西門(mén)子將電氣化、自動(dòng)化、數(shù)字化的力量融入各行各業(yè)，以前所未見(jiàn)的高度、速度、精度和深度，讓關(guān)鍵所在，逐一實(shí)現(xiàn)。
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西門(mén)子810D系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
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(xiàn)互相連接，因此在說(shuō)明時(shí)將二者劃歸一處。
圖1西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)基本構(gòu)成
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(pán)，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺(tái)計(jì)算機(jī)的顯示器，而西門(mén)子MMC的控制軟件也在這臺(tái)計(jì)算機(jī)中。
（1）、MMC(Man Machine communication)
最常用的MMC有兩種：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤(pán)；而MMC103的CPU為奔騰，可以帶硬盤(pán)，一般的，用戶(hù)為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是專(zhuān)門(mén)為配合西門(mén)子最新的操作面板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(pán)，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對(duì)應(yīng)于MMC103,可以帶硬盤(pán)，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的。PCU的軟件被稱(chēng)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(pán)。根據(jù)用戶(hù)不同的要求，西門(mén)子為用戶(hù)選配不同的OP單元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031最為常用。
（3）、MCP(Machine control pannel)
MCP是專(zhuān)門(mén)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(chē)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(xiàn)技術(shù)，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個(gè)總線(xiàn)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(xiàn)，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(chēng)為NCU（Numenrical Controlunit）單元（在810D中稱(chēng)為CCU（compact control unit））：中央控制單元,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?/span>MPI或Profibus借口，RS232借口，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)。
3. 數(shù)字驅(qū)動(dòng)
（請(qǐng)參閱：Simodrive 611 Universal 產(chǎn)品介紹）
數(shù)字伺服：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(xiàn)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(xiàn)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(mén)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），接口模塊（Interface Module）機(jī)信號(hào)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(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。
SINUMERIK 840C數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)構(gòu)成和連接圖
SINUMERIK 840C系統(tǒng)是西門(mén)子公司1991—1993年才開(kāi)發(fā)出的最新數(shù)控系統(tǒng)，適用于全功能車(chē)削中心、銑床和加工中心及FMS，CIMS的軌跡控制的模塊微處理器CNC系統(tǒng)。
主要構(gòu)成：由中央控制器、中央控制組件、外圍組件、輸入／輸出組件、接口組件、手持操作器和14"TFT彩色顯示器等組成。中央控制器配有功能強(qiáng)大的PLCl35WB2及電源、接口等。中央控制組件有NC—CPU386DX，MMC—CPU386SX，MMC—CPU386SX 附帶387SX。采用分散的機(jī)床外設(shè)(DMP)，主要分三個(gè)區(qū)域，交互式圖形車(chē)間編程(IGM)區(qū)，NC區(qū)和PLC區(qū)。
