西門子將電氣化、自動化、數(shù)字化的力量融入各行各業(yè)，以前所未見的高度、速度、精度和深度，讓關(guān)鍵所在，逐一實(shí)現(xiàn)。
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西門子810D系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動單元（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，因此在說明時(shí)將二者劃歸一處。
圖1西門子數(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單元正是這臺計(jì)算機(jī)的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計(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；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最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20對應(yīng)于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對應(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OP031最為常用。
（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)用場合不同，其布局也不同，目前，有車床版MCP和銑床版MCP兩種。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6，用MCP后面的S3開關(guān)設(shè)定。
對于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））：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)。
3. 數(shù)字驅(qū)動
（請參閱：Simodrive 611 Universal 產(chǎn)品介紹）
數(shù)字伺服：運(yùn)動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6(1FK6)電機(jī)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(shí)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(biāo)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(jìn)給伺服電機(jī)可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為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），接口模塊（Interface Module）機(jī)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(jī)床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。
信號模塊或 I/O 設(shè)備組件將控制器和過程連接在一起?？刂茊卧ㄟ^相連的傳感器記錄當(dāng)前過程狀態(tài)，并對執(zhí)行器發(fā)出相應(yīng)的響應(yīng)。
通過數(shù)字量模塊和模擬量模塊，可以準(zhǔn)確便捷地輸入/輸出特定任務(wù)所需的數(shù)據(jù)。這些模塊既可以直接在 CPU 中進(jìn)行集中式處理，也可以通過 ET200MP I/O 系統(tǒng)進(jìn)行分布式處理。
與S7-1500 CPU 類似，信號模塊同樣可以最大程度地提升生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率。最優(yōu)的系統(tǒng)性能可確保最短的響應(yīng)時(shí)間。創(chuàng)新的操作機(jī)制可確保安裝過程快速、可靠且無任何故障。
模塊具有高度可擴(kuò)展性，可根據(jù)客戶需求量身定制，降低了成本的同時(shí)還提高了生產(chǎn)效率
模塊可以具有不同的通道數(shù)量和功能
集成更多功能，實(shí)現(xiàn)緊湊設(shè)計(jì)，減少了變量的使用
U 型連接器，可自行連接背板總線
節(jié)省了安裝空間，安裝導(dǎo)軌上可安裝更多組件
最優(yōu)系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)快速處理并最大程度確?？刂瀑|(zhì)量
采用 PROFINET IRT 進(jìn)行循環(huán)同步操作，最短循環(huán)時(shí)間降至 250 μs
數(shù)字量輸入模塊，具有 50 μs 的超短輸入延時(shí)
模擬量模塊，8 通道轉(zhuǎn)換時(shí)間低至 125 μs
多功能模擬量輸入模塊，具有自動線性化特性，適用于溫度測量和限值監(jiān)測
增強(qiáng)了各種功能，通過 PROFINET IO 統(tǒng)一進(jìn)行高效診斷
通道級診斷消息，支持快速故障修復(fù)
可讀取電子識別碼，快速識別所有組件
智能化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，降低了機(jī)柜組裝成本
所有模塊都可以在 ET200MP I/O 系統(tǒng)中集中和分布使用
統(tǒng)一采用 40 針前連接器，適用于所有模塊
同一引腳上的信號相同。即，電路圖中宏指令創(chuàng)建后，即可無限次重復(fù)使用，從而避免了接線錯(cuò)誤
集成短接片，簡化了接線操作
可擴(kuò)展的電纜存放機(jī)制，為使用厚絕緣層的導(dǎo)線節(jié)省了更多空間
預(yù)先設(shè)計(jì)的電纜定位槽可在進(jìn)行電氣連接之前實(shí)現(xiàn)直接預(yù)接線
采用機(jī)械式插頭連接器編碼模式，可防止插入錯(cuò)誤和模塊連接錯(cuò)誤
印刷電路接線圖，無需參考文檔即可直接進(jìn)行連接
堅(jiān)固的設(shè)計(jì)確保設(shè)備無錯(cuò)運(yùn)行
集成電子屏蔽功能
保護(hù)：統(tǒng)一進(jìn)行固件更新，確保模塊始終使用最新版本
可以在安裝狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)固件更新
西門子數(shù)控系統(tǒng)中要用到的基本名詞術(shù)語
1插補(bǔ)功能：指定刀具沿直線軌跡或圓弧軌跡移動的功能稱為插補(bǔ)功能。
它屬于準(zhǔn)備功能，用G代碼后跟若干位數(shù)字來表示。
2進(jìn)給功能：用于指定刀具運(yùn)動速度的功能。
單位為mm/min。用F指令
3參考點(diǎn)：一個(gè)固定的點(diǎn)，是機(jī)床生產(chǎn)商通過行程開關(guān)設(shè)定的一個(gè)特定位置。在數(shù)控操作中所謂的“回零”回的就是此點(diǎn)。
4機(jī)床原點(diǎn)（零點(diǎn)）：即機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)，也是一個(gè)固定點(diǎn)。它是機(jī)床制造商在制造、校正機(jī)床時(shí)設(shè)定的一個(gè)特殊位置。
5坐標(biāo)系：在數(shù)控系統(tǒng)中提到共四個(gè)坐標(biāo)系，即機(jī)床坐標(biāo)系、機(jī)床參考坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系。
數(shù)控系統(tǒng)中的坐標(biāo)系均為右手笛卡爾坐標(biāo)系，如圖示：
5.1機(jī)床坐標(biāo)系：是機(jī)床制造商在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)設(shè)定的一個(gè)坐標(biāo)系
5.2機(jī)床參考坐標(biāo)系：是機(jī)床生產(chǎn)商通過行程開關(guān)設(shè)定的一個(gè)坐標(biāo)系
5.3工件坐標(biāo)系：為確定工件在機(jī)床中的準(zhǔn)確位置而建立的一個(gè)坐標(biāo)系，即后面所學(xué)到的可設(shè)定零點(diǎn)偏置確定的坐標(biāo)系。
5.4編程坐標(biāo)系：在程序編制過程中，在零件圖紙上建立的坐標(biāo)系
6主軸功能：用于確定主軸轉(zhuǎn)速的功能，即S指令
主軸定位用SPOS=XX格式表示
7切削速度：切削工件時(shí)刀具與工件的相對速度稱為切削速度v.
