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产品详细信息

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数控及驱动单元 
1.NCU数控单元 
SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元：中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯 它由一个COM CPU板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成。 
根据选用硬件如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SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus借口，RS232借口，手轮及测量接口，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。 
2．数字驱动 
数字伺服：运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6（1FK6）电机组成 
SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）。 
电源模块：主要为NC和给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，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块；凡大于15KW均需带馈入装置，记为I/RF电源模块，通过模块上的订货号或标记可识别。 
611D数字驱动:是新一代数字控制总线驱动的交流驱动，它分为双轴模块和单轴模块两种，相应的进给伺服电机可采用1FT6或者1FK6系列，编码器信号为1Vpp正弦波，可实现全闭环控制。主轴伺服电机为1PH7系列。

PLC模块 
西门子840D数控系统维修的PLC部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块（Power Supply），接口模块（Interface Module）机信号模块（Signal Module）。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的 
电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。 
接口模块（IM）是用于级之间互连的。 
信号模块（SM）使用与机床PLC输入/输出的模块，有输入型和输出型两种。 
硬件的接口 
一．840D系统的接口 
q 840D系统的MMC，HHU，MCP都通过一根MPI电缆挂在NCU上面，MPI是西门子PLC的一个多点通讯协议，因而该协议具有开放性，而OPI是840D系统针对NC部分的部件的一个特殊的通讯协议，是MPI的一个特例，不具有开放性，它比传统的MPI通讯速度要快，MPI的通讯速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。 
q NCU上面除了一个OPI端口外，还有一个MPI，一个Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通讯能力的设备。Profibus的通讯电缆和MPI的电缆一样，都是一根双芯的屏蔽电缆。 
在MPI，OPI和Profibus的通讯电缆两端都要接终端电阻，阻值是220欧，所有如果要检测电缆的好坏情况，可以在NCU端打开插座的封盖，量A，B两线间的电阻，正常情况下应该为110欧。 
二．611系列驱动的组成与接口 
1．611系列的驱动分成模拟611A，数字611D和通用型611U。都是模块化结构，主要有以下几个模块组成： 
?电源模块 电源模块是提供驱动和数控系统的电源，包括维持系统正常工作的弱电和供给功率模块用的600V直流电压。根据直流电压控制方式，它又分为开环控制的UE模块和闭环控制的I/R模块，UE模块没有电源的回馈系统，其直流电压正常时为570V左右，而当制动能量大时，电压可高达640多伏。I/R模块的电压一直维持在600V左右 
?控制模块 控制模块实现对伺服轴的速度环和电流环的闭环控制 
?功率模块 对伺服电机提供频率和电压可变的交流电源 
?监控模块 主要是对电源模块弱电供电能力的补充。 
?滤波模块 对电源进行滤波作用。 
?电抗 对电压起到平稳作用。 
2．611电源模块的接口信号 
611模块的接口信号有以下几组： 
（1）电源接口 
U1 V1 W1： 主控制回路三相电输入端口 
X181：工作电源的输入端口，使用时常常与主电源短接，有的系统为了让机床在断电后驱动还能正常工作一段时间，把600V的电压端子与P500 M500端子短接，这样由于600V电压不能马上放电完毕，还能维持驱动控制板的正常工作一段时间。P600M600是600V直流电压输出端子。 
（2）控制接口 