主要特點(diǎn)：4個(gè)軸同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，5軸聯(lián)動(dòng)，兩個(gè)手輪同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，雙溜板或雙主軸結(jié)構(gòu)。輸入分辨率10μm到0.001μm，坐標(biāo)軸0.01°到0.00001°。具有32位微處理機(jī)，并配有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)功能，與IBM PC／AT兼容，具有標(biāo)準(zhǔn)的多任務(wù)操作系統(tǒng)。PLC用戶(hù)程序存儲(chǔ)器32K字節(jié)(RAM)可擴(kuò)展到256M，用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8K字節(jié)，可擴(kuò)展到48K字節(jié)。CNC用戶(hù)存儲(chǔ)器512K字節(jié)，硬盤(pán)中央用戶(hù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)展到40M字節(jié)。3964R或LSV2接口共4個(gè)，及通用串行接口RS232C(V24)，具有功能全面的文字管理方式。在加工時(shí)，可同時(shí)讀入和輸出程序及PLC報(bào)警。840 C系統(tǒng)連接如圖所示。
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SINUMERIK 840C數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)構(gòu)成和連接圖
SINUMERIK 840C系統(tǒng)是西門(mén)子公司1991—1993年才開(kāi)發(fā)出的最新數(shù)控系統(tǒng)，適用于全功能車(chē)削中心、銑床和加工中心及FMS，CIMS的軌跡控制的模塊微處理器CNC系統(tǒng)。
主要構(gòu)成：由中央控制器、中央控制組件、外圍組件、輸入／輸出組件、接口組件、手持操作器和14"TFT彩色顯示器等組成。中央控制器配有功能強(qiáng)大的PLCl35WB2及電源、接口等。中央控制組件有NC—CPU386DX，MMC—CPU386SX，MMC—CPU386SX 附帶387SX。采用分散的機(jī)床外設(shè)(DMP)，主要分三個(gè)區(qū)域，交互式圖形車(chē)間編程(IGM)區(qū)，NC區(qū)和PLC區(qū)。
主要特點(diǎn)：4個(gè)軸同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，5軸聯(lián)動(dòng)，兩個(gè)手輪同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，雙溜板或雙主軸結(jié)構(gòu)。輸入分辨率10μm到0.001μm，坐標(biāo)軸0.01°到0.00001°。具有32位微處理機(jī)，并配有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)功能，與IBM PC／AT兼容，具有標(biāo)準(zhǔn)的多任務(wù)操作系統(tǒng)。PLC用戶(hù)程序存儲(chǔ)器32K字節(jié)(RAM)可擴(kuò)展到256M，用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8K字節(jié)，可擴(kuò)展到48K字節(jié)。CNC用戶(hù)存儲(chǔ)器512K字節(jié)，硬盤(pán)中央用戶(hù)存儲(chǔ)器可擴(kuò)展到40M字節(jié)。3964R或LSV2接口共4個(gè)，及通用串行接口RS232C(V24)，具有功能全面的文字管理方式。在加工時(shí)，可同時(shí)讀入和輸出程序及PLC報(bào)警。840 C系統(tǒng)連接如圖所示。
特殊存儲(chǔ)區(qū)位
SM0.0 始終接通 SM1.0 操作結(jié)果 = 0
SM0.1 首次掃描 SM1.1 溢出或非法數(shù)值
SM0.2 保持?jǐn)?shù)據(jù)丟失 SM1.2 負(fù)數(shù)結(jié)果
SM0.3 上電 SM1.3 除以 0
SM0.4 30 秒關(guān)斷／30 秒接通 SM1.4 表格已滿(mǎn)
SM0.5 0.5 秒關(guān)斷／0.5 秒接通 SM1.5 表格為空
SM0.6 關(guān)斷1次掃描／接通1次掃描 SM1.6 BCD 至二進(jìn)制轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤
SM0.7 RUN（運(yùn)行）開(kāi)關(guān)位置 SM1.7 ASCII 至十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤
按優(yōu)先級(jí)別順序排列的中斷事件
事件號(hào)碼 中斷說(shuō)明 優(yōu)先級(jí)別群組 在群組中的優(yōu)先級(jí)別
8 端口 0：接收字符 通信（最高） 0
9 端口 0：發(fā)送完成 0
23 端口 0：接收信息完成 0
24 端口 1：接收信息完成 1
25 端口 1：接收字符 1
26 端口 1：發(fā)送完成 1
19 PTO 0 完成中斷 離散量（中等） 0
20 PTO 1 完成中斷 1
0 I0.0，上升沿 2
2 I0.1，上升沿 3
4 I0.2，上升沿 4
6 I0.3，上升沿 5
1 I0.0，下降沿 6
3 I0.1，下降沿 7
5 I0.2，下降沿 8
