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西门子功率内冷模块6SN1123系列代理伙伴
SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU），MMC，PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。
：余鑫（工程师）
： 同步
:
SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU），MMC，PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。
1.人机界面
人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成：
MMC包括：
- OP单元
- MMC
- MCP三部分。
MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。
a.MMC
我们常用的MMC有两种：
MMCC100.2
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，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2，而为SINUMERIK840D配MMC103。
PCU(PC
UNIT)是专门为配合西门子的操作面板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WINOOWS
NT的。PCU的软件被称作HMI, HMI有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI。一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式
HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI。
b.OP
OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031为常用。
c.MCP
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，有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D，MCP的MPI地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。
对于SINUMERIK840D应用了MPI（Multiple Point
Interface）总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率，又有OPI（Operator
PanelInterface）总线，它的传输速率为1.5M/秒。
2.数控及驱动单元
a.NCU数控单元
SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical
Controlunit）单元：*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。
b．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。
c.PLC模块
SINUMERIK810D/840D系统的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。
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二．硬件的接口
1.840D系统的接口
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。
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。
2．611系列驱动的组成与接口
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：
a.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
b.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。
3.
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56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
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
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SIRIUS 分断和保护装置可为能源管理系统提供测量数据
现代能源管理是显著提高机器设备生产效率的又一种方法，可大大提高所有工业领域内公司的竞争力。
作为一种连续过程，经过精密设计的系统将会始终如一地实现能耗降低。西门子的能源管理策略基于三个阶段：“识别”、“评估”和“执行”。
相互兼容的硬件和软件会记录下系统中的能量流，生成可视化显示并对能量流进行分析。这样获得的数据可用来对节能潜力进行初步评估，以作为智能化高效能源管理系统的基础。
西门子的电机控制装置、软起动器和电机起动器除具有控制功能外，还能够收集电能管理数据，并通过 PROFIBUS 或 PROFINET 将数据提供给能源管理系统。一些设备还配有 PROFIenergy 行规，因此可极为方便地集成到此类项目中。
能量优化型驱动解决方案
另外一种重要的节能途径是在驱动解决方案中：变频器专门用于动态过程，而在速度恒定的应用中，采取直接起动器、可逆起动器、星-三角起动器的控制装置是更佳解决方案。例如，2 点控制器可在佳效率下运转西门子的节能电机，而控制装置中的内部损耗极低。
与西门子变频器结合使用时，还可实现多电机级联，从而将两种驱动方式的优点佳组合在一起。
西门子在工业控制工程中的创新和可持续增值方面居于*地位。
SIRIUS 产品系列
创新解决方案的基础
工业控制工程领域中有着很高的用户需求：用户需要经济有效的解决方案，这种解决方案可以方便地集成到控制柜、配电柜以及分布式系统中，并能*地相互通信。
为满足这种需求，西门子提供了 SIRIUS 工业控制产品。
SIRIUS 工业控制产品
SIRIUS 产品系列包含负载的分断、保护和起动所需的所有产品。用于监视、控制、检测、命令及信号发送的产品使得这一工业控制产品系列变得更加完整。
楼宇控制柜应该快捷、方便、灵活和节省空间。但如何才能同时满足所有这些要求？答案是采用高达 250 kW/400 V 的的 SIRIUS 模块化系统，其中包括对电机和工业系统进行分断、保护和起动所需的所有产品。
并且，SIRIUS 模块化系统的所有部件都具有节省空间的设计和高灵活性，并且相互间可实现协调。配置、安装、接线和维护极为方便，节省时间。
无论您是需要自己构建含有电机起动保护器/断路器、过载继电器、接触器或软起动器的起动装置，还是决定选用预组装的起动装置，SIRIUS 都堪称是每种应用的正确之选。
持续的进一步开发和定期创新可确保我们的客户拥有 SIRIUS 配备，并获益于节能型解决方案 - 无论现在还是将来。
系统性进一步开发 – SIRIUS 创新产品
*以来，SIRIUS 在范围内已成为工业控制产品的同义词，从一开始就是这个领域内的。SIRIUS 模块化系统由用于对电机和工业系统进行分断、起动、保护和监视的组件组成，代表着快速、灵活以及节省空间的控制柜结构。
由于对主电路和控制电路进行了创新，新的 SIRIUS 模块化系统再一次加强了其*地位。
始终如一的 SIRIUS 产品开发更好地考虑了当前市场要求，尤其是考虑了产品种类要少、灵活性更高以及节省成本与时间等方面的要求。对于公司而言，其优点是生产效率和成本效益提高。
点击取代了接线
在 SIRIUS 模块化系统产品线中，您可以找到*协调和可以灵活组合的部件，这些部件现在更易于安装：只需插入到位、连接和点击，即大功告成！
复杂的接线以及伴随的接线错误已成为过去的事情。对于用户来说，这就意味着时间与成本的显著节约。
全面创新
电流高达 40 A、规格为 S00 和 S0 的 SIRIUS 模块化系统在主电路和控制电路方面进行了全面改进。因此，创新的基本部件（如电机起动保护器和接触器）具有众多优点，无论是现在还是将来，都可用于对装置进行优化。创新常常体现在细微之处。例如，同样的设计能够提供更高的功率，并在基本单元中组合进多种功能，从而大大节省了空间。
同时，创新实现了*的灵活性。无论客户装置是需要直接起动、可逆起动或星-三角起动，还是要将经过测试的组合装置或配有紧凑型起动器的“多功能合一”解决方案用于软起动或频繁起动，SIRIUS 模块化系统均能够胜任。
新产品进展中的另一个重要方面是装置可用性的提高。将来，该模块化系统中的 SIRIUS 组件甚至可用来以极低的成本对应用进行监视。选择性装置监视会变得十分简单 – 电流监控继电器直接集成在电机起动器中，或通过与 AS-Interface 或 IO-Link 之间的电机起动器连接从控制器进行组态。
这些创新是对今天的 S00 至 S12 模块化系统（高达 250 kW/400 V）的*低端产品补充，针对控制柜结构提供了众多新的选择。
提高控制柜安装的效率
新型 SIRIUS 模块化系统在组装与处理、应用监视、与控制器的连接以及整个装置生命周期中所提供的客户支持等方面具有诸多亮点。
新型 SIRIUS 模块化系统的这些创新加在一起提供了众多可能性，可在控制柜安装中实现效率。
