陳文博（本溪鋼鐵集團(tuán)有限公司冷軋薄板廠,遼寧　本溪　117000）

淺談西門子840D系統(tǒng)

陳文博
（本溪鋼鐵集團(tuán)有限公司冷軋薄板廠,遼寧本溪117000）

摘要：數(shù)控磨床是利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行高精度磨削加工的機(jī)床。本文介紹了西門子840D系統(tǒng)在本鋼冷軋廠MK84125磨床的應(yīng)用及硬件組成。

關(guān)鍵詞：磨床；SINUMERIK840D

數(shù)控磨床主要由程序載體、人機(jī)交互裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和磨床本體等組成。數(shù)控磨床采用數(shù)控技術(shù)，它是利用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)都是采用計(jì)算機(jī)控制的，數(shù)控技術(shù)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控。西門子840D具有高度開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，他與其他數(shù)控系統(tǒng)的不同點(diǎn)事數(shù)控與驅(qū)動(dòng)的借口信號(hào)是數(shù)字量的，它具有高度模塊化及規(guī)范化的結(jié)構(gòu)，更易操作，更易掌握。冷軋廠MK84125磨床采用西門子840D控制系統(tǒng)。SINUMERIK840D系統(tǒng)是由數(shù)控及驅(qū)動(dòng)單元，人機(jī)交換裝置,可編程控制器模塊三部分組成。

1　數(shù)控裝置

數(shù)控裝置：數(shù)控磨床最重要的組成部分，主要由輸入/輸出接口電路、控制器、運(yùn)算器和存儲(chǔ)器等組成。數(shù)控裝置的作用是將人機(jī)交互裝置輸入的信息，通過(guò)內(nèi)部的邏輯電路或系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、運(yùn)算和處理、將加工程序轉(zhuǎn)換成控制磨床運(yùn)動(dòng)的信號(hào)和指令，以控制磨床的各個(gè)部件完成工作程序中規(guī)定的動(dòng)作。磨床的數(shù)控裝置是一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)。西門子840D的數(shù)控單元被稱作NCU（NumericalControlunit）單元。它是840D系統(tǒng)的CPU，其上還集成了PLC的CPU，它負(fù)責(zé)CNC，PLC和通訊任務(wù)。因?yàn)镹CU含有數(shù)控軟件和PC控制軟件，接口有面板接口X102，Profibus，編程接口X122，及I/O擴(kuò)展手輪NCI/OX121接口，PCMCIA卡插槽X173，設(shè)備總線X172。NCU發(fā)出各個(gè)軸的控制指令和PLC邏輯控制，控制機(jī)床的輔助動(dòng)作。

2　驅(qū)動(dòng)裝置

伺服系統(tǒng):伺服系統(tǒng)由伺服控制電路、功率放大器電路和伺服電機(jī)組成的磨床執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的位置控制信息轉(zhuǎn)化為各坐標(biāo)軸方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和定位運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)在數(shù)控磨床上采用控制環(huán)節(jié)，這樣使其控制精度，動(dòng)態(tài)性能、信號(hào)響應(yīng)和加工效率有所提高。MK84125磨床伺服控制系統(tǒng)由西門子SIMODRIVE 611D變頻系統(tǒng)和西門子的1FT6/1FK6 伺服電機(jī)組成。西門子840D的數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng) 611D由電源模塊，驅(qū)動(dòng)模塊組成。電源模塊類型有U/E非受控電源模塊和I/RF再生回饋電源模塊。MK84125磨床采用I/RF電源模塊，它為NC和驅(qū)動(dòng)提供控制電源和動(dòng)力電源，并在直流母線產(chǎn)生600V電壓供其他軸共同使用，同時(shí)監(jiān)測(cè)電源和模塊狀態(tài)。611D數(shù)字驅(qū)動(dòng)分為單軸模塊和雙軸模塊，MK84125磨床采用雙軸FDD/MSD模塊，對(duì)應(yīng)的伺服電機(jī)采用1FT6或者1FK6系列，主軸伺服電機(jī)為1PH7系列。從而實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。

