摘要：本文以SINUMERIK 840D在一台數控軋輥磨床（chuáng）上的應用，來解析SINUMERIK 840D係統軟件結構及整個係統通訊，以提高我們對SINUMERIK 840D數控係統（tǒng）的理解和認識，更好的服務（wù）於生產。

     關鍵詞：軟件  通（tōng）訊  數控係統  網絡
 

      1. 引（yǐn）言

      SINUMERIK 840D係統是西門子公司於20世紀90年代推出的高性能數（shù）控（kòng）係（xì）統。包括SINIMERIK 840D power line和SINUMERIK 840D solution line 兩種版本（běn），目前國內市（shì）場主流係統是SINUMERIK 840D power line數控係統，根據應用的對象和價格（gé）因素，可以（yǐ）選擇各種版本的硬件配置。從結構上看SINUMERIK 840D包括三大部分，HMI(包括OP、PCU、MCP)、NCU(包（bāo）括NCK和PLC)，和DRIVE（包括611D和電源），他們之間由（yóu）總線連接，整個數控係統自成一個網絡，完成通訊。

      2. 係統簡介
  

      下麵以SINUMERIK 840D在一（yī）台數控軋（zhá）輥磨床上的（de）應（yīng）用來介紹整個係統的軟件和通訊（xùn）過程，該數控（kòng）係統硬（yìng）件配置為：數控核心采用的是NUC 572.5版本，PLC采用PLC 317_2DP ，HMI采用PUC50 ，驅動為SIMODRIVER 611D。控製對象（xiàng）是一台軋輥磨（mó）床，按要求完成軋輥的曲線磨削，同時保證一定的圓度、圓柱度、曲線誤差和光潔度（dù）。

      3. 軟件（jiàn）結構及通（tōng）訊（xùn）
  

     3．1  SINUMERIK 840D軟件係統包括四大類：MMC軟件係統、NC軟件係統、PLC軟（ruǎn）件係統和通訊及驅動接口軟件，它（tā）們之間即相互關聯又有不同功能分工，共同完成整個係統的（de）工作任務。
  

      (1) MMC軟件也（yě）就是人機接口軟件，主要完成的任務是支撐SINUMERIK 840D與MMC-CPU、PLC-CPU、NC-CPU之間的相互通訊和任務協調，它是整個（gè）數控係統的核心功能。在我們這台軋輥磨床上使（shǐ）用（yòng）的是PCU50，它實際上就是一（yī）台完整的計算機，自帶20G硬盤，Windows XP操作係統，帶基本Bioses和MSDOS內核操作（zuò）係統，以及串口、並口、鼠標鍵盤、網絡接口等（děng）驅動程序。HMI 軟件運（yùn）行於Windows XP 平台之上，完成（chéng）零件加工程序的（de）編輯，程序模擬檢查，程序（xù）操作加工數據設置等。值得注意的是MMC(我們這台設備是PCU50)硬盤分區和軟件位置有要求：C、D區容量為2G，格式FAT16；D、E區容量沒要求，格式為NTFS。C區為DOS區；D區（qū）為臨時文件（jiàn）區；E區操（cāo）作係統區，包括HMI軟件；D區為用戶數據區，可以存放用（yòng）戶程序數據。
  

      (2)  NC軟件係統包括：NCK數控核初始引導軟件、NCK數控核數字控製（zhì）軟（ruǎn）件、SIMODRIVE 611D驅動數據、PCMCIA卡軟件係統、PLC軟（ruǎn）件係統、通訊和驅動接（jiē）口軟件。

      NCK數控（kòng）核初始化引導軟件是固化的，負責完成NC數控係統的啟（qǐ）動、檢測、監（jiān）控等功能。

      NCK數（shù）控核數字控製軟件包括（kuò）機床數據（jù）和標準的循環（huán）子係統，循（xún）環子係統是西門子開發的標準功能子（zǐ）程序，用戶（hù）在需要時可（kě）以直接調用（yòng），隻需修改相（xiàng）應的參數。

      SIMODRIVE 611D驅動數據是和伺服（fú）驅動相關（guān）的一（yī）些參數（shù），用戶配置好的軸數據以及（jí）軸優化參數，用於控製各個軸的進給動作。

