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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，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. 人機界面

人機交換界面負責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實際上就是一臺計算機，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺計算機的顯示器，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中。

（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對應于MMC100.2，不帶硬盤，但可以帶軟驅(qū)；PCU50、PCU70對應于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。一般標準供貨時，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10.4〞TFT顯示屏和一個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)控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點，根據(jù)應用場合不同，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單元為這個總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點。為提高人機交互的效率，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,負責NC所有的功能,機床的邏輯控制,還有和MMC的通訊 它由一個COM CPU板. 一個PLC CPU板和一個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：運動控制的執(zhí)行部分,由611D伺服驅(qū)動和1FT6(1FK6)電機組成。

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，相應的進給伺服電機可采用1FT6或者1FK6系列，編碼器信號為1Vpp正弦波，可實現(xiàn)全閉環(huán)控制。主軸伺服電機為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，在同一條導軌上從左到右依次為電源模塊（Power Supply），接口模塊（Interface Module）機信號模塊（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）使用與機床PLC輸入/輸出的模塊，有輸入型和輸出型兩種。

西門子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與恢復 

在使用數(shù)控機床的過程中，有時會因為各種原因發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，參數(shù)紊亂等各種故障。如果發(fā)生了這樣的故障，而之前有沒有對數(shù)據(jù)進行恰當?shù)谋４?，那么就會給生產(chǎn)帶來巨大的損失。

因此必須對數(shù)據(jù)的備份工作一定做好，以防以外的發(fā)生。對于不同的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份和恢復的方法會有一些不同，但是都是將系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過某種方式存儲到系統(tǒng)以外的介質(zhì)里。

（一）西門子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份   

（請參閱：某數(shù)控機床SIEMENS810D系統(tǒng)參數(shù)備份）

SINUMERIK 數(shù)據(jù)分為三種

（1） NCK數(shù)據(jù)備份；

（2） PLC數(shù)據(jù)；

（3） MMC數(shù)據(jù)；

其中MMC100.2僅包括前面兩種。

數(shù)據(jù)備份分為兩種方法：

數(shù)據(jù)備份輔助工具

（1）傳輸軟件（可用西門子系統(tǒng)提供pcin）

（2）傳輸電纜；

（3）PC 機；

2、系列備份

（1）、傳輸參數(shù)的設(shè)定（西門子系統(tǒng)V24）

進行數(shù)據(jù)備份前，應先確認接口數(shù)據(jù)設(shè)定。根據(jù)兩種不同的數(shù)據(jù)備份的方法，接口數(shù)據(jù)設(shè)定有兩種：PC格式和紙帶格式。

西門子840D 810D V.24參數(shù)設(shè)定如表3－3所示

表3-3西門子系統(tǒng)傳輸參數(shù)設(shè)置表

操作步驟：

MMC100.2

按下（Switch-over鍵）→“Service”→“V24或PG/PC”(垂直菜單)→“Settings”

MMC103

按下（Switch-over鍵）→“Service”→“V24或PG/PC”(垂直菜單)→“Interface”

（2）、MMC100.2的數(shù)據(jù)備份

對MMC 100.2做數(shù)據(jù)備份，一般是將數(shù)據(jù)傳至外部計算機內(nèi)。具體操作步驟如下：

a、連接PC至MMC的接口X6;

b、在MMC上操作：按照前述的步驟設(shè)置V24參數(shù)（參數(shù)要與接受數(shù)據(jù)的計算機相匹配）

西門子傳輸參數(shù)設(shè)定圖示

c、在計算機上，啟動傳輸軟件（西門子系統(tǒng)通常使用PCIN）選擇接受（DATAIN）,并指定數(shù)據(jù)所要保存的路徑、文件名。然后確認，回車使計算機處于接受等待狀態(tài)。

傳輸軟件的主菜單

ＲS232接口的設(shè)置

d、在MMC設(shè)定完傳輸參數(shù)以后，返回；在“data out”→將光標移至“start-up data” →按下“input”鍵（黃色，位于NC鍵盤上）。移動光標選擇“NCK”或“PLC”；

e、MMC上按“start”軟件鍵；（垂直菜單上）

f、在傳輸時，會有字節(jié)數(shù)變化以表示正在傳輸進行中，可用“stop”軟鍵停止傳輸。

(3)、MMC103的數(shù)據(jù)備份

由于MMC103可帶軟驅(qū)、硬盤、NC卡；它的數(shù)據(jù)備份可更加靈活，可選擇不同的存儲目標，具體操作步驟如下：

a、在主菜單中選擇“service”操作區(qū)；

b、按擴展鍵 在“series start－up”選擇存檔內(nèi)容NC、PLC、MMC并定義存檔文件名；

c、從垂直菜單中，選擇一個作為存儲目標：

V24 → 通過電纜傳至外部計算機（PC）

PG → 程編器；

DISK → MMC所帶的軟驅(qū)中的軟盤；

Archive→ 硬盤；

NC CARD→ NC卡

選擇其中第一第二項時，應按“INTERFACE”軟鍵，設(shè)定接口V24參數(shù)；

d、若選擇備份數(shù)據(jù)到硬盤，則：“Archive”(垂直菜單) “Start”

