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數(shù)控及驅(qū)動單元 
1.NCU數(shù)控單元 
SINUMERIK840D的數(shù)控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元：中央控制單元,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個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借口，RS232借口，手輪及測量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU單元很薄，所有的驅(qū)動模塊均排列在其右側(cè)。 
2．數(shù)字驅(qū)動 
數(shù)字伺服：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6（1FK6）電機組成 
SINUMERIK840D配置的驅(qū)動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅(qū)動模塊（功率模塊）。 
電源模塊：主要為NC和給驅(qū)動裝置提供控制和動力電源，產(chǎn)生母線電壓，同時監(jiān)測電源和模塊狀態(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，通過模塊上的訂貨號或標記可識別。 
611D數(shù)字驅(qū)動:是新一代數(shù)字控制總線驅(qū)動的交流驅(qū)動，它分為雙軸模塊和單軸模塊兩種，相應(yīng)的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機為1PH7系列。

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，在同一條導軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），接口模塊（Interface Module）機信號模塊（Signal Module）。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）是用于級之間互連的。 
信號模塊（SM）使用與機床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。 
硬件的接口 
一．840D系統(tǒng)的接口 
q 840D系統(tǒng)的MMC，HHU，MCP都通過一根MPI電纜掛在NCU上面，MPI是西門子PLC的一個多點通訊協(xié)議，因而該協(xié)議具有開放性，而OPI是840D系統(tǒng)針對NC部分的部件的一個特殊的通訊協(xié)議，是MPI的一個特例，不具有開放性，它比傳統(tǒng)的MPI通訊速度要快，MPI的通訊速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。 
q NCU上面除了一個OPI端口外，還有一個MPI，一個Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通訊能力的設(shè)備。Profibus的通訊電纜和MPI的電纜一樣，都是一根雙芯的屏蔽電纜。 
在MPI，OPI和Profibus的通訊電纜兩端都要接終端電阻，阻值是220歐，所有如果要檢測電纜的好壞情況，可以在NCU端打開插座的封蓋，量A，B兩線間的電阻，正常情況下應(yīng)該為110歐。 
二．611系列驅(qū)動的組成與接口 
1．611系列的驅(qū)動分成模擬611A，數(shù)字611D和通用型611U。都是模塊化結(jié)構(gòu)，主要有以下幾個模塊組成： 
•電源模塊 電源模塊是提供驅(qū)動和數(shù)控系統(tǒng)的電源，包括維持系統(tǒng)正常工作的弱電和供給功率模塊用的600V直流電壓。根據(jù)直流電壓控制方式，它又分為開環(huán)控制的UE模塊和閉環(huán)控制的I/R模塊，UE模塊沒有電源的回饋系統(tǒng)，其直流電壓正常時為570V左右，而當制動能量大時，電壓可高達640多伏。I/R模塊的電壓一直維持在600V左右 