64：控制使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消时，所有的轴的速度给定电压为零，轴以zui大的加速度停车。延迟一定的时间后，取消脉冲使能 
63：脉冲使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消后，所有的轴的电源取消，轴以自由运动的形式停车。 
48：主回路继电器，该信号断开时，主控制回路电源主继电器断开。 
112：调试或标准方式，该信号一般用在传输线的调试中，一般情况接到系统的24V上。 
X121：模块准备好信号和模块的过热信号。准备号信号与模块的拨码开关的设置有关，当S1.2=ON时，模块有故障时，准备好信号取消，而S1.2=OFF时，模块有故障和使能（63,64）信号取消时，都会取消准备好信号，因此在更换该模块的时候要检查模块顶部的拨码开关的设置，否则模块可能会工作不正常。所有的模块过载和连接的电机过热都会触发过热报警输出。 
NS1/NS2：主继电器闭合使能，只有该信号为高电平时，主继电器才可能得电。该信号常用来作主继电器闭合的连锁条件。 
AS1/AS2：主继电器状态，该信号反映主继电器的闭合状态，主继电器闭合时为高电平。 
9/19/R：9是24V输出电压，19是24V的地，R为模块的报警复位信号。 
（3）其它辅助接口 
X351：设备总线 ，为后面连接的模块供电用。 
X141：电压检测端子，供诊断和其它用途用。 
?7： P24 ，＋24V ?45：P15，＋15V ?44：N15，－15V 
?10：N24，－24V ?15：M，0V 
q 电源模块上面有6个指示灯，分别指示模块的故障和工作状态。一般正常情况下绿灯亮表示使能信号丢失（63和64），黄灯亮表示模块准备好信号，这时600V直流电压已经达到系统正常工作的允许值。 
电源模块正常工作的使能条件： 
48，112，63，64接高电平，NS1和NS2短 接，显示为一个黄灯亮，其它灯都不亮。直流母线电压应在600V左右. 
3．611驱动控制模块接口信号 
（1）611D驱动控制模块接口信号 
 611D控制模块与数控系统主要是通过一根数据总线相连，基本没有太多的接口信号。 
X431： 轴脉冲使能，该信号为低电平时，该轴的电源撤消，一般这个信号直接与24V短接 
X432： BERO 端子，该接口用作BERO开关信号的输入口。 
X34，X35模拟输出口，其中有两个模拟口（X1，X2 ）用作模块诊断测试用，它可以用来跟踪一些数字量，比如转速，电压和电流等并把它转换成0到5V的模拟电压输出，具体的输出信号可以通过数控系统选择，Ir模拟输出口是固定输出电机R相的电流的模拟值。 
X411： 电机编码器接口，输入电机的编码器信号，还有电机的热敏电阻，其中电机的热敏电阻值是通过该插座的13和25脚输入，该热敏电阻在常温下为580欧，155度时大于1200欧，这时控制板关断电机电源并产生电机过热报警。（1PH7电机温度检测信号连接同1FT6/1FK6电机） 
X411： 直接测量系统输入口，输入直接位置测量信号，一般为正余弦电压信号 
＊ 611D的控制板的速度环和电流环的参数设置在NCK里面，故更换控制板后不需要重新设置参数。 
（2）611A控制模块接口信号 
611A控制模块与1FT5电机构成伺服驱动机构，完成速度环和电流环的控制，其速度环和电流环的参数都保存在控制板上，故更换该板要注意参数的设置。接口信号如下： 
X311： 电机反馈接口，电机的速度实际值和电机的热敏电阻值都通过它输入到控制板里，1FT5电机的速度检测是通过一个测速发电机来实现的，而电机转子的位置是通过18个霍而元件来检测的。电机内的热敏电阻值是通过该插座的11和12脚信号输入, 在常温下小于250欧，当电机内部温度达到155度时电阻大约是1000欧，控制板这时关断电源，并发出报警信号。 
X321： 设定端子，速度的给定值通过该端子的56和14输入，一般来讲，给定值是正负0到10V的电压。 
X331： 使能端子：相应模块的使能信号输入，663是脉冲使能，与电源模块的63作用差不多，只是它仅作用于单个的轴模块。65是控制使能，常常把它和NC侧给定信号的控制使能相连。 
X341： 模块状态输出接口，输出模块的状态信息，如模块准备好信号，报警等 
西门子数控系统调试,编程和维修概要（三） 
——西门子840D数控系统维修系统调试,编程和维修概要 
840D系统操作 
SINUMERIK840D/810D或SINUMERIK FM-NC是机床的CNC控制系统，可以通过CNC控制系统的操作面板执行下列基本功能： 
开发和修改零件程序 
执行零件程序 
手动控制 
读入/读出零件程序和数据 
编辑程序数据 
报警显示和取消报警 
编辑机床数据 
在一个MMC或几个MMC之间或一个NC或几个NC之间建立通信链接（M:N,m-MMC装置和n-NCK/PLC装置） 
用户接口包括： 
显示元件，如监测器，LED等； 
操作元件，如键，开关，手伦等。q 
840D系统具有数控机床具有的自动、手动、编程、回参考点、手动数据输入等功能。 
手动:手动主要用来调整机床,手动有连续手动和步进手动,有时为了需要走特定长度时,可以选择变量INC方式,输入要运行的长度即可. 
