電機極對數p三種。

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調的交流電源。是由由主電路和控制帶電路組成的。主電路是給異步電動機提供可控電源的電力轉換部分，變頻器的主電路分為兩類，其中電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波部分是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波部分是電感。它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的整流部分，吸收在轉變中產生的電壓脈動的平波回路部分，將直流功率變換為交流功率的逆變部分。控制電路是給主電路提供控制信號的回路，它有決定頻率和電壓的運算電路，檢測主電路數值的電壓、電流檢測電路，檢測電動機速度的的速度檢測電路，將運算電路的控制信號放大的驅動電路，以及對逆變器和電動機進行保護的保護電路組成

MICROMASTER 430 具有模塊化設計。 操作員面板和通訊模塊很容易更換，無需任何工具。

主要特性

引導調試簡單

模塊化結構允許組態的大靈活性

基本操作面板（BOP），用于變頻器參數化

帶多語言純文本顯示的 AOP 高級操作員面板

帶中英文純文本顯示的 AOP 高級操作員面板

帶西里爾字母、德語和英語純文本顯示的 AOP 高級操作員面板

MICROMASTER 430 變頻器適用于多種變速驅動應用。其靈活性使之具有極為廣泛的應用范圍。它特別適合與工業泵和風機一起使用。

此變頻器具有以用戶為導向的性能和易于使用的特性。 它比 MICROMASTER 420 （即帶人工和自動切換的優化的操作員面板） 有更多的輸入和輸出，并且有適配軟件的功能。

工作原理

編輯

· PLC采用循環執行用戶程序的方式。OB1 是用于循環處理的組織塊（主程序），它可以調用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。

·在起動完成后，不斷地循環調用OB1，在OB1 中可以調用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。

·循環程序處理過程可以被某些事件中斷。

·在循環程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區和輸出地址區，而是訪問CPU 內部的輸入/輸出過程映像區（在CPU的系統存儲區）

產品功能

控制類型

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

機床配置

可實現鉆、車、銑、磨、切害、沖、激光加工和搬運設備的控制，備有全數字化的SIMDRIVE611數字驅動模塊：zui多可以控制31個進給軸和主軸．進給和快速進給的速度范圍為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：程序的自動運行，加工程序中斷后，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可根據用戶程序進行輪廓的沖突檢測、半徑補償的進入和退出策略及交點計算、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序編輯器，可進行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時進行，系統具備1．5兆字節的用戶內存，用于零件程序、偏置、補償的存儲。

PLC編程

840D的集成式PLC*以標準sIMAncs7模塊為基礎，PLC程序和數據內存可擴展到288KB，u/o模塊可擴展副2048個輸入/輸出點、PLC程序能以*的采樣速率監視數據輸入，向數控機床發送運動停止/起動等指令。

操作部分硬件

840D系統提供了標準的PC軟件、硬盤、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，用戶還可通過磁盤驅動器接口和打印機并聯接口完成程序存儲、讀入及打印工作。

顯示部分

840D提供了多言種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語自轉換為一種語言，系統提供的話言有中文、英語、德語、西班牙語、法語、意大利語：顯示屏上可顯示程序塊、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用于數控系統的HMI軟件

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總線連接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zui有特點，zui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模塊三部分組成，由于在集成系統時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設備總線互相連接，因此在說明時將二者劃歸一處

西門子PLC模塊6ES7516-3AN02-0AB0參數詳細

---輸入輸出接口擴展

------與6SE70系列一樣，S120也可以選配器件擴展輸入輸出接口，共有兩種方式：插在控制單元上的端子擴展板TB30或安裝在導軌上的端子擴展模塊TM31、TM15等

---編碼器模塊

------S120共有3種編碼器模塊：SMC10、SMC20、SMC30，用于處理不帶DRIVE-CLiQ接口的電機的編碼器信號。

---工藝

------S120的基本定位器（Epos）具有更強大的功能，可用于線性軸和回轉軸的式或相對式定位。6SE70系列的工藝板T100/T300/T400及CUMC適用的F01選件的功能，可以通過S120的DCC以及SIMOTION D來實現。

---工程軟件

------S120傳動系統的設計使用SIZER組態工具，它包含了S120系列的所有組件的數據；S120的調試使用STARTER調試工具，既可以獨立安裝，也可以集成在Drive ES軟件中用于SIMATIC應用，也可以集成在SCOUT軟件中用于SIMOTION的應用。

---得益于SINAMICS系列使用的DRIVE-CLiQ通訊和模塊化結構，以及全新的調試軟件STARTER，相比使用 6SE70 系列在多機傳動時使用 SINAMICS S120 具有以下優勢：