•控制模塊 控制模塊實現(xiàn)對伺服軸的速度環(huán)和電流環(huán)的閉環(huán)控制 
•功率模塊 對伺服電機提供頻率和電壓可變的交流電源 
•監(jiān)控模塊 主要是對電源模塊弱電供電能力的補充。 
•濾波模塊 對電源進行濾波作用。 
•電抗 對電壓起到平穩(wěn)作用。 
2．611電源模塊的接口信號 
611模塊的接口信號有以下幾組： 
（1）電源接口 
U1 V1 W1： 主控制回路三相電輸入端口 
X181：工作電源的輸入端口，使用時常常與主電源短接，有的系統(tǒng)為了讓機床在斷電后驅(qū)動還能正常工作一段時間，把600V的電壓端子與P500 M500端子短接，這樣由于600V電壓不能馬上放電完畢，還能維持驅(qū)動控制板的正常工作一段時間。P600M600是600V直流電壓輸出端子。 
（2）控制接口 
64：控制使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消時，所有的軸的速度給定電壓為零，軸以zui大的加速度停車。延遲一定的時間后，取消脈沖使能 
63：脈沖使能輸入，該信號同時對所有連接的模塊有效，該信號取消后，所有的軸的電源取消，軸以自由運動的形式停車。 
48：主回路繼電器，該信號斷開時，主控制回路電源主繼電器斷開。 
112：調(diào)試或標準方式，該信號一般用在傳輸線的調(diào)試中，一般情況接到系統(tǒng)的24V上。 
X121：模塊準備好信號和模塊的過熱信號。準備號信號與模塊的撥碼開關(guān)的設(shè)置有關(guān)，當S1.2=ON時，模塊有故障時，準備好信號取消，而S1.2=OFF時，模塊有故障和使能（63,64）信號取消時，都會取消準備好信號，因此在更換該模塊的時候要檢查模塊頂部的撥碼開關(guān)的設(shè)置，否則模塊可能會工作不正常。所有的模塊過載和連接的電機過熱都會觸發(fā)過熱報警輸出。 
NS1/NS2：主繼電器閉合使能，只有該信號為高電平時，主繼電器才可能得電。該信號常用來作主繼電器閉合的連鎖條件。 
AS1/AS2：主繼電器狀態(tài)，該信號反映主繼電器的閉合狀態(tài)，主繼電器閉合時為高電平。 
9/19/R：9是24V輸出電壓，19是24V的地，R為模塊的報警復位信號。 
（3）其它輔助接口 
X351：設(shè)備總線 ，為后面連接的模塊供電用。 
X141：電壓檢測端子，供診斷和其它用途用。 
»7： P24 ，＋24V »45：P15，＋15V »44：N15，－15V 
»10：N24，－24V »15：M，0V 
q 電源模塊上面有6個指示燈，分別指示模塊的故障和工作狀態(tài)。一般正常情況下綠燈亮表示使能信號丟失（63和64），黃燈亮表示模塊準備好信號，這時600V直流電壓已經(jīng)達到系統(tǒng)正常工作的允許值。 
電源模塊正常工作的使能條件： 
48，112，63，64接高電平，NS1和NS2短 接，顯示為一個黃燈亮，其它燈都不亮。直流母線電壓應(yīng)在600V左右. 
3．611驅(qū)動控制模塊接口信號 
（1）611D驅(qū)動控制模塊接口信號 
 611D控制模塊與數(shù)控系統(tǒng)主要是通過一根數(shù)據(jù)總線相連，基本沒有太多的接口信號。 
X431： 軸脈沖使能，該信號為低電平時，該軸的電源撤消，一般這個信號直接與24V短接 
X432： BERO 端子，該接口用作BERO開關(guān)信號的輸入口。 
X34，X35模擬輸出口，其中有兩個模擬口（X1，X2 ）用作模塊診斷測試用，它可以用來跟蹤一些數(shù)字量，比如轉(zhuǎn)速，電壓和電流等并把它轉(zhuǎn)換成0到5V的模擬電壓輸出，具體的輸出信號可以通過數(shù)控系統(tǒng)選擇，Ir模擬輸出口是固定輸出電機R相的電流的模擬值。 
X411： 電機編碼器接口，輸入電機的編碼器信號，還有電機的熱敏電阻，其中電機的熱敏電阻值是通過該插座的13和25腳輸入，該熱敏電阻在常溫下為580歐，155度時大于1200歐，這時控制板關(guān)斷電機電源并產(chǎn)生電機過熱報警。（1PH7電機溫度檢測信號連接同1FT6/1FK6電機） 
X411： 直接測量系統(tǒng)輸入口，輸入直接位置測量信號，一般為正余弦電壓信號 
＊ 611D的控制板的速度環(huán)和電流環(huán)的參數(shù)設(shè)置在NCK里面，故更換控制板后不需要重新設(shè)置參數(shù)。 
