西门子SIBAS32系统在电力机车上的应用
1 引言
sibas 32是德国西门子公司专为铁路机车动车控制而研制的专用微机控制系统，它的全称为siemens bahn automatisierungs system (西门子铁路自动化系统)。sibas 32系统针对驱动装置控制主要功能的发展远景来考虑的，因此对系统提出了极苛刻的要求。sibas 32系统是一种高功能通用计算机系统，它通过标准和专用外围组件可与任意设备相连，基本能够完成机车动车所有的控制和监控任务。sibas 32系统可根据司机指令和牵引回路状态以及响应信号进行相应的处理，对各接触器、继电器、电磁阀、发光二极管或数码管、斩波器等发出控制信号。控制单元同时还能够完成多种监测功能，包括对自身功能的诊断和外部数值的超限监测。当牵引电路在运行中超过预先在程序中设置的上(或下)限值时，系统将根据故障的严重程度做出相应的处理，自动记录这一故障、产生相应的保护并告知司机。sibas 32系统的最大优点是适用于对各种车辆的控制，不论是相控整流机车、斩波机车还是交流传动机车都可以在其硬件结构基本不变的情况下，通过简单地改换相应的控制程序从而实现对机车的控制。
2 sibas 32系统的特点
sibas 32系统实现了对hxd1型机车的调节和逻辑控制功能，并且对在试验或运行中所出现的故障，可以在较短时间内通过人机界面显示故障并进行相关保护。在机车故障诊断过程中，通过专家2诊断软件(sibas expert 2)分析导致机车出现故障的软硬件，提高检修效率和故障判断的准确度；并可通过monitor 软件进行相关信号的检测与模拟，实时查找故障的发生位置及发生原因，准确无误的判断机车发生故障的部件。sibas 32系统具有如下特点：
(1) 整个机车控制系统采用大容量信号处理器模块和专用的软件功能集成块以及高集
成度电路，保证了机车的可靠运行。
(2) sibas 32系统，采用sibas g设计语言，进行逻辑设计与处理。该设计系统支持由输入、编译一直到自动编制文件的整个过程，从而得到一个具有统一设计入口和标准的普遍适用系统。因此，设计新型控制系统无需更改大量的硬件设备，仅需修改部分软件控制逻辑即可达到设计目的。
(3) 为了减少传统的机车车辆布线，设有sibas klip(sks1a、sks1b、sks3)设备(智能外围设备连接终端)。采用sibas klip，可以迅速地综合控制指令和信息，仅仅通过一根简单的双绞电缆作为传输介质，将指令及时准确的传输给中央控制单元。sibas klip站由可编程控制装置(由cpu和simatic存储器组成)、输入端口及输出端口组成。由于它结构结实，拆卸方便，可以自由灵活地布置在机车上。
(4) 为了扩大已经设在sibas 32系统的诊断功能，西门子公司开发了sibas专家系统(s ibas expert 2)。利用这种专家系统，可以很简单的利用计算机的辅助功能，对诊断系统存储的数据及内容进行有效的分析，必要时可以扩展或缩减信息查询范围，快速的定位故障所在。
(5) 容量越来越大的智能操作和图象显示设备，能通过串行总线连接实现大容量的人机通信。hxd1机车使用的是彩色液晶显示器。通过扩展这种显示装置的集成计算机容量，可以利用所有为个人计算机开发的工具对其进行相关的修改与补充；而且其内部操作系统采用windows 32系统，维护起来更方便。
(6) 不仅向司机显示所要求的运行信息，也可显示故障时应采取的操作。维修保养人员可以利用这个接口得到进一步排除故障的指示；同时可以调用表示要控制或要更换部件的精确空间布置图样，并且给出附加的操作指示。
由此可见，sibas 32系统将比任何一种机车动车控制系统使用得更加广泛。
3 sibas 32系统的结构
sibas 32 系统结构简单，采用集散控制模式，由ccu、tcu、mmi和sks1(sks1a、sk s1b)、sks3、locotrol等组成，应用于hxd1机车的sibas 32控制框图如图1所示。
图1 hxd1机车控制框图
从图中可以看到，sks1、ccu、tcu等为双机冗备的。通过列车总线最多可以实现2台(4节)机车的重联，通过locotrol可以实现4台(8节)机车的无线重联，这样就为大秦线的万吨重载运输提供了可靠的技术保证。
3.1 中央控制单元ccu(central control unit type 3)
ccu是整个系统的核心单元，机车的控制、调节和监视由ccu实施和控制。hxd1机车的ccu采用type 3型32位微处理器，由网关gateway、中央处理器cpu、mvb32－4、电源组成，最多可以实现2台(4节)机车的重联。ccu采用冗余设计，每节车有2个ccu，一个主ccu，另一个为从ccu，结构功能完全相同，一个故障后另一个可以继续工作，不影响机车正常运行。
ccu的主要功能是为本节机车参数设置存储、本节机车事件记录、重联机车事件显示、整车通讯检测、通过rs232接口读或转储数据，并且作为机车中央控制单元系统软件上载的
输入端口。
