西門子PLC模塊6ES7516-3AN02-0AB0參數(shù)詳細(xì)

運(yùn)動(dòng)控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動(dòng)和1FT6(1FK6)電機(jī)組成。

SINUMERIK840D配置的驅(qū)動(dòng)一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動(dòng)模塊（功率模塊）。

電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動(dòng)裝置提供控制和動(dòng)力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時(shí)監(jiān)測(cè)電源和模塊狀態(tài)。根據(jù)容量不同，凡小于15KW均不帶饋入裝置，極為U/E電源模塊；凡大于15KW均需帶饋入裝置，記為I/RF電源模塊，通過(guò)模塊上的訂貨號(hào)或標(biāo)記可識(shí)別。

611D數(shù)字驅(qū)動(dòng):是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動(dòng)的交流驅(qū)動(dòng)，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應(yīng)的進(jìn)給伺服電機(jī)可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號(hào)為1Vpp正弦波，可實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機(jī)為1PH7系列。

4. PLC模塊

SINUMERIK810D/840D系統(tǒng)的PLC部分使用的是西門子SIMATIC S7-300的軟件及模塊，在同一條導(dǎo)軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），CPU模塊，接口模塊（Interface Module）及信號(hào)模塊（Signal Module）。PLC模塊的CPU與NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。

電源模塊（PS）是為PLC和NC提供電源的+24V和+5V。

接口模塊（IM）是用于級(jí)之間互連的。

信號(hào)模塊（SM）使用與機(jī)床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種

1. 人機(jī)界面

人機(jī)交換界面負(fù)責(zé)NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實(shí)際上就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，有自己獨(dú)立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺(tái)計(jì)算機(jī)中。

（1）MMC(Man Machine communication)

zui常用的MMC有兩種：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤，一般的，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開(kāi)發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對(duì)應(yīng)于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對(duì)應(yīng)于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱作HMI。

HMI有分為兩種：嵌入式HMI和高級(jí)HMI。一般標(biāo)準(zhǔn)供貨時(shí)，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載高級(jí)HMI。

（2）OP(Operation pannel)

OP單元一般包括一個(gè)10.4〞TFT顯示屏和一個(gè)NC鍵盤。根據(jù)用戶不同的要求，西門子為用戶選配不同的OP單元，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031zui為常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

MCP是專門為數(shù)控機(jī)床而配置的，它也是OPI上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對(duì)810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開(kāi)關(guān)設(shè)定。

對(duì)于SINUMERIK840D應(yīng)用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術(shù)，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個(gè)總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。為提高人機(jī)交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線，它的傳輸速率為1.5M/秒。

2. NCU(Numerical control unit)數(shù)控單元

SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元（在810D中稱為CCU（compact control unit））：*控制單元,負(fù)責(zé)NC所有的功能,機(jī)床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個(gè)COM CPU板. 一個(gè)PLC CPU板和一個(gè)DRIVE板組成.

根據(jù)選用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分為NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12軸)，NCU573.2(31軸)等若干種，同樣，NCU單元中也集成SINUMERIK840D數(shù)控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應(yīng)的數(shù)控軟件和PLC控制軟件，并且?guī)в蠱PI或Profibus接口，RS232接口，手輪及測(cè)量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動(dòng)模塊均排列在其右側(cè)。

編輯

· PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。

·在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。

·循環(huán)程序處理過(guò)程可以被某些事件中斷。

·在循環(huán)程序處理過(guò)程中，CPU 并不直接訪問(wèn)I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問(wèn)CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過(guò)程映像區(qū)（在CPU的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)）

在變頻器領(lǐng)域，也存在著一些難以控制的東西。直到西門子功能強(qiáng)大的變頻器問(wèn)世之后，情況才有了改觀。MICROMASTER 440 是專門針對(duì)與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。這些高級(jí)矢量控制系統(tǒng)可確保*的高驅(qū)動(dòng)性能，即使發(fā)生突然負(fù)載變化時(shí)也是如此。由于具有快速響應(yīng)輸入和定位減速斜坡，因此，甚至在不使用編碼器的情況下也可以移動(dòng)至目標(biāo)位置。該變頻器帶有一個(gè)集成制動(dòng)斬波器，即使在制動(dòng)和短減速斜坡期間，也能以突出的精度工作。所有這些均可在 0.12 kW (0.16 HP) 直至 250 kW (350 HP) 的功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的公式：

n=n1(1-s)(1)

