乌鲁木齐市西门子一级代理商

SINUMERIK 840D SL NCU720.3PN WITH PLC 317-3PN/DP USER MEMORY: CNC: 3MB; PLC: 512KB INTERNAL-HEAT-DISSIPATION

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*之作，为自动化应用提供了日趋*的。

SINUMERIK 不仅意味着一系列数控系统，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。

主要数控系统类型有： 

⑴SINUMERIK 802S/C系统

SINUMERIK 802S/C系统专门为低端数控机床市场而开发的经济型CNC控制系统。802S/C两个系统具有同样的显示器，操作面板，数控功能，PLC编程方法等，所不同的只是SINUMERIK 802S带有步进驱动系统，控制步进电机，可带3个步进驱动轴及一个±10V模拟伺服主轴；SINUMERIK 802C带有伺服驱动系统，它采用传统的模拟伺服±10V接口可带3个伺服驱动轴及一个伺服主轴。

⑵SINUMERIK 802D系统

该系统属于中低档系统，其特点是：全数字驱动，中文系统，结构简单（通过PROFIBUS连接系统面板、I/O模块和伺服驱动系统），调试方便。具有免维护性能的SINUMERIK 802D核心部件-控制面板单元（PCU）具有CNC、PLC、人机界面和通讯等功能，集成的PC硬件可使用户非常容易地将控制系统安装在机床上。

⑶SINUMERIK 840D/810D/840Di系统

840D/810D是几乎同时推出的，具有非常高的系统*性，显示/操作面板、机床操作面板、S7-300PLC、输入/输出模块、PLC编程语言、数控系统操作、工件程序编程、参数设定、诊断、伺服驱动等许多部件均相同。

SINUMERIK 810D是840D的CNC和驱动控制集成型，SINUMERIK 810D系统没有驱动接口，SINUMERIK 810D NC软件选件的基本包含了840D的全部功能。

采用PROFIBUS-DP现场总线结构西门子840Di系统，全PC集成的SINUMERIK 840Di数控系统提供了一个基于PC的控制概念。

⑷SINUMERIK 840C系统

SINUMERIK 840C系统一直雄居世界数控系统水平，内装功能强大的PLC 135WB2，可以控制SIMODRⅣE 611A/D模拟式或数字式交流驱动系统，适合于高复杂度的数控机床。

交流驱动系统

⑴SIMODRⅣE611A：模拟式伺服，配合1FT5系列进给驱动电机（600V）和1PH7主轴电机，可控制主轴，进给轴，及普通异步电机。

⑵ SIMODRⅣE 611D：数字式伺服，配合1FT6/1FK6系列进给驱动电机和1PH7主轴电机，可控制主轴，进给轴等，只能配合810D、840D、840C数控系统。

⑶SIMODRⅣE 611U：通用型伺服，可接收模拟信号或数字信号（PROFIBUS），可以进行位置控制、速度控制及转矩控制。配合1FT6/1FK6和1PH7电机，是理想的驱动系统解决方案之一。