3　人機(jī)交換裝置

人機(jī)交互裝置：數(shù)控磨床的操作人員要通過(guò)人機(jī)交互裝置對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行操作和控制，人機(jī)交互裝置的作用是，將程序載體上的數(shù)控代碼信息轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)傳送到數(shù)控裝置的內(nèi)存儲(chǔ)器，對(duì)輸入的加工程序進(jìn)行編譯和調(diào)試，顯示數(shù)控磨床的運(yùn)行狀態(tài)，顯示磨床參數(shù)及坐標(biāo)軸位置等。鍵盤(pán)和顯示器是數(shù)控系統(tǒng)不可缺少的人機(jī)交互裝置，磨床可利用顯示器，鍵盤(pán)手動(dòng)輸入加工程序，也可以通過(guò)輸入程序的序號(hào)將程序加載到數(shù)控裝置。人機(jī)交換界面由MMC103和OP單元組成。其中OP是磨床操作臺(tái)上的操作面板，而MMC103其實(shí)就是一個(gè)帶硬盤(pán)的計(jì)算機(jī)。由OP單元可以進(jìn)行NC數(shù)據(jù)的顯示和輸入以及備份。

4　可編程序控制器

西門子840D系統(tǒng)的PLC使用西門子S7-300的軟件及模塊，它由電源模塊，接口模塊及信號(hào)模塊。電源模塊為PLC和NC提供24伏和5伏電源。接口模塊是用于級(jí)之間的相互連接。信號(hào)模塊分為輸入型和輸出型。MK84125磨床的840D系統(tǒng)PLC的CPU與NC 的CPU是集成在NCU中的。它通過(guò)NCU的X111接口與通訊模塊IM361連接，從而實(shí)現(xiàn)了與I/O及功能模塊的數(shù)據(jù)交換。

5　數(shù)據(jù)的備份

備份的目的：防止數(shù)據(jù)的丟失。因?yàn)橛写罅康臄?shù)據(jù)存在于NCU 的RAM區(qū)里，而RAM在斷電的情況下是靠電池保持的，一旦電池沒(méi)電，RAM區(qū)里的數(shù)據(jù)在一定的時(shí)間里會(huì)丟失。備份的時(shí)機(jī)：在840D的數(shù)碼顯示管變?yōu)椤?或b”后，起動(dòng)結(jié)束，并且正常。而備份應(yīng)該在powerup之后再進(jìn)行。做備份之前首先要用PG在線，Profibus總線，PCIN軟件，PC總線，這些準(zhǔn)備好之后就可以開(kāi)始做備份了。

在機(jī)床操作臺(tái)上有一個(gè)接口，這個(gè)接口是從NCU的X101引出來(lái)的，打開(kāi)HMI即可做備份了。步驟：首先，點(diǎn)擊services進(jìn)入服務(wù)區(qū)，然后點(diǎn)擊右下角的擴(kuò)展符“”點(diǎn)擊seriesstartup選擇一種需要備份的數(shù)據(jù)類，起名后，然后點(diǎn)擊右邊的Archive,就把要備份的數(shù)據(jù)備份到PG的硬盤(pán)上了，這是個(gè)拷貝壓縮的過(guò)程。備份數(shù)據(jù)的查看：可以進(jìn)入服務(wù)區(qū)進(jìn)行查看備份過(guò)的數(shù)據(jù)是否存在。也可以直接在PG上打開(kāi)硬盤(pán)進(jìn)行查看。點(diǎn)擊services進(jìn)入服務(wù)區(qū)，再點(diǎn)擊dataselection選中Archive文件夾，點(diǎn)擊“OK”。再點(diǎn)擊manage data,打開(kāi)Archive文件夾，就可以看到剛剛備份過(guò)的文件，存在形式：*.Arc.

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