S=1000v/Πd
其中：
S：主軸轉(zhuǎn)速
V：切削速度
D：刀具直徑
例：假設(shè)用直徑φ160mm的刀具，以100m/min的切削速度加工工件，試求其主軸轉(zhuǎn)速？
注： 進(jìn)給速度Vf=機(jī)床轉(zhuǎn)速n*刀具齒數(shù)Z*每齒切削深度fz,單位是 毫米/分鐘
8輔助功能：指令機(jī)床部件啟停操作的功能。用M指令表示
9主程序和子程序：
10準(zhǔn)備功能：用來控制刀具（或工作臺）運(yùn)動軌跡的機(jī)能。即G指令
11刀具長度與半徑補(bǔ)償功能：
12極坐標(biāo)：以極點(diǎn)用圓周半徑（極半徑）和角度（極角）來表示工件的坐標(biāo)的位置
13絕對尺寸、增量尺寸
即所謂的G90\G91
14模態(tài)、非模態(tài)
用于說明指令的時(shí)效性，如果一個(gè)指令指定以后直到被同組的其他指令取代才失效，否則持續(xù)有效。這樣的指令即為具有模態(tài)
| 6ES71556AA000BN0 | IM155-6 PN 標(biāo)準(zhǔn)型, 含模塊和總線適配器 BA 2X RJ45 |
| 6ES71556AU000BN0 | IM155-6 PN 標(biāo)準(zhǔn)型, 含模塊, 不含總線適配器 |
| 6ES71556AU000CN0 | IM155-6 PN 高性能型, 含模塊, 不含總線適配器 |
| 6ES71556BA000CN0 | IM155-6 DP 高性能型, 含模塊, 含DP接頭(6ES7972-0BB70-0XA0) |
| 6ES71936AR000AA0 | 總線適配器BA 2×RJ45 |
| 6ES71936AF000AA0 | 總線適配器BA 2×FC快連式 |
| 6ES71936AP000AA0 | 總線適配器BA 2×SCRJ光纖 |
| 6ES71316BF000BA0 | 8DI, 24VDC, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71316BH000BA0 | 16DI, 24VDC, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71316BF000CA0 | 8DI, 24VDC, 高性能型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71316BF600AA0 | 8DI, 24VDC, 源型輸入, 基本型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71316TF000CA0 | 8DI, NAMUR, 高性能型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71316FD000BB1 | 4DI, 120..230VAC, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用B1型基座單元 |
| 6ES71326BD200BA0 | 4DO, 24VDC/2A, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71326BD200CA0 | 4DO, 24VDC/2A, 高性能型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71326BF000BA0 | 8DO, 24VDC/0.5A, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71326BF000CA0 | 8DO, 24VDC/0.5A, 高性能型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71326BF600AA0 | 8DO, 24VDC/0,5A, 漏型輸出, 基本型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71326BH000BA0 | 16DO, 24VUC/0.5A, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71326FD000BB1 | 4DO, 24..230VAC/2A, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用B1型基座單元 |
| 6ES71326HD000BB0 | 4RO, 120VDC-230VAC/5A NO, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用B0型基座單元 |
| 6ES71326GD500BA0 | 4RO, 24VDC/2A, CO, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0型基座單元 |
| 6ES71346GD000BA1 | 4AI, I, 2/4-WIRE, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71346HD000BA1 | 4AI, U/I, 2-WIRE, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71346HB000DA1 | 2AI, U/I, 2/4-WIRE, 高速型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71346HB000CA1 | 2AI, U/I, 2/4-WIRE, 高性能型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71346JD000CA1 | 4AI, RTD/TC, 2/3/4-WIRE, 高性能, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71346JF000CA1 | 8AI, RTD/TC 2-WIRE, 高性能型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71346PA000BD0 | 電能測量模塊, 適用D0型基座單元 |
| 6ES71356HD000BA1 | 4AO, U/I, 標(biāo)準(zhǔn)型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71356HB000DA1 | 2AO, U/I, 高速型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71356HB000CA1 | 2AO, U/I, 高性能型, 適用A0或A1型基座單元 |
| 6ES71376AA000BA0 | 支持ASCII, 3964R, USS, Modbus |
| 6ES71376BD000BA0 | IO-LINK主站模塊, CM 4xIO-LINK |
| 6ES71386AA000BA0 | TM Count 1 x 24 V, 高速計(jì)數(shù)模塊 |
| 6ES71386BA000BA0 | TM POSINPUT 1, 計(jì)數(shù)及位置檢測模塊, 支持SSI編碼器 |