3、分區(qū)備份

對于MMC100.2,與系列備份不同的是：

第一步V24參數(shù)設(shè)定為紙帶格式；

第二步數(shù)據(jù)源不再是“Start-up data”而是“Data”;

其余各部操作均相同，具體操作如下：

(1)、連PC/PG到MMC;

(2)、“Service”→“V24 PG/PC”（垂直菜單）→“Settings”（設(shè)定V24為菜單格式）；

(3)、啟動傳輸軟件（西門子PCIN）→ 選擇數(shù)據(jù)輸入（Data）確定路徑和文件名；

(4）、MMC上“Data out”→移光標至“Data”→“input”鍵→ 選擇某一種要備份的數(shù)據(jù)；

(5）、MMC上“Start”（垂直菜單“對于MMC103，與系列備份不同的是第二步無需按擴展鍵，而直接按“data out”，具體步驟為：

a、“Service”；

b、“data out”；

c、從垂直菜單選存儲目標；

（a）、 “Interface”設(shè)定接口參數(shù)為紙帶格式；

（b）、“start”（垂直菜單）；

（c）、確定路徑和文件名→“ok”（垂直菜單）。

成功后在相應的路徑下，會找到備份文件。

（二） 數(shù)據(jù)的恢復

恢復數(shù)據(jù)是指系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)需要用存檔的數(shù)據(jù)通過計算機或軟驅(qū)等傳入系統(tǒng)。它與數(shù)據(jù)備份是相反的操作。

1、MMC100.2的操作步驟。

在MMC上做：

（1）、連接PG/PC到系統(tǒng)MMC100.2;

（2）、“Service”；

（3）、“Data In”;

（4）、“V24 PG/PC”(垂直菜單)；

（5）、“setting”設(shè)定V24參數(shù)，完成后返回；

（6）、“start”（垂直菜單）；

在PC上做：

（1）、PC上啟動傳輸軟件（西門子一般選用PCIN）；

（2）、在傳輸軟件中，選中“輸出”（PCIN中為“Data Out”）。選中原備份的文件并回車。

2、MMC103的操作步驟（從硬盤上恢復數(shù)據(jù)）：

（1）、“service”;

（2）、按擴展鍵；

（3）、“Services start-up”；

（4）、“Read Start-up Archive”（垂直菜單）;

（5）、找到原備份文件，并選中“OK”；

（6）、“Start”（垂直菜單）；

我們在做數(shù)據(jù)備份或數(shù)據(jù)恢復工作時，必須要遵循兩個原則：

1、遠是準備接收數(shù)據(jù)的一方先準備好，處于接收狀態(tài)；

2、輸入、輸出端兩端參數(shù)應該設(shè)定一致；

完整的基于PC的控制系統(tǒng)范圍電腦在自動化應用領(lǐng)域已經(jīng)變得越來越重要。典型的應用范圍包括人機界面和數(shù)據(jù)處理等。通常情況下，這些任務(wù)并不需要耗費PC機全部的計算性能。那么，為什么不利用目前尚未使用的資源，將其變成一個基于PC的控制器呢？兼容性的軟件PLC可以使任何PC都成為基于PC的控制器，還可用作故障安全的控制器。西門子為此提供了一個全方位的解決方案。

說明

SIMATIC WinAC RTX 是用于基于 PC 的自動化解決方案的軟件控制器，允許在 PC 上執(zhí)行實時功能、確定性的控制功能。

應用范圍

SIMATIC WinAC RTX 特別適用于除了控制功能還有必要在一個 PC 平臺上實現(xiàn)真正的實時功能、高數(shù)據(jù)量能力和快速工藝功能的自動化任務(wù)。經(jīng)過的運行時刻系統(tǒng)支持與控制任務(wù)并行的進行類型豐富的、要求苛刻 PC 應用處理任務(wù)。

為了能力利用率，使用了最新的技術(shù)，如多核處理器技術(shù) – 例如一個核用于 Windows 應用程序，而另一個用于 
SIMATICWinAC RTX。

對 PLC 運行時刻數(shù)據(jù)的訪問，如圖像處理、數(shù)據(jù)記錄等，通過 WinAC 選件開放式開發(fā)套件（ (ODK）) 的方式執(zhí)行。ODK 應用程序使用標準的高級語言編程。
通過一種接口集成

• 客戶代碼擴展（CCX）從 WinAC 控制程序中調(diào)用高級語言例程

• 共享內(nèi)存擴展（ (SMX）) 在 WinAC 和 Windows 應用程序之間快速的交換數(shù)據(jù)

• 控制器管理集成（ (CMI）) 為自己的 PC 應用程序提供了 WinAC 控制面板功能

SIMATIC WinAC RTX 的性能可以跨處理器性能進行擴縮。
應用范圍跨越了從使用堅固的嵌入式 PC 的機器級控制任務(wù)，到使用最新處理器技術(shù)的 PC 上的高端應用。