7 I0.3，下降沿 9
12 HSC0 CV=PV（當(dāng)前值 = 預(yù)設(shè)值） 10
27 HSC0 方向改變 11
28 HSC0 外部復(fù)位 12
13 HSC1 CV=PV（當(dāng)前值 = 預(yù)設(shè)值） 13
14 HSC1方向輸入改變 14
15 HSC1外部復(fù)位 15
16 HSC2 CV=PV 16
17 HSC2方向改變 17
18 HSC2外部復(fù)位 18
32 HSC3 CV=PV（當(dāng)前值 = 預(yù)設(shè)值） 19
29 HSC4 CV=PV（當(dāng)前值 = 預(yù)設(shè)值） 20
30 HSC4方向改變 21
31 HSC4外部復(fù)位 22
33 HSC5 CV=PV（當(dāng)前值 = 預(yù)設(shè)值） 23
10 定時(shí)中斷 0 定時(shí)（最低） 0
11 定時(shí)中斷 1 1
21 定時(shí)器 T32 CT=PT 中斷 2
22 定時(shí)器 T96 CT=PT 中斷 3
存儲(chǔ)區(qū)范圍和特性
說(shuō)明 CPU 221 CPU 222 CPU 224 CPU 226
用戶(hù)程序大小 4K 字節(jié) 4K 字節(jié) 8K 字節(jié) V 1.22, V2.0
12K 字節(jié) XP 8K 字節(jié) V 1.2316K 字節(jié) XM, V2.0
用戶(hù)數(shù)據(jù)大小 2K 字節(jié) 2K 字節(jié) 5K 字節(jié) V 1.22 8K 字節(jié) V 2.010K 字節(jié) XP 5K 字節(jié) V 1.2310K 字節(jié) XM, V2.0
輸入過(guò)程映像寄存器 I0.0 至 I15.7 I0.0 至 I15.7 I0.0 至 I15.7 I0.0 至 I15.7
輸出過(guò)程映像寄存器 Q0.0 至 Q15.7 Q0.0 至 Q15.7 Q0.0 至 Q15.7 Q0.0 至 Q15.7
模擬量輸入（僅限讀?。?nbsp;-- AIW0 至 AIW30 AIW0 至 AIW62 AIW0 至 AIW62
模擬量輸出（僅限寫(xiě)入） -- AQW0 至 AQW30 AQW0 至 AQW62 AQW0 至 AQW62
變量存儲(chǔ)區(qū)（V） VB0 至 VB2047 VB0 至 VB2047 VB0 至 VB5119 V 1.22VB0 至 VB8119 V 2.0VB0 至 VB10239 XP VB0 至 VB5119 V 1.23VB0 至 VB10239 XM, V 2.0
局部變量存儲(chǔ)區(qū)（L） LB0 至 LB59 LB0 至 LB59 LB0 至 LB59 LB0 至 LB59
位存儲(chǔ)區(qū)（M） M0.0 至 M31.7 M0.0 至 M31.7 M0.0 至 M31.7 M0.0 至 M31.7
特殊存儲(chǔ)區(qū)（SM） 僅限讀取 SM0.0 至 SM179.7SM0.0 至 SM29.7 SM0.0 至 SM299.7SM0.0 至 SM29.7 SM0.0 至 SM549.7SM0.0 至 SM29.7 SM0.0 至 SM549.7SM0.0 至 SM29.7
定時(shí)器有記憶接通延時(shí) 1 毫秒 10 毫秒
100 毫秒
接通／關(guān)斷延時(shí) 1 毫秒 10 毫秒
100 毫秒 256 (T0 至 T255)T0、T64T1 至 T4，和
T65 至 T68T5 至 T31，和
T69 至 T95T32、T96T33 至 T36，和
T97 至 T100T37 至 T63，和
T101 至 T255 256 (T0 至 T255)T0、T64T1 至 T4，和
T65 至 T68T5 至 T31，和
T69 至 T95T32、T96T33 至 T36，和
T97 至 T100T37 至 T63，和
T101 至 T255 256 (T0 至 T255)T0、T64T1 至 T4，和
T65 至 T68T5 至 T31，和
T69 至 T95T32、T96T33 至 T36，和
T97 至 T100T37 至 T63，和
T101 至 T255 256 (T0 至 T255)T0、T64T1 至 T4，和
T65 至 T68T5 至 T31，和
T69 至 T95T32、T96T33 至 T36，和
T97 至 T100T37 至 T63，和
T101 至 T255
計(jì)數(shù)器 C0 至 C255 C0 至 C255 C0至C255 C0至C255
高速計(jì)數(shù)器 HC0,HC3,HC4 和 HC5 HC0,HC3,HC4 和 HC5 HC0 至 HC5 HC0 至 HC5
順序控制繼電器（S） S0.0 至 S31.7 S0.0 至 S31.7 S0.0 至 S31.7 S0.0 至 S31.7
累加寄存器 AC0 至 AC3 AC0 至 AC3 AC0 至 AC3 AC0 至 AC3
跳轉(zhuǎn)／標(biāo)簽 0 至 255 0 至 255 0 至 255 0 至 255
調(diào)用／子程序 0 至 63 0 至 63 0 to 63
0 至 127 XP 0 至 63 V 1.230 至 127 XM, V 2.0
中斷程序 0 至 127 0 至 127 0 至 127 0 至 127
上升／下降沿跳變 256 256 256 256
PID 回路 0 至 7 0 至 7 0 至 7 0 至 7
端口 端口 0 端口 0 Port 0Port 0, Port 1 XP 端口0、端口1
高速計(jì)數(shù)器 HSC0、HSC3、HSC4和HSC5
模式 HSC0 HSC3 HSC4 HSC5
I0.0 I0.1 I0.2 I0.1 I0.3 I0.4 I0.5 I0.4
0 Clk Clk Clk Clk
1 Clk 復(fù)位 Clk 復(fù)位