⑷ SIMODRⅣE 611UE：通用E型伺服，通过PROFIBUS接连，其余同611U。

     如今工业控制产品已发展到一个追求个性化、差异化的阶段。传统的PLC产品已经无法满足更加细分化的市场需求,为了满足这种需求,出现了嵌入式PLC产品。
一、嵌入式PLC
嵌入式PLC是将PLC系统软件构建于控制器内,根据用户控制需要定制硬件,以PLC的应用方式解决对象控制问题的PLC。它由两部分组成：嵌入式PLC系统软件和芯片组成。
1、嵌入式PLC系统软件
嵌入式PLC系统软件将PLC语言(梯形图语言)、CAN总线嵌入到单片机中,使单片机的产品开发从使用汇编语言变为使用PLC梯形图语言,并具有CAN总线的互连特性。
该系统软件具有以下特点:1.以梯形图语言为内核,添加了中断管理系统,能实现PLC无法实现的硬实时操作;2.强化运算能力,增加了CANBUS函数库、浮点数库、专家自整定PID、嵌入式WEB等,丰富了PLC的功能;3.提供开放式扩展结构,支持第三方开发扩展单元的接线;4.增加了网络互连功能,在远程端加载专用浏览器后,即可实现远程监控。
系统软件包括三个部分。
①嵌入式PLC内核：它完成实时任务调度、梯形图语言解释、执行、通讯等基本功能,并提供二次开发驱动接口；
②二次开发驱动程序：通过系统软件提供的外挂任务,使用内核开发各种面向具体对象个性化、差异化的驱动程序；
③终端应用程序：指面向工艺流程控制的梯形图语言程序。
2、嵌入式PLC芯片组
EASYCORE1.00是一个加载了嵌入式PLC系统软件的核心芯片组,作为一款加载了系统软件的硬件平台,可以用来设计通用和专用PLC。
1)芯片组基本性能：
①供电： 5V200mA,RAM掉电保护5年。
②CPU：C8051F040。
③嵌入扩展能力
?32I/O：可复用成SPI、I2C接口及外中断、外计数、AD等。
?4AD：12位精度,100KPS。
?2DA：12位精度,100KPS。
④通信接口
?CANBUS：系统软件管理,使用工具软件CANSet构建CANBUS总线网络。
?UART0：系统软件管理,用于梯形图编程、监控,支持人机界面及用户驱动程序下载。
?UART1：系统软件管理,用于下载CANBUS网络参数、构建RS485网络及支持第三方设备互连。
二、应用开发
基于加载了系统软件的核心芯片组,我们可以根据工艺需要来开发自己的嵌入式PLC产品。下面就介绍基于嵌入式PLC芯片组开发的16路输入的模拟量PLC产品(可输入标准信号或热电偶信号)。
1、硬件设计
AI0是芯片组内的一个AD转换通道,P1.0—P1.4作为模拟开关的通道控制线来进行16个模拟信号通道间的切换。
(1)信号采集电路
用AD公司的高精密放大器OP07构成模拟信号放大电路,OP07具有低输入偏移电压(10uV)、低漂移电压(0.2uV/℃)和宽范围的供电电压(±3V－±18V),可以很好地满足该产品的要求。在这里OP07由±5V供电,R18、R79作为调零电阻,输出电压由下式给出：Vout＝Vin(1＋R98/R56)。
(2)信号选择电路
选择16通道的模拟开关CD4067构成信号选择电路,A、B、C、D、INH接到芯片组的P1.0－P1.4引脚,做为模拟开关的通道选择控制信号。OUT引脚接到芯片组的AIN0,即第一个AD转换通道。
2、软件开发
嵌入式PLC是基于Cygnal公司的C8051f040芯片开发的,所以二次程序的开发使用51汇编语言。开发选择的编译器是KEILC51,因为它可以生成我们所需要的.HEX文件。

内核留出了七个用户嵌入程序接口,我们只需要充分理解各个接口的功能就可了进行二次开发了,需要熟悉如下内容：a、内核功能b、内核结构c、内核任务管理d、内核存储空间分配。由于系统软件中已经加入了232通信、485通信和CAN通信的功能,所以16路模拟量PLC的二次驱动软件的开发主要集中在模拟量的AD转换和PLC资源区中AD值的实时刷新上。
(1)程序规划
T4中断：完成AD转换和16个通道的切换程序
USER_SCAN：PLC资源区中AD值的刷新。

AD转换过程如下：每一通道连续采样16次,采样完后得到累加和,然后启动下一通道的AD转换。
PLC资源区中AD值的刷新过程如下：在梯形图扫描周期结束时进行,把各路AD值的累加和求平均值后放入PLC的资源区的对应位置处。
(2)程序代码

3、驱动程序的嵌入
在KEILC51中编译上述程序。使用下载工具软件“DOWNHEX”,把生成的.HEX文件通过串口下载到芯片组的固定地址处,使得内核可以调用它,从而完成二次驱动程序的开发。到此,16路模拟量PLC的开发工作基本完成。
三、功能介绍
基于嵌入式PLC开发的多路模拟量网络节点具有以下功能：1、采集工业现场的多路热电偶信号,2、支持三菱、台达等多家人机界面,3、支持梯形图编程(86条指令),4、支持CANbus互连(多机并联运行或扩展单元连接)等。这里简要介绍下该网络节点的梯形图功能应用。
嵌入式PLC的系统软件中内置了温度转换函数,其功能是把热电偶毫伏信号对应的AD值转化成温度值。适用于任意分度热电偶输入信号,应用于不同的控温场合,配合PID调节,使受控温度精度可达±1℃。
四、结束语
笔者利用嵌入式PLC芯片组开发的的PLC产品的实例证明,本着软硬件可裁剪的原则,开发出的产品可以很好的满足用户的个性化需求,节约了硬件成本、缩短了研发周期,并且得到了许多强大的功能,相信它的出现必将使得PLC生产厂家生产出越来越多的贴近终端市场的PLC。