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SINUMERIK 810D/840D 硬件说明

2019-05-10 00:00410

 概述

SINUMERIK 810D / 840D 是由数控及驱动单元(CCU 或NCU),PCU 及OP0xx,PLC 的I/O 模块三部分
组成。由于在集成系统时,总是将SIMODRIVE 611D 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。
PCU 及OP0xx 包括: OP(Operation panel)单元,PCU20/50/70,MCP(Machine Control Panel)三部分;PLC 的I/O 模块包括:电源模块(PS),接口模块(IM)和输入/输出模块(SM)。它们并排安装在一根导轨上。

 数控及驱动单元

1. 810D 与CCU

数控单元是SINUMERIK 810D 的核心,它被称为CCU(Compact control unit)单元,CCU 分为CCU1 和CCU3,目前我们使用的是CCU3 单元。CCU 单元内部集成了数控核心CPU 和SIMATIC PLC 的CPU。包括SINUMERIK 810D 数控软件和PLC 软件,带有MPI 接口, 手轮及测量接口。更集成了SIMODRIVE 驱动的功率模块。体现了数控及驱动的完美统一(见图1)。

CCU 单元有两轴版和三轴版两种规格;两轴版用于带两个最大不超过11N.m(9/18A)进给电机的驱动即:2 X 11N.m。叁轴版用于带两个最大不超过9N.m(6/12A)进给电机的驱动和一个9kW(18/36A→FDD或24/32A→MSD)的主轴即:2 X 9N.m + 1 X 9kW(主轴)。

CCU 单元上有6 个反馈接入口,最大可带6 轴包括1 主轴(带位置环),根据需要可在CCU 单元右侧扩展SIMODRIVE 611D 模块,给你的配置带来更大的灵活性。

图1   SINUMERIK 810D CCU3 接口图

2. 840D 与NCU

SINUMERIK 840D 的数控单元被称作NCU(Numerical Control unit)单元。根据选用硬件如CPU 芯片等和功能配置的不同,NCU 分为NCU561.4,NCU571.4,NCU572.4 NCU573.4(12 轴),NCU573.5(31 轴)等若干种。同样地,NCU 单元中也集成SINUMERIK 840D 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 接口,RS232 接口,手轮及测量接口,PCMCIA 卡插槽等(见图2)所不同的是NCU 单元很薄,所有的驱动模块均排列在其右侧。

图2 NCU 单元接口图

3. 驱动模块

SINUMERIK 810D / 840D 配置的驱动一般都采用SIMODRIVE 611D。它包括两部分即:电源模块 + 驱动模
块(功率模块);

3.1 电源模块

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,5/10/28 KW 均不带馈入装置,记为U/E 电源模块。其它均需馈入装置,记为I/RF 电源模块。通过模块上的定货号或标记可识别,其接口如图3a 所示。

图3a SIMODRIVE 611 主电源模块(10~55kW)连接图

3.2 611D 数字驱动

SIMODRIVE 611D 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。其连接如图3b 所示。

图3b FDD/MSD 模块连接设计图

 OP 单元和PCU

OP 单元和PCU 建立起SINUMERIK 810D / 840D 与操作者之间的交互界面。

1. OP 单元和MPI

OP(Operator panel)单元一般包括一个10/12/15” 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: OP010,OP012,OP015 等。其中OP010最为常用。对于SINUMERIK 810D / 840D 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 Panel Interface)总线,它的传输速率为1.5M/秒。

2. PCU

PCU 实际上就是一台计算机。它有自己独立的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PCU 的控制软件也在这台计算机中。
PCU(PC unit)是专门为配合西门子最新的操作面板OP10,OP10s,OP10c,OP12,OP15 等而开发的PCU模块,目前有三种PCU 模块——PCU20,PCU50,PCU70,PCU20 对应于PCU50,不带硬盘,但可以带软驱;PCU50,PCU70 对应于PCU20,可以带硬盘。PCU 的软件被称作HMI,HMI 又分为两种:即嵌入式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。

关于PCU 的有关硬件尺寸和接口详见本书附录A。

3. MCP

MCP(Machine Control Panel)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。(见图4) 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,见附录。

铣床MCP 正面图

车床MCP 正面图

图4 车铣床版MCP 反面图接口

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