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西门子SINUMERIK840D数控系统介绍
【摘要】：西门子（SINUMERIK）数控系统是德国西门子公司的产品。西门子
凭借在数控系统及驱动产品方面的专业思考与深厚积累，不断制造出机床产品的
典范之作，为自动化应用提供了日趋完美的技术支持。SINUMERIK不仅意味着
一系列数控产品，其力度在于生产一种适于各种控制领域不同控制需求的数控系
统，其构成只需很少的部件。它具有高度的模块化、开放性以及规范化的结构，
适于操作、编程和监控。主要包括：控制及显示单元、PLC输入/输出单元（PP）、
PROFIBUS总线单元、伺服驱动单元、伺服电机等部分。
【关键词】：SINUMERIK840D数控系统性能硬件结构软件结构
一.SINUMERIK840D数控系统性能
SINUMERIK840D是西门子公司20世纪90年代推出的高性能数控系统。它保持西门
子前两代系统SINUMERIK880和840C的三CPU结构：人机通信CPU（MMC-CPU）、数
字控制CPU（NC-CPU）和可编程逻辑控制器CPU（PLC-CPU）。三部分在功能上既相互
分工，又互为支持。在物理结构上，NC-CPU和PLC-CPU合为一体，合成在NCU（Numerical
ControlUnit）中，但在逻辑功能上相互独立。相对于前几代系统，SINUMERIK840D具有
以下几个特点：
1、数字化驱动在SINUMERIK840D中，数控和驱动的接口信号是数字量，通过驱动
总线接口，挂接各轴驱动模块。
2、轴控规模大最多可以配31个轴，其中可配10个主轴。
3、可以实现五轴联动SINUMERIK840D可以实现X、Y、Z、A、B五轴的联动加工，
任何三维空间曲面都能加工。
4、操作系统视窗化SINUMERIK840D采用Windows95作为操作平台，使操作简单、
灵活，易掌握。
5、软件内容丰富功能强大SINUMERIK840D可以实现加工（Machine）、参数设置
（Parameter）、服务（Services）、诊断（Diagnosis）及安装启动（Start-up）等几大软件功
能。
6、具有远程诊断功能如现场用PC适配器、MODEM卡，通过电话线实现SINUMERIK
840D与异域PC机通信，完成修改PLC程序和监控机床状态等远程诊断功能。
7、保护功能健全SINUMERIK840D系统软件分为西门子服务级、机床制造厂家级、
最终用户级等7个软件保护等级，使系统更加安全可靠。
8、硬件高度集成化SINUMERIK840D数控系统采用了大量超大规模集成电路，提高
了硬件系统的可靠性。
9、模块化设计SINUMERIK840D的软硬件系统根据功能和作用划分为不同的功能模
块，使系统连接更加简单。
10、内装大容量的PLC系统SINUMERIK840D数控系统内装PLC最大可以配2048
输入和2048输出，而且采用了Profibus现场总线和MPI多点接口通信协议，大大减少了现
场布线。
11、PC化SINUMERIK840D数控系统是一个基于PC的数控系统。

二．SINUMERIK840D数控系统硬件结构

SINUMERIK840D系统硬件组成原理如图1所示。

图1SINUMERIK840D数控系统硬件组成框图
下面介绍其主要的功能部件。
1．数字控制单元NCU。NCU（NumericalControlUnit）是SINUMERIK840D数控系
统的控制中心和信息处理中心，数控系统的直线插补、圆弧插补等轨迹运算和控制、PLC
系统的算术运算和逻辑运算都是由NCU完成的。在SINUMERIK840D中，NC-CPU和
PLC-CPU采用硬件一体化结构，合成在NCU中。
2．人机通信中央处理单元MMC-CPU。MMC-CPU的主要作用是完成机床与外界及与
PLC-CPU、NC-CPU之间的通信，内带硬盘，用以存储系统程序、参数等。
3．操作员面板OP031。操作员面板OP的作用是：显示数据及图形，提供人机显示界
面；编辑、修改程序及参数；实现软功能操作。
在SINUMERIK840D中有OP031、OP032、OP032S、OP030以及PHG等5种操作员
面板。其中，OP031是常使用的操作员面板。
4．机床操作面板MCP。MCP的主要作用是完成数控机床的各类硬功能键的操作。主
要有以下列6个硬功能键操作。
（1）操作模式键区，可选择的操作模式有JOG、MD、TEACHIN和AUTO等4种操
作模式。
（2）轴选择键区，实现轴选择，完成轴的点动进给、回参考点和增量进给。
（3）自定义键区，供用户使用，通过PLC的数据块实现与系统的联系，完成机床生产
厂所要求的特殊功能。
（4）主轴操作区，主轴倍率开关，实现主轴转速0～150%倍率