      PCMCIA卡軟件係統是安裝在NCU板卡槽上的存儲卡內，包括NCK、PLC、COM、DRIVE的係統（tǒng）軟件、驅動通訊軟件以及數控係統運行後由MMC傳送（sòng）來的用戶數據和程序，完成軸（zhóu）的控製、程序解碼（mǎ）等。

      PLC程（chéng）序（xù）係統包括PLC係統（tǒng）支持軟件、PLC基本（běn）程序和PLC用戶程序，支持軟件是支（zhī）撐PLC程序運行（háng）的平台；基本程（chéng）序是西門（mén）子事先編輯好的（de）一些功能程序塊（kuài），用（yòng）戶可以直接（jiē）調用（yòng），隻需修改相應的參數；用戶程（chéng）序是用戶自己編寫的程（chéng）序。

      通訊和驅動接口軟件主要作用是協調NCK-CPU，PLC-CPU和MMC-CPU三者之間的（de）通訊，通訊協議的設置以及通訊接口的驅動（dòng）。

      3．2  SINUMERIK 840D數控係統（tǒng）自成一個網絡，它和其它網絡通訊一樣，也要遵循一（yī）定的規則：1，各組件（節（jiē）點）地址不能衝突。在840D係統（tǒng）中默認MMC地（dì）位為（wéi）1，MCP的地址（zhǐ）為6，NCK地址為13，PLC地址13；值得（dé）注意的是如果BUS總線不是OPI，那麽NCK地址應該是（shì）PLC地址加1，否則會造成地址錯誤。2，波（bō）特率（lǜ）要一致。在一個網絡係統中，有時（shí）由於通訊協議不同（tóng），傳送速率會有不同，在設置波特率時要注意這點。3，終端電阻的設置要正確。如果（guǒ）終端電阻在通訊節點的端點，要設（shè）置為ON；如果是在節點中間則要設置為OFF。

      (1) NCK和MMC之間的通訊一般采（cǎi）用OPI協議，即通訊總線接到NCU板的X101接口（kǒu），這（zhè）是（shì）SINUMERIK 840D專有的功能，也是為了（le）提高係統通訊效率，因為OPI速率為1.5Mbps，而MPI速率為187.5Kbps。如果通訊總線接到X111接口則隻能采用MPI協（xié）議，MPI總線（xiàn）和OPI總線在物理層結構是一樣的，都是基於RS485，如果NCU板上X101接口出現問題（tí），可以直接使用X111接口通訊，但數據傳送速（sù）率降低了。

      (2) NCU和PLC之間的通訊采用兩（liǎng）種總線，即MPI總線和Profibus總線。一般櫃內ET200站采用MPI總線，接NCU板X111接口，而現場遠程ET200站（zhàn）采用Profibus總線，接NCU板的X102口，Profibus總線傳送速率（lǜ）也是1.5Mbps；內部信息交換（huàn）由專（zhuān）用機（jī）床數據進行通訊。

      (3) NCU和驅動SIMODRIVE 611D間通訊是由兩組總線完（wán）成的，即（jí）設備總（zǒng）線和驅動總線，NCU和（hé）611D是集（jí）成到一起的，根據驅動軸的多少來決定驅（qū）動模塊的個（gè）數，在（zài）驅動總線的末端要插入終端電阻，表（biǎo）示驅動模塊的結束。因為軸驅動模塊上隻有RAM單元，所（suǒ）以軸的控（kòng）製信息和驅動文件，都通過驅動總線在數控係（xì）統啟（qǐ）動後傳送的，電子電源、使能信號和監控信號則由設備總線傳送。

      (4) SINUMERIK 840D根據配置不同，最多（duō）可以支持10個通道，這（zhè）些通道可以並行運行，獨立（lì）進行處理程序數（shù）據，但（dàn）它們之間也可以由指令進行（háng）通訊，進行數據交換，共同完成控製（zhì）任務。

      (5)另外，SINUMERIK 840D還支持TCP/IP協議，通過相應的軟（ruǎn）件可以實（shí）現遠程控製，遠程診斷等。

       4. 結束語

      SINUMERIK 840D數控係統在（zài）各種行業的應用已經相當廣泛，掌（zhǎng）握（wò）其（qí）軟件結（jié）構和通訊係統，對我們（men）更好（hǎo）的理解整個數控係統大有裨益，也為在生產中840D數控係統的使用和維修維護人員（yuán）提供（gòng）借鑒。（本文來自;安陽（yáng）鋼鐵集團有限（xiàn）公司)