浅谈西门子840D系统

浅谈西门子840D系统

数控磨床是利用磨具对工件表面进行高精度磨削加工的机床。本文介绍了西门子840D系统在本钢冷轧厂MK84125磨床的应用及硬件组成。

标签：磨床；SINUMERIK 840D

数控磨床主要由程序载体、人机交互装置、数控装置、伺服系统和磨床本体等组成。数控磨床采用数控技术，它是利用数字信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。现代数控技术都是采用计算机控制的，数控技术称为计算机数控。西门子840D具有高度开放式数控系统，他与其他数控系统的不同点事数控与驱动的借口信号是数字量的，它具有高度模块化及规范化的结构，更易操作，更易掌握。冷轧厂MK84125磨床采用西门子840D控制系统。SINUMERIK 840D 系统是由数控及驱动单元，人机交换装置，可编程控制器模块三部分组成。

1 数控装置

数控装置：数控磨床最重要的组成部分，主要由输入/输出接口电路、控制器、运算器和存储器等组成。数控装置的作用是将人机交互装置输入的信息，通过内部的逻辑电路或系统的控制软件进行编码、存储、运算和处理、将加工程序转换成控制磨床运动的信号和指令，以控制磨床的各个部件完成工作程序中规定的动作。磨床的数控装置是一台工业计算机。西门子840D的数控单元被称作NCU（Numerical Controlunit）单元。它是840D系统的CPU，其上还集成了PLC 的CPU，它负责CNC，PLC和通讯任务。因为NCU含有数控软件和PC控制软件，接口有面板接口X102，Profibus，编程接口X122，及I/O扩展手轮NCI/OX121接口，PCMCIA卡插槽X173，设备总线X172。NCU发出各个轴的控制指令和PLC逻辑控制，控制机床的辅助动作。

2 驱动装置

伺服系统：伺服系统由伺服控制电路、功率放大器电路和伺服电机组成的磨床执行机构，其作用是把来自数控装置的位置控制信息转化为各坐标轴方向的进给运动和定位运动。伺服系统在数控磨床上采用控制环节，这样使其控制精度，动态性能、信号响应和加工效率有所提高。MK84125磨床伺服控制系统由西门子SIMODRIVE 611D 变频系统和西门子的1FT6 / 1FK6 伺服电机组成。西门子840D的数字伺服驱动611D由电源模块，驱动模块组成。电源模块类型有U/E 非受控电源模块和I/RF再生回馈电源模块。MK84125磨床采用I/RF电源模块，它为NC和驱动提供控制电源和动力电源，并在直流母线产生600V电压供其他轴共同使用，同时监测电源和模块状态。611D数字驱动分为单轴模块和双轴模块，MK84125磨床采用双轴FDD/MSD模块，对应的伺服电机采用1FT6或者1FK6系列，主轴伺服电机为1PH7系列。从而实现全闭环控制。

3 人机交换装置

人机交互装置：数控磨床的操作人员要通过人机交互装置对数控系统进行操作和控制，人机交互装置的作用是，将程序载体上的数控代码信息转换成电脉冲信号传送到数控装置的内存储器，对输入的加工程序进行编译和调试，显示数控磨床的运行状态，显示磨床参数及坐标轴位置等。键盘和显示器是数控系统不可缺少的人机交互装置，磨床可利用显示器，键盘手动输入加工程序，也可以通过输入程序的序号将程序加载到数控装置。人机交换界面由MMC103和OP单元组成。其中OP是磨床操作台上的操作面板，而MMC103其实就是一个带硬盘的计算机。由OP单元可以进行NC数据的显示和输入以及备份。

4 可编程序控制器

西门子840D系统的PLC使用西门子S7-300的软件及模块，它由电源模块，接口模块及信号模块。电源模块为PLC和NC提供24伏和5伏电源。接口模块是用于级之间的相互连接。信号模块分为输入型和输出型。MK84125磨床的840D 系统PLC的CPU与NC的CPU是集成在NCU中的。它通过NCU的X111接口与通讯模块IM361连接，从而实现了与I/O及功能模块的数据交换。

5 数据的备份

备份的目的：防止数据的丢失。因为有大量的数据存在于NCU的RAM区里，而RAM在断电的情况下是靠电池保持的，一旦电池没电，RAM区里的数据在一定的时间里会丢失。备份的时机：在840D的数码显示管变为“6或b”后，起动结束，并且正常。而备份应该在power up 之后再进行。做备份之前首先要用PG在线，Profibus总线，PCIN软件，PC总线，这些准备好之后就可以开始做备份了。

在机床操作台上有一个接口，这个接口是从NCU的X101引出来的，打开HMI即可做备份了。步骤：首先，点击services进入服务区，然后点击右下角的扩展符“”点击series startup 选择一种需要备份的数据类，起名后，然后点击右边的Archive，就把要备份的数据备份到PG的硬盘上了，这是个拷贝压缩的过程。备份数据的查看：可以进入服务区进行查看备份过的数据是否存在。也可以直接在PG上打开硬盘进行查看。点击services进入服务区，再点击data selection 选中Archive文件夹，点击“OK”。再点击manage data ，打开Archive文件夹，就可以看到刚刚备份过的文件，存在形式：*.Arc.

参考文献：

[1]李佳特.数控技术的发展[J].机械工艺师，2001（03）.

[2]杨斌.西门子SINUMERIK 840D数控系统介绍[J].CAD/CAM与制造业信息化，2004（06）.

[3]方子帆，郑金城.数控技术的发展与应用[J].水电科技进展，1999（02）.

[4]刘光源.机床电气控制[J].电气时代，1997（07）.