優(yōu)點

• 通過在一個系統(tǒng)上解決 PC 型應用（商業(yè)軟件，如 MS office，和自有、專有的 C++、B 用戶程序等）和自動化任務(wù)實現(xiàn)了跨領(lǐng)域應用

• 通過安裝在標準的 PC 硬件平臺上實現(xiàn)了開放性

• SIMATIC 嵌入式產(chǎn)品包：堅固的完整產(chǎn)品，帶有預裝好的 Windows 操作系統(tǒng)和 SIAMTIC WinAC RTX

• 通過使用長期可用的工業(yè) PC，同時充分利用不斷出現(xiàn)的 PC 創(chuàng)新技術(shù)和性能提高，實現(xiàn)了安全性

• 通過低成本的集成網(wǎng)絡(luò)接口，可以方便的實現(xiàn)通訊功能

• 通過使用熟悉的 SIMATIC STEP 7 環(huán)境進行工程組態(tài)減少了培訓工作量

布局和功能

工程組態(tài)

SIMATIC STEP 7 是一款適用于所有模塊 SIMATIC 控制器 
S7-300/ S7-400 和軟件控制器 WinAC 的工程組態(tài)軟件。

SIMATIC WinAC RTX 平臺運行在帶有 MS Windows XP 或嵌入式操作系統(tǒng)的標準 PC 上，可以實現(xiàn)與 SIMATIC 工業(yè) PC的最佳匹配。使用在嵌入式 PC 平臺上，如 SIMATIC IPC 427C 或 SIMATIC HMI IPC 477C，可以實現(xiàn)特別經(jīng)濟而且極其堅固的解決方案。SIMATIC WinAC RTX 使用 PC 的主存儲器，并可以在硬盤/閃存上提供程序備份。非周期性數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)參數(shù)或配方數(shù)據(jù)，可以借助系統(tǒng)功能永久性的保存在 PC 存儲器上。此外，所有的數(shù)據(jù)都可以通過使用不間斷電源（ (UPS）)保證其安全性。

通過連接 I/O
，SIMATIC WinAC RTX 不僅可以通過 PROFIBUS 控制分布式 I/O，還可以通過 PROFINET 進行控制。通過 PROFIBUS DP 設(shè)備對象連接的 I/O的傳輸速度，通過 SIMATIC IPC 集成的 DP 設(shè)備對象接口或者通過通訊處理器（CP 5611 A2/5613 A2）最高達到 12Mbit/s。
您可以操作最多 4 條 PROFIBUS 線路，最多 500 個從站。此外，還可以通過 PROFINET 連接 I/O。這需要 SIMATIC IPC 的集成以太網(wǎng)接口，或者通訊處理器 CP1616 (PCI) 或 CP 1604 (PCI-104)。
另外，WinAC RTX 還支持系統(tǒng)功能等時模式。
利用等時模式{}，高速度、時間相關(guān)應用如閉環(huán)控制可以通過分布式{} I/O 實現(xiàn)。

技術(shù)數(shù)據(jù)

	WinAC RTX 2009
訂貨號分組	6ES7 671-0RC.
基本特點
RAM（集成）（代碼/數(shù)據(jù)）	PC 存儲器（非分頁存儲器）
輸入/輸出的總數(shù)	16/16 KB
位存儲器	16 KB
S7 計數(shù)器/定時器	2048/2048
塊數(shù)量（FB、FC、DB）	只受可用 PC 工作存儲器的限制
PLC 編程軟件	STEP 7，V5.4 SP4 或更高版本, 工程組態(tài)工具 (可選)
保持性
帶有 UPS 的保持性	所有數(shù)據(jù)1)
執(zhí)行時間說明
位/整數(shù)運算	0.004 μs/0.003 μs
浮點運算（參考平臺）	0.004 μs (Pentium 4, 2.4 GHz)
確定性	●
DP 設(shè)備對象連接
總數(shù)	4
CP5613-A2 / 5603	4
CP5611/SIMATIC PC 的集成接口, 最大	1
PN 接口
CP1616/1604	1
PROFINET 接口	1 (SIMATIC PC 或 Microbox)
通訊功能
PG / OP通訊	●
S7 通訊	●
開放式用戶通訊（OUC）	●
通過 OPC 進行過程數(shù)據(jù)訪問	●
工藝
等時模式	● (PN 和 DP)
SIMATIC FM	FM 350/351/352/ 353/354/355
簡單的傳動控制	●
C/C++, VB, C# link	● With ODK
通過 SIMATIC 接口 SIMATIC WinCC/WinCC flexible 實現(xiàn)操作員控制和監(jiān)視
	●
操作系統(tǒng)
Windows XP 專業(yè)版	● (SP2, SP3)
Windows XP Embedded	● (在 SIMATIC PC 的 XPe 圖像上)
Windows 7	●

1) 128 KB，對于特定的 SIMATIC PC，不帶UPS

SIMATIC S7-400 信號模塊