摘 要：本文对采用Siemens Sinumerik 840Di结合ADI4 (Analog Drive Interface 4)组成的控制系统，完成液压机的液压系统和运动系统的启动和设定进行了必要的分析。为传统液压机的数控化提供了一种全新的、可靠的和高性价比的解决方案。
关键词：Sinumerik 840Di；ADI4；数控系统
随着工业制造技术的发展，越来越多的工业企业开始对设备的灵活性和协调性提出了要求，以满足产品的多样性和小批量以及生产过程的自动化。因此液压机械制造商也开始采用最新的控制产品来为最终用户提供具有友好人机界面的设备。如果一台压机的主轴要求有转速控制的直流或交流传动，另一轴为采用液压伺服阀的伺服轴，则基于Sinumerik 840Di数控系统+ADI4模拟量驱动界面的方案可满足以上要求。
一、Sinumerik 840Di及ADI4简介
1．Sinumerik 840Di简介
硬件组成如下。
Sinumerik 840Di系统是将CNC（计算机数字控制）功能和HMI（人机界面）功能全部集成在Windows NT平台下的工业PC中，通过将所有数控功能内嵌，省略了独立的NC单元，同时通过集成PLC卡提供的通信速率最高1.5Mbps的MPI接口和通信速率最高12Mbps的ProfibusDP接口，分别连接外部的驱动接口，如ADI4和外部I/O，ET200以及机器控制面板MCP，也可以连接MPI接口的外部编程器及各种手持设备。如果需要连接手摇脉冲发生器或者自动测量系统，MCI板上提供一个扩展插槽，连接一块MCI扩展接口板后可以完成这些设备的连接。
软件组成如下。
(1) Windows NT是Sinumerik 840Di的底层软件。包括所有的用户程序和Sinumerik 840Di的启动都是在NT这个操作系统平台上运行的。
(2) NC系统软件。包括基本的运动控制，例如轴的定位和伺服运动中的插补。
(3) HMI软件。是专门用来进行机器调整、操作和维护的软件。根据不同的机器类型可以选择不同类型的HMI软件。
2．ADI4简介
ADI4模拟量驱动界面是一块可以通过ProfibusDP网络与840DI相连，接受多至四个伺服轴的编码器的反馈信号，其模拟量输出范围是一10～+10V，适合驱动伺服阀和作为变频器的电压设定值。
二、数字控制系统的启动和设定过程
系统要求一个带有转动速度控制的主轴和一个带有伺服功能的进给轴。主轴由变频器驱动，为SP轴，进给轴由伺服阀驱动，为Z轴。SP轴和Z轴定义为一个通道内的轴。下面详细介绍840DI系统如何完成初始化，并控制机器按照在OP（操作面板）上输入的加工程序去执行相应的动作。
建议系统启动时，应首先启动PLC。
1．硬件组态
同所有西门子的PLC设定一样，首先建立一个S7300站，然后进入硬件组态进行所有外围硬件和网络的设置。在设置网络时必须注意两种网络的网络地址设置。通常MPI网络中，PLC设为2；NCU设为3。DP网络中各模块的地址可通过各模块的DIP开关设定。DIP开关的设定值必须同组态软件中的地址一致。需要注意的是，为保证控制系统的实时性，DP地址应该设定为12Mbps。
2．PLC软件启动
PLC通常需要把该项目下的所有块拷贝到所建立的项目之下，然后在OBI里调用FC19做如下修改，其余的功能调用可以不做修改，但在OB100中调用的FBI里的MCPBUSADD一栏的值必须和MCP背后S3的设定值一致，否则MCP无法通信。至此最基本的PLC接口程序启动完成。
下面是一个最简单的OB1程序。
CALL ″MCP＿IFM″
BAGNo :=B#16#1
ChanNo :=B#16#1
SpindleIFNo :=B#16#1
FeedHold :=M100.0
SpindleHold :=M100.1
L ″ChanI″.A＿FD＿OR
T ″Chanl&P1fd9rime;.A＿RT＿OR
SET
＝″Axidl″.A＿PosMeasl
＝″Axis I″.A＿ContrEnable
＝″Axisl″.A＿PulseEnable
SET
＝″Axis2″.A＿PosMeasl
＝″Axis2″.A＿ContrEnable
＝″Axis2″.A＿PulseEnable
3．NC的启动设置
在“GENERAL MD”选项里，在MD10000[0]，和MD10000[1]，里设定的轴名是在机器的“MACHINE”区域里显示的。因此，MD10000[0]，设定为“SP”，MD10000[1]，设定为“Z”。在“CHANNEL MD”选项里，在MD20050[0]……[n]设定的是所有实际存在的机床轴里的几何轴，在这个例子中第二轴“z”是几何轴，因此MD20050[1]设定为“2”。在MD20080[0]……[n]设定的是各个机床轴在编程时所使用的名字，因此MD20080[0]设定为“SP”，MD20080[1]设定为“Z”。
在“AXIS MD”选项里，所有的设定都是和840Di系统设置主轴和伺服轴的方法是一致的。设定的“INPUT”，“OUTPUT”地址是用来作为NC控制输出和采集反馈的通道地址的。这些地址号也必须与在“GENERAL MD”选项里MD 13050[0]……[7]中依次输入的值相符。至此，一台具备基本功能的机器的电气系统初始化就完成了。
由于840Di整合了NC和PLC的功能，加上ADI4极为便利的变频器及伺服阀的控制，必将使得840Di+ADI4的控制方案得到越来越多的应用，例如旋转锻造机和需要兼容模拟量和位置控制的机床。
