第2章 典型数控系统介绍

2.1 SIEMENS 810T/M系统

1.SIEMENS 810T/M系统有哪些功能和特点？

SIEMENS 810T/M系统是德国SIEMENS公司20世纪80年代中期推出的中档数控系统。其后的十几年中SIEMENS公司相继推出的SIEMENS 810T/M系列产品有GA1，GA2，GA3三种型号。由于系统功能强，使用方便，硬件采用模块化结构，系统便于维修，并且体积小，整体体积仅相当于放一台14英寸电视机。因此，SIEMENS 810T/M系统得到了广泛应用。

SIEMENS 810T/M系统按功能分又可分为车床使用的SIEMENS 810T系统；为铣床及加工中心使用的西SIEMENS 810M系统；为磨床使用的SIEMENS 810G系统以及为冲床使用的SIEMENS 810N系统。

SIEMENS 810T/M系统的硬件结构紧凑，整体体积仅相当于放一台14英寸电视机。图2-1为系统背面示意图，主要部件原理框图如图2-2所示。

SIEMENS 810T/M系统具有如下特点：

① 主CPU采用80186通道式结构的CNC装置，有主通道和辅助通道，两个通道以同一方式工作，通道由PLC控制同步。

② 可控制2～5个坐标轴，实现三轴插补联动。基本插补功能：任意二坐标的直线和圆弧插补，任意三坐标的螺旋线插补，三坐标直线插补。插补范围为±99m。

③ 可通过屏幕对话、图形功能、5个软键和软键菜单进行操作和加工程序编制，还可以用图形模拟来调试程序，直接在数控系统上完成全部加工程序的编制，可采用极坐标编程、圆弧半径直接编程以及轮廓描述编程（蓝图编程）。

④ 诊断功能完善。系统有内部安全监控、轮廓监控、主轴监控和接口诊断等。在屏幕上除了显示数据外，还显示系统报警、PLC报警和PLC操作信息，以及PLC I/O、标志位等的实时状态。

SIEMENS 810T/M系统硬件构成见表2-1。

⑤ 采用系统集成式PLC，没有单独PLC的CPU模块，系统简化。PLC最大128点输入/64点输出，用户程序容量12KB，小型扩展控制箱（EU）可安装SINUMERIK I/O模块，也可选用SIMATIC U系列模块和WF725/WF726定位模块。

⑥ 在自动加工的同时，可以输入程序以缩短停机时间。数据和程序的I/O可通过两个RS-232C（V24）接口或20mA电流环（TTY）接口。

2.SIEMENS 810T/M系统硬件是怎样构成的？

SIEMENS 810T/M系统的硬件采用模块化结构，主要由CPU模块、位置测量控制模块、系统程序存储器模块、文字图形处理器模块、接口模块、电源模块、监视器和监视器控制模块等组成，其组成部分如表2-2所列。

3.SIEMENS 810T/M系统的软件是由哪几部分组成的？

使用SIEMENS 810T/M系统的数控机床软件部分可分为启动软件、NC和PLC系统软件、PLC用户软件、机床数据、参数设置文件、工件程序等，详见表2-2。其中Ⅱ、Ⅲ类程序、数据存储在NC系统的随机存储器中，是针对具体机床的，存储这些数据的存储器机床断电时是受电池保护的，如果电池失效这些数据将丢失。所以，用户需要将这些数据传出，做电子备份。

4.SIEMENS 810T/M系统的PLC采用哪种形式？

SIEMENS 810T/M系统自带一个集成式PLC，用于实现系统与机床的接口和电气逻辑控制。集成式PLC就是数控装置没有单独的PLC的CPU，硬件上与NC不能分离，不属于某型号的PLC与NC实现接口或者通信而构成系统的模式。编程语言采用SIEMENS SIMATIC S5系列PLC的语言STEP5。PLC与NC间的信号交换如图2-3所示。

SIEMENS 810T/M的GA2和GA3系统PLC的功能非常强，相当于S5115U的编程结构，使用组织块OB1作为系统与用户程序的接口，CPU循环扫描OB1，在OB1中可以调用程序块、功能块等。组织块可使用64个；程序块、功能块、顺序块和数据块可编程255个，使编程更方便，控制功能更强大。PLC的程序运行通常占用15%的CPU运行时间。PLC的开关量接口通过I/O模块（6FX1124-6AA××）来实现，最多可以有128点输入，64点输出。

5.SIEMENS 810T/M系统与伺服系统是如何连接的？

SIEMENS 810T/M系统与伺服系统的连接是通过测量模块连接的，图2-4为SIEMENS 810T/M系统与SIEMENS SIMODRIVE 611A系统的连接示意图，一块测量模块可以控制三个伺服轴，SIEMENS 810T/M系统最多可以安装两块测量模块。控制信号都是通过X141输出的，控制信号包括速度给定信号和使能信号，图2-5为接口X141的信号连接图。

6.SIEMENS 810T/M系统与位置反馈信号是怎样连接的？

如图2-4所示，SIEMENS 810T/M系统也是通过测量模块接收位置反馈信号的，一个测量模块可以连接三个轴的位置反馈。测量模块上面三个X111、X121和X131接口是连接位置反馈的。图2-6为测量模块接口X131与编码器的连接图。另两个接口X111和X121与X131是相同的。使用时要注意这三个接口的顺序。