帅旗

(广东科学技术职业学院机电学院,广东珠海,519090)

0 前言

数控系统SINUMERIK 840D，是由西门子公司在20世纪90年代开发的一款高性能的数控系统，主要应用在加工中心、车铣复合中心、数控外圆磨等高精度、高性能的数控机床[1，2]。SINUMERIK 840D系统主要由 NCU数控单元(numerical control unit)、人机交互装置(MMC)、可编程序控制器PLC、驱动装置等部分组成[3]。其中在NCU数控单元中集成了840D S7-300 PLC中央处理模块。西门子840D的PLC主要负责对数控机床的M功能(准备功能)、S功能(主轴功能)、T功能(刀具控制功能)及如操作面板控制、刀库和换刀控制、机床冷却润滑控制、报警及状态信息输出等数控机床辅助功能进行控制[4]。

1 西门子840D系统S7-300 PLC硬件构成

西门子840D系统S7-300 PLC由中央处理单元模块CPU、电源模块PS、功能模块FM、通信模块CP、接口模块IM、I/O模块SM等组成[5]。与西门子通用PLC模块不同，840D系统S7-300 PLC的CPU中央处理芯片集成在NCU数控单元(numerical control unit)中，其他模块与通用PLC模块类似采用外挂形式连接如图1所示。每一个模块占用安装槽(Slot)，对于I/O SM模块，每个Slot分配32位的地址，即4个字节的地址资源。SM模块中包含输入模块与输出模块，输入模块中包含若干输入信号地址点，输出模块也包含若干输出信号地址点。每条安装架(Rack)上可以安装8个类似于I/O模块的功用模块，即每条Rack上共有8个4字节的地址资源。而西门子840D系统S7-300的CPU最大可寻址4个Rack的范围。内置S7-300的CPU独自占用一个安装架，将Rack0的资源占用，如机床控制面板MCP的输入输出的地址即占用Rack0的地址资源。对于机床的操作面板，有些按键的输入信号和面板响应输出信号840D系统已经进行专门定义，具有特定功能。……