N1=60f/p(2)

式中:n-電機(jī)轉(zhuǎn)速;n1-電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速;s-滑差;f-旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)頻率;P-電機(jī)極對(duì)數(shù)

可知改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有改變滑差s、改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)頻率f、改變電機(jī)極對(duì)數(shù)p三種。

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源。是由由主電路和控制帶電路組成的。主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供可控電源的電力轉(zhuǎn)換部分，變頻器的主電路分為兩類，其中電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波部分是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波部分是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的整流部分，吸收在轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的平波回路部分，將直流功率變換為交流功率的逆變部分。控制電路是給主電路提供控制信號(hào)的回路，它有決定頻率和電壓的運(yùn)算電路，檢測(cè)主電路數(shù)值的電壓、電流檢測(cè)電路，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)速度的的速度檢測(cè)電路，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)放大的驅(qū)動(dòng)電路，以及對(duì)逆變器和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)電路組成

MICROMASTER 430 具有模塊化設(shè)計(jì)。 操作員面板和通訊模塊很容易更換，無(wú)需任何工具。

主要特性

引導(dǎo)調(diào)試簡(jiǎn)單

模塊化結(jié)構(gòu)允許組態(tài)的大靈活性

基本操作面板（BOP），用于變頻器參數(shù)化

帶多語(yǔ)言純文本顯示的 AOP 高級(jí)操作員面板

帶中英文純文本顯示的 AOP 高級(jí)操作員面板

帶西里爾字母、德語(yǔ)和英語(yǔ)純文本顯示的 AOP 高級(jí)操作員面板

MICROMASTER 430 變頻器適用于多種變速驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。其靈活性使之具有極為廣泛的應(yīng)用范圍。它特別適合與工業(yè)泵和風(fēng)機(jī)一起使用。

此變頻器具有以用戶為導(dǎo)向的性能和易于使用的特性。 它比 MICROMASTER 420 （即帶人工和自動(dòng)切換的優(yōu)化的操作員面板） 有更多的輸入和輸出，并且有適配軟件的功能。

工作原理

編輯

· PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。

·在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。

·循環(huán)程序處理過(guò)程可以被某些事件中斷。

·在循環(huán)程序處理過(guò)程中，CPU 并不直接訪問(wèn)I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問(wèn)CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過(guò)程映像區(qū)（在CPU的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)）

產(chǎn)品功能

控制類型

采用32位微處理器、實(shí)現(xiàn)CNC控制，用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。。

機(jī)床配置

可實(shí)現(xiàn)鉆、車、銑、磨、切害、沖、激光加工和搬運(yùn)設(shè)備的控制，備有全數(shù)字化的SIMDRIVE611數(shù)字驅(qū)動(dòng)模塊：zui多可以控制31個(gè)進(jìn)給軸和主軸．進(jìn)給和快速進(jìn)給的速度范圍為100-9999mm/min。其插補(bǔ)功能有樣條插補(bǔ)、三階多項(xiàng)式插補(bǔ)、控制值互聯(lián)和曲線表插補(bǔ)，這些功能。為加工各類曲線曲面零件提供了便利條件。此外還具備進(jìn)給軸和主鈾同步操作的功能。

操作方式

其操作方式主要有AUTOMATIC(自動(dòng))、JOG(手動(dòng))、示教（TEACH IN） 手動(dòng)輸入運(yùn)行（MDA） ，自動(dòng)方式：程序的自動(dòng)運(yùn)行，加工程序中斷后，從斷點(diǎn)恢復(fù)運(yùn)行；可進(jìn)行進(jìn)給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運(yùn)轉(zhuǎn)。

輪廓和補(bǔ)償

840D可根據(jù)用戶程序進(jìn)行輪廓的沖突檢測(cè)、半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)入和退出策略及交點(diǎn)計(jì)算、長(zhǎng)度補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償棚測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、反向間隙補(bǔ)償、過(guò)象限誤差補(bǔ)償?shù)取?/span>

NC編程

840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標(biāo)準(zhǔn)(德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，具有高級(jí)語(yǔ)言編程特色的程序編輯器，可進(jìn)行公制、英制尺寸或混合尺寸的編程，程序編制與加工可同時(shí)進(jìn)行，系統(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存，用于零件程序、偏置、補(bǔ)償?shù)拇鎯?chǔ)。