自动: 840D的程序一般来讲是在NCK的RAM里执行,所以对MMC103或PCU50来讲,需要先把程序装载到NCK里,但对于特别长的程序,可以选择在硬盘里执行,具体操作方法为:选择加工,程序概要,用光标选择要执行的程序,选择从硬盘执行既可.在自动方式下,如果MMC装有SINDNC软件,还可以从网络硬盘上执行程序. 
MDA: MDA跟自动方式差不多,只是它的程序可以逐段输入,不一定是一个完整的程序,它存在NCK里面一个固定的MDA缓冲区里,可以把MDA缓冲区的程序存放在程序目录里,也可以从程序区里调程序到MDA缓冲区来. 
REPOS:重定位功能,有时在程序自动执行时需要停下来把刀具移开检测工件,然后接着执行程序,需要重定位功能,操作方法是在自动方式下暂停程序执行,转到手动,移开相应的轴,要重新执行程序时,转到重定位方式,按相应的轴移动按钮,回到程序中断点,按启动键程序继续执行.注意在这个过程中不能按复位键. 
程序模拟:840D支持在程序正式运行前进行图形模拟,以减少程序的故障率,但由于MMC系统的不同,模拟的方法不一样,在MMC103上,程序模拟*在MMC上执行,故模拟中不会对NCK产生影响,但在MMC100.2上,程序模拟在NCK里面执行,与程序实际执行情况一样,因此在模拟前务必要选择程序测试,如果还要提高模拟速度,还可以选择空运行。 
系统的连接与调试 
（一）硬件的连接 
1.SINUMERIK810D/840D系统的硬件连接从两方面入手： 
其一，根据各自的接口要求，先将数控与驱动单元，MMC，PLC三部分分别连接正确： 
（1）源模块X161种9，112，48的连接；驱动总线和设备总线；zui右边模块的终端电阻（数控与驱动单元）。 
（2）MMC及MCP的+24V电源千万注意极性（MMC）。 
（3）PLC模块注意电源线的连接；同时注意SM的连接。 
其二，将硬件的三大部分互相连接，连接时应注意： 
（1）PI和OPI总线接线一定要正确。 
（2）CU或NCU与S7的IM模块连线。 
2．检查 
在正确完成所有机械的和电气的安装工作后即可进行通电，调试工作；而首先要做的就是开机准备工作，它可确保控制系统及其组件启动正常，并满足EMC检测条件 
全部系统连线完成后需要做一些必要的检查，内容如下： 
?屏蔽： 
（1）确保所使用的电缆符合西门子提供的接线图中的要求； 
（2）确保信号点栏屏蔽两端都与机架或机壳连通。 
对于外部设备（如打印机，编程器等），标准的单端屏蔽的电缆也可以用。但一旦控制系统进行正常运行，则应不接这些外部设备为宜；如一定要接入，则连接电缆应两端屏蔽。 
?EMC（Electromagnetic Compatibility）检测条件： 
（1）信号线与动力线尽可能分开远一些； 
（2）从NC或PLC出发的活到NC或PLC得线缆应使用SIEMENS提供的电缆； 
（3）信号线不要太靠近外部强的电磁场（如点机和变压器）； 
（4）HC/HV脉冲回路电缆必须*与其他所有电缆分开敷设； 
（5）如果信号线无法与其它电缆分开，则应走屏蔽穿线管（金属）； 
（6）下列距离应尽可能小： 
——信号线与信号线 
——信号线预辅助等电位端 
——等电位端和PE（走在一起） 
?防护ESD（Electromaqnetic Sensitive Device）组件检测条件： 