2
3 Clk 方向 Clk 方向
4 Clk 方向 復(fù)位 Clk 方向 復(fù)位
5
6 Clk增 Clk減 Clk增 Clk 減
7 Clk增 Clk 減 復(fù)位 Clk增 Clk 減 復(fù)位
8
9 相位A 相位B 相位A 相位B
10 相位A 相位B 復(fù)位 相位A 相位B 復(fù)位
11
高速計(jì)數(shù)器HSC1和HSC2
模式 HSC1 HSC2
I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 I1.5
0 Clk Clk
1 Clk 復(fù)位 Clk 復(fù)位
2 Clk 復(fù)位 啟動(dòng) Clk 復(fù)位 啟動(dòng)
3 Clk 方向 Clk 方向
4 Clk 方向 復(fù)位 Clk 方向 復(fù)位
5 Clk 方向 復(fù)位 啟動(dòng) Clk 方向 復(fù)位 啟動(dòng)
6 Clk 增 Clk 減 Clk 增 Clk 減
7 Clk 增 Clk 減 復(fù)位 Clk 增 Clk 減 復(fù)位
8 Clk 增 Clk 減 復(fù)位 啟動(dòng) Clk 增 Clk 減 復(fù)位 啟動(dòng)
9 相位 A 相位 B 相位 A 相位 B
10 相位 A 相位 B 復(fù)位 相位 A 相位 B 復(fù)位
11 相位 A 相位 B 復(fù)位 啟動(dòng) 相位 A 相位 B 復(fù)位 啟動(dòng)
指令
布爾指令 計(jì)算、遞增和遞減指令
LD BitLDI BitLDN 位LDNI 位 裝載裝載立即點(diǎn)裝載Not（非）裝載Not（非）立即點(diǎn) +I IN1, OUT+D IN1, OUT+R IN1, OUT 整數(shù)、雙整數(shù)或?qū)崝?shù)加法IN1+OUT=OUT
A 位AI 位AN 位ANI 位 AND（與）AND（與）立即點(diǎn)AND Not（與非）AND Not（與非）立即點(diǎn) -I IN1, OUT-D IN1, OUT-R IN1, OUT 整數(shù)、雙整數(shù)或?qū)崝?shù)減法OUT-IN1=OUT
O 位OI 位ON 位ONI 位 OR（或）OR（或）立即點(diǎn)OR Not（或非）OR Not（或非）立即點(diǎn) MUL IN1, OUT 整數(shù)乘法（16*16->32）
LDBx IN1, IN2 裝載字節(jié)比較結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>I) IN2 *I IN1, OUT*D IN1, OUT*R IN1, IN2 整數(shù)、雙整數(shù)或?qū)崝?shù)乘法IN1 * OUT = OUT
ABx IN1, IN2 字節(jié)比較 AND（與）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 DIV IN1, OUT 整數(shù)除法（16/16->32）
OBx IN1, IN2 字節(jié)比較 OR（或）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 /I IN1, OUT/D, IN1, OUT/R IN1, OUT 整數(shù)、雙整數(shù)或?qū)崝?shù)除法OUT / IN1 = OUT
LDWx IN1, IN2 裝載字比較結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 SQRT IN, OUT 平方根
AWx IN1, IN2 字比較 AND（與）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 LN IN, OUT 自然對(duì)數(shù)
OWx IN1, IN2 字比較 OR（或）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 EXP IN, OUT 自然指數(shù)
LDDx IN1, IN2 裝載雙字比較結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 SIN IN, OUT 正弦
ADx IN1, IN2 雙字比較 AND（與）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 COS IN, OUT 余弦
ODx IN1, IN2 雙字比較OR（或）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 TAN IN, OUT 正切
LDRx IN1, IN2 裝載實(shí)數(shù)比較結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 INCB OUTINCW OUTINCD OUT 字節(jié)、字或雙字遞增
ARx IN1, IN2 實(shí)數(shù)比較 AND（與）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 DECB OUTDECW OUTDECD OUT 字節(jié)、字或雙字遞減
ORx IN1, IN2 實(shí)數(shù)比較 OR（或）結(jié)果
IN1 (x:<, <=,=, >=, >, <>) IN2 PID TBL, LOOP PID 回路
NOT 堆棧求非 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
EU 上升沿檢測(cè) TON Txxx, PTTOF Txxx, PTTONR Txxx, PT 接通延時(shí)定時(shí)器關(guān)斷延時(shí)定時(shí)器有記憶接通延時(shí)定時(shí)器