PLC編程

840D的集成式PLC*以標(biāo)準(zhǔn)sIMAncs7模塊為基礎(chǔ)，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴(kuò)展到288KB，u/o模塊可擴(kuò)展副2048個(gè)輸入/輸出點(diǎn)、PLC程序能以*的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)控機(jī)床發(fā)送運(yùn)動(dòng)停止/起動(dòng)等指令。

操作部分硬件

840D系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Windows98/2000下開(kāi)發(fā)自定義的界面。此外，2個(gè)通用接過(guò)RS232可使主機(jī)與外設(shè)進(jìn)行通信，用戶還可通過(guò)磁盤驅(qū)動(dòng)器接口和打印機(jī)并聯(lián)接口完成程序存儲(chǔ)、讀入及打印工作。

顯示部分

840D提供了多言種的顯示功能，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語(yǔ)自轉(zhuǎn)換為一種語(yǔ)言，系統(tǒng)提供的話言有中文、英語(yǔ)、德語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、法語(yǔ)、意大利語(yǔ)：顯示屏上可顯示程序塊、電動(dòng)機(jī)軸位置、操作狀態(tài)等信息。

2.1 西門子數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成

請(qǐng)參閱：SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)操作部件

SIEMENS用于數(shù)控系統(tǒng)的HMI軟件

西門子數(shù)控系統(tǒng)有很多種型號(hào)，首先我們來(lái)觀察一下802D所構(gòu)成的實(shí)物圖，SINUMERIK 802D是個(gè)集成的單元，它是由NC以及PLC和人機(jī)界面（HMI）組成，通過(guò)PROFIBUS總線連接驅(qū)動(dòng)裝置以及輸入輸出模板，完控制功能。

而在西門子的數(shù)控產(chǎn)品中zui有特點(diǎn)，zui有代表性的系統(tǒng)應(yīng)該是840D系統(tǒng)。因此，我們可以通過(guò)了解西門子840D系統(tǒng)，來(lái)了解西門子數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。首先通過(guò)以下的實(shí)物圖觀察840D系統(tǒng)。

2.2西門子810D系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 （請(qǐng)參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡(jiǎn)明調(diào)試手冊(cè) - 2006版本）

SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動(dòng)單元（CCU或NCU），MMC,PLC模塊三部分組成，由于在集成系統(tǒng)時(shí)，總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動(dòng)和數(shù)控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設(shè)備總線互相連接，因此在說(shuō)明時(shí)將二者劃歸一處

西門子PLC模塊6ES7516-3AN02-0AB0參數(shù)詳細(xì)

---輸入輸出接口擴(kuò)展

------與6SE70系列一樣，S120也可以選配器件擴(kuò)展輸入輸出接口，共有兩種方式：插在控制單元上的端子擴(kuò)展板TB30或安裝在導(dǎo)軌上的端子擴(kuò)展模塊TM31、TM15等

---編碼器模塊

------S120共有3種編碼器模塊：SMC10、SMC20、SMC30，用于處理不帶DRIVE-CLiQ接口的電機(jī)的編碼器信號(hào)。

---工藝

------S120的基本定位器（Epos）具有更強(qiáng)大的功能，可用于線性軸和回轉(zhuǎn)軸的式或相對(duì)式定位。6SE70系列的工藝板T100/T300/T400及CUMC適用的F01選件的功能，可以通過(guò)S120的DCC以及SIMOTION D來(lái)實(shí)現(xiàn)。

---工程軟件

------S120傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用SIZER組態(tài)工具，它包含了S120系列的所有組件的數(shù)據(jù)；S120的調(diào)試使用STARTER調(diào)試工具，既可以獨(dú)立安裝，也可以集成在Drive ES軟件中用于SIMATIC應(yīng)用，也可以集成在SCOUT軟件中用于SIMOTION的應(yīng)用。

---得益于SINAMICS系列使用的DRIVE-CLiQ通訊和模塊化結(jié)構(gòu)，以及全新的調(diào)試軟件STARTER，相比使用 6SE70 系列在多機(jī)傳動(dòng)時(shí)使用 SINAMICS S120 具有以下優(yōu)勢(shì)：