（1）处理带静电模块时，应保证其正常接地； 
（2）如避免不了接处电子模块，则请不要触摸模块上组件的针脚或其他导电部位； 
（3）触摸组件必须保证人体通过放静电装置（腕带或胶鞋）与大地连接； 
（4）模块应北方旨在导电表面上（放静电包装材料如导电橡胶等）； 
（5）模块不应靠近VDU，监视器或电视机（离屏幕勿近与10cm）； 
（6）模块不要与可充电的电绝缘材料接触（如塑料与纤维织物）； 
（7）测量的前提条件 
——测量仪器接地 
——绝缘仪器上的测量头预先放过电 
（二）调试 
NC和PLC总清 
由于是*次通电，启动，所以有必要对系统做一次总清或总复位。 
1．NC总清 
NC总清操作步骤如下： 
将NC启动开关S3―→“1”; 
启动NC，如NC已启动，可按一下复位按钮S1; 
待NC启动成功，七端显示器显示“6”，将S3―→“0”；NC总清执行完成 
NC 总清后，SRAM内存中的内容被全部清掉，所有机器数据（Machine Data）被预置为缺省值。 
2．PLC总清 
PLC总清操作步骤如下： 
将PLC启动开关S4―→“2”;=〉PS灯会亮； 
S4―→“3”并保持3秒等到PS等再次亮；=〉PS灯灭了又再亮； 
在3秒之内，快速地执行下述操作S4：“2”―→“3”―→“2”；=>PS灯先闪，后又亮，PF灯亮（有时PF等不亮）； 
等PS和PF等亮了，S4―→“0”;=>PS和PF灯灭，而PR灯亮。 
PLC总清执行完成，PLC总清后，PLC程序可通过STEP7软件传至系统，如PLC总清后屏幕上有报警可作一次NCK复位（热启动）。 
开机与启动 
*次启动后，NCU状态显示（一个七段显示器及一个复位按钮S1两列状态显示灯及两个启动开关S3和S4。（如下图） 
在确定S3和S4均设定位“0”，则此时就可以开机启动了，经过大约几十秒钟，当七段显示器显示“6”时，表明NCK上电正常；此时，“+5V”和“SF”灯亮，表明系统正常；但驱动尚未使能，而PLC状态泽“PR”灯亮，表明PLC运行正常。 
MMC:MMC的启动时通过OP显示来确认的，如果是MMC100.2，在启动的zui后，在屏幕的下面会显示一行信息“Wait For NCU Connection：×× Seconds”如MMC与NCU通讯成功，则SINUMERIK 810D/840D的基本显示会出现在屏幕上，一般是“机床”操作区，而MMC103,由于它是可以带硬盘的，所以在它的背后也有一个七段显示器，如MMC103启动成功后它会显示一个“8”字。 
MCP:在PLC启动过程中，MCP上的所有灯饰不停闪烁的，一旦PLC成功启动，且基本程序状如则只有在OB1种调用FC19或FC25，那么MCP上的灯不再闪烁，此时MCP即可以使用。 
DRIVE SYSTEM:只有NC,PLC和MMC都正常启动后，zui后考虑驱动系统。首先必须完成驱动的配置，对于MMC100.2，需借助于“SIMODRIVE 611D”Start-up Tool软件，而MMC103可直接在OP031上做，然后用PLC处理相应信号即可。 
这样，系统再启动后，SF灯应灭掉。 
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