（2）611A控制模塊接口信號 
611A控制模塊與1FT5電機構(gòu)成伺服驅(qū)動機構(gòu)，完成速度環(huán)和電流環(huán)的控制，其速度環(huán)和電流環(huán)的參數(shù)都保存在控制板上，故更換該板要注意參數(shù)的設(shè)置。接口信號如下： 
X311： 電機反饋接口，電機的速度實際值和電機的熱敏電阻值都通過它輸入到控制板里，1FT5電機的速度檢測是通過一個測速發(fā)電機來實現(xiàn)的，而電機轉(zhuǎn)子的位置是通過18個霍而元件來檢測的。電機內(nèi)的熱敏電阻值是通過該插座的11和12腳信號輸入, 在常溫下小于250歐，當電機內(nèi)部溫度達到155度時電阻大約是1000歐，控制板這時關(guān)斷電源，并發(fā)出報警信號。 
X321： 設(shè)定端子，速度的給定值通過該端子的56和14輸入，一般來講，給定值是正負0到10V的電壓。 
X331： 使能端子：相應(yīng)模塊的使能信號輸入，663是脈沖使能，與電源模塊的63作用差不多，只是它僅作用于單個的軸模塊。65是控制使能，常常把它和NC側(cè)給定信號的控制使能相連。 
X341： 模塊狀態(tài)輸出接口，輸出模塊的狀態(tài)信息，如模塊準備好信號，報警等 
西門子數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試,編程和維修概要（三） 
——西門子數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試,編程和維修概要 
840D系統(tǒng)操作 
SINUMERIK840D/810D或SINUMERIK FM-NC是機床的CNC控制系統(tǒng)，可以通過CNC控制系統(tǒng)的操作面板執(zhí)行下列基本功能： 
開發(fā)和修改零件程序 
執(zhí)行零件程序 
手動控制 
讀入/讀出零件程序和數(shù)據(jù) 
編輯程序數(shù)據(jù) 
報警顯示和取消報警 
編輯機床數(shù)據(jù) 
在一個MMC或幾個MMC之間或一個NC或幾個NC之間建立通信鏈接（M:N,m-MMC裝置和n-NCK/PLC裝置） 
用戶接口包括： 
顯示元件，如監(jiān)測器，LED等； 
操作元件，如鍵，開關(guān)，手倫等。q 
840D系統(tǒng)具有數(shù)控機床具有的自動、手動、編程、回參考點、手動數(shù)據(jù)輸入等功能。 
手動:手動主要用來調(diào)整機床,手動有連續(xù)手動和步進手動,有時為了需要走特定長度時,可以選擇變量INC方式,輸入要運行的長度即可. 
自動: 840D的程序一般來講是在NCK的RAM里執(zhí)行,所以對MMC103或PCU50來講,需要先把程序裝載到NCK里,但對于特別長的程序,可以選擇在硬盤里執(zhí)行,具體操作方法為:選擇加工,程序概要,用光標選擇要執(zhí)行的程序,選擇從硬盤執(zhí)行既可.在自動方式下,如果MMC裝有SINDNC軟件,還可以從網(wǎng)絡(luò)硬盤上執(zhí)行程序. 
MDA: MDA跟自動方式差不多,只是它的程序可以逐段輸入,不一定是一個完整的程序,它存在NCK里面一個固定的MDA緩沖區(qū)里,可以把MDA緩沖區(qū)的程序存放在程序目錄里,也可以從程序區(qū)里調(diào)程序到MDA緩沖區(qū)來. 
REPOS:重定位功能,有時在程序自動執(zhí)行時需要停下來把刀具移開檢測工件,然后接著執(zhí)行程序,需要重定位功能,操作方法是在自動方式下暫停程序執(zhí)行,轉(zhuǎn)到手動,移開相應(yīng)的軸,要重新執(zhí)行程序時,轉(zhuǎn)到重定位方式,按相應(yīng)的軸移動按鈕,回到程序中斷點,按啟動鍵程序繼續(xù)執(zhí)行.注意在這個過程中不能按復位鍵. 
程序模擬:840D支持在程序正式運行前進行圖形模擬,以減少程序的故障率,但由于MMC系統(tǒng)的不同,模擬的方法不一樣,在MMC103上,程序模擬*在MMC上執(zhí)行,故模擬中不會對NCK產(chǎn)生影響,但在MMC100.2上,程序模擬在NCK里面執(zhí)行,與程序?qū)嶋H執(zhí)行情況一樣,因此在模擬前務(wù)必要選擇程序測試,如果還要提高模擬速度,還可以選擇空運行。