oru让我们得以一窥未来仓库物流的景象。Engelhard说：“我们采用的技术与传统自动化解决方案中的*不同。”迄今为止，自动化仓库系统只能移动整箱物品或货物托盘，而单件物品的拾取则由人完成。然而，Toru却能打破这个界限。Toru的“大脑”是一台工业计算机，它装载的软件包括了大量标准化和专门开发的算法。Toru还有自己的“眼睛”，由一台2D摄像头和一个能帮助它识别物体的十字激光器构成。此外，Toru还有“肌肉”和“触觉”。它身上的传感器能够估计出它是如何与目标物接触的，而它身上的驱动单元则让它的夹钳能够完成抓取书的动作。尤为重要的是，Toru“知道”，只要有人穿过它的移动路线，它就必须站住不动。安全激光将持续扫描Toru四周以保证必要之时Toru能够停下来。
破纪录的诞生
仅用了一年时间，Toru就从开发工程师的手中诞生了，打破了开发周期的记录，而这要归功于各路机器人专家。他们有的独自研发了所有机器人模块，有的则利用标准组件来装配机器人模块。在Magazino，软件开发人员、机械工程师、工业设计师和电气工程专家等并肩合作，共同开发解决方案。目前，约有40人在Magazino工作。
Magazino的软件专家正在思考改进产品的方法。
2014年，在Nikolas Engelhard、Lukas Zanger和Frederik Brantner共同创办Magazino公司之后，当时正在慕尼黑工业大学撰写电气工程学硕士论文的Marcel Debout加入了这支队伍。Debout在他的论文中分析了常用的“面形激光”光学测量技术，他希望利用这项技术打造出让机器人“看见东西”的系统。Debout表示：“我们想要一个不用昂贵的3D摄像头，就能达到毫米精度的光学测量系统。”
传统面形激光技术使用2D摄像头来记录激光器投射到被扫描物体上的光线的数据点。然后，计算机可以根据这些信息，计算出物体的形状。这项技术常用于质量检查等。为了增强这个系统，Debout用十字激光器取代了激光器。由于摄像头和激光器的定位和对齐总是相同的，Debout开发的算法能让计算机根据摄像图像中激光的位置，计算出物体的外形尺寸。利用这项技术，Debout能够同时解决许多问题。首先，2D摄像头比3D摄像头价格更低。第二，由于计算所需数据量更小，计算机能以比标准方法更快的速度计算出被扫描物体的外形尺寸。第三，2D摄像头不规定与被扫描物体间的短距离。Debout表示：“这是一个重要的考量因素，因为仓库过道通常很窄。”
Toru如何识别书籍
Toru的*个任务是参与书籍配送，这并非巧合。Engelhard指出：“方形物体容易被识别。”Sigloch公司库内每本书的外形尺寸数据都保存在它的数据库中。这些数据可以用来计算包装尺寸。当Toru收到运送一本书的命令时，这些数据和书在仓库内的位置信息就将通过Wi-Fi发送给Toru。然后，脑中有一张地图的Toru便出发了。尽管如此，地图的创建仍需要Magazino员工的协助。他们通过控制杆，引导Toru走过通道，熟悉周围环境。未来，这个过程将变得更加简单。Engelhard说：“我们希望Toru能在客户打开它的包装后就立即独立启动并测绘周围环境的地图。”
尽管地图*，但Toru四处走动所需要的却不只是地图。安装在Toru的“脚”（即轮子）上方的激光传感器将持续不断地扫描它的周围环境。Toru通过分析激光束反射的方式来决定到底是绕开障碍物，还是站着不动，这一点类似于蝙蝠的回声定位能力。由于Toru与人类要并肩合作，因此，它使用的激光扫描仪要符合相应的安全认证。譬如，德国制造商Sick公司就提供了适当的激光器。Engelhard指出：“没有这样的认证，机器人只能在防护栏围住的区域内工作。”
Nikolas Engelhard是Magazino公司的三位创始人之一。他是一名计算机视觉专家。
占仓储成本的55%
Toru的激光扫描器已经连接至机器人操作系统（ROS）框架。这是一个广泛使用的开源软件库和工具集合。机器人社区正在不断扩充和改进这个框架。Magazino公司使用了许多ROS程序。Engelhard坦言：“如果我们不得不为Toru的每个模块都开发驱动软件，那么它现在将仍在研发之中。”尽管得到了ROS的帮助，Magazino的工程师仍须完成大量编程工作。例如，Magazino与Basler公司合作为Toru的2D摄像头开发了驱动软件。为了回报机器人社区，Magazino与Basler共同决定在ROS上公开这个软件包。Engelhard指出：“这也很好地宣传了我们的技术专长。”
出于安全原因，Toru在Sigloch的仓库里以仅1米/秒的速度移动，这比人类的平均行走速度（1.4米/秒）慢一些。然而，比速度更为重要的是，Toru可以不出错地连续执行三个任务。除去找到物件在仓库中的正确位置之外，由于拿到错误的书而浪费的时间占仓库工人平均工作时间的10%。
目前，从仓库中取回电商商品的成本依然不菲。数字技术与管理中心（CDTM）的信息显示，由工人取回商品的人工成本占物流公司仓储成本的55%。因此，物流中心亟需实现自动化。未来，在执行较困难或令人不适的工作时，企业要做的可能并非为工人配备更多的技术产品（如数据眼镜和容易出错的语音控制系统），而是借助机器人的帮助来完成像从上层货架取物这样的任务。然而，有了机器人，人类工人也不会变得多余。如果Toru不能根据数据库信息在的位置找到某本书籍，它将通知仓库工人，由仓库工人追查到这件缺失的商品。