3.2 牵引控制单元tcu(traction control unit)
tcu是机车牵引的核心控制单元，由中央处理器模块、存储器模块、斩波器控制模块、数字接口模块、数字输入/输出模块、模拟接口模块、控制系统检测模块、列车控制信号输入变换模块、数字信号输入转换模块、接触器驱动模块、igbt触发模块、启动单元等组成。其作用是控制和调节机车牵引、再生制动，从电气上实现防空转/滑行保护，并且实现了开闭环控制、速度频率同步、故障处理与监测等功能。
3.3 智能终端接口单元sks1a、sks1b、sks3(sibas kilp)
sks1a、sks1b、sks3为智能外围设备连接终端，sks1a、sks1b是紧凑设计的数字输入/输出接口，专为司机室所用，它把司机控制指令转化为数字信号，并通过编码将信号传输给ccu；sks3采用分散化输入/输出，减少车内所需布线，增加控制和诊断能力。
3.4 显示器mmi
每个司机室都有一个显示器mmi，内含一个微机处理单元。mmi提供机车信息状态、故障信息及采取的措施和信息的设定，可以进行中英文转换，操作系统为windows32系统，用户界面采用windows图形界面。mmi通过一个mvb接口与ccu通讯，利用笔记本电脑修改显示器显示的时间、机车号及机车的其他参数。
3.5 列车通信网络tcn(train communication network)
列车通信网络(tcn)包括列车总线(wtb)和多功能车辆总线(mvb)两部分，采用冗余设计，一路发生故障，数据可以在另一路交换。wtb负责机车a、b两节间及机车间的外部通讯，而mvb负责单节机车内部的通信。
tcn网络物理层由铜质双绞线组成，数据传输速率1 mbit/s。wtb总线长度为850m，mvb总线长达200m。为提高tcn总线系统可靠性，tcn总线采用全系统冗余设计技术。每
个列车总线节点有四个接口；每单个总线节点有一个普通接口和冗余接口，每个接口连接上一节点以及下一节点；每根总线电缆从一个节点铺设至另一节点并在每个总线节点处形成闭环。在总线终端节点，通过网关上的继电器与匹配电阻相连。
4 sibas 32的图形化原理设计软件sibas g
sibas 32系统一个最突出的特点就是全图形设计，sibas g语言作为开发设计工具。它采用简单的工具就可有效地支持整个设计过程，而且图形设计显示在屏幕上。设计师可应用sibas g程序库的功能集成块，调用最小的集成块构成整个装置的软件。它用鼠标在其功能图上定位，通过简单的输入和输出相互配对连接；而集成块和信号名称，则根据设计要求由设计师确定。因此，在设计、使用、维修和更改时，用户不需要具有相关专业知识就可采用这种工具，而且可以象用传统的方块图一样来进行技术处理。更重要的是，设计师不必考虑与计算机中实际处理程序有关的所有数据的技术条件。sibas 32系统整个功能以几个不同层次的级来表示和处理：控制程序→功能包→功能组件→图象电子放大。最低一级是功能集成块。几个集成块可以合成一个功能组件，几个功能包又由几个功能组件组成，最后所有功能包构成完整的程序。由于从外到内的展开和图象电子放大，在采用这个系统工作时，可以直接存取想要变更的子功能。另外，在细微部分可以用最大分辨率处理，而在其他情况下也可选用一目了然的密集表示法。
图形设计可用所需要的代码在计算机内进行自动编译过程，并且同时进行检验。不过，在功能图输入时还不能进行很多的检查，所以接着要使用一种经检验过格式的可运行计算机程序。sibas g的结构采用手工操作，而且完全是针对文件编制设计的，在设计的同时自动地为控制功能提供文件，所以总是利用实时的资料进行工作。这种计算机程序和文献中文件的持续密度，在质量(它能够做到什么疏忽也没有)和耗时(工作资料总是实时资料)方面有重大进步。因此，屏幕显示与文件显示完全一致。
功能集成块本身用c程序语言写入。正是因为应用这种高级语言，使得sibas g本身与目标处理器无关，所以能简单地更换新型处理器。值得一提的是sibas g生成的程序与处理器有关，并且在变换处理器型号时必须更换。这样保证将来对硬件也能够改进，而不必开发风险很大的软件，更不用增加过多开发费用。
从图2中可以看到：左侧为项目列表(7.00版本为48个项目)，中间为详细列表，右侧为详细的逻辑控制原理图。从图中也可以看到，ccu的控制软件是由相关的信号通过逻辑关系进行控制的，并且通过monitor软件可以对相关的逻辑进行测试，从而加快判断故障的速度；亦可通过修改相关的信号进行故障的模拟，以达到故障的再现。由于技术转让的原因，关于ccu的软件设计已经交付给株洲电力机车有限责任公司，本文不在细述。
图2 sibas g软件设计界面
5 诊断软件(sibas expert 2)的应用
当机车进入机务段整备场后，检修人员利用笔记本电脑上的程序sibas expert com
通过rs232端口下载机车a、b节数据，将数据发送到段局域网服务器。这样，技术人员就可运用sibas expert 2(客户版)软件进行分析。sibas expert 2软件是一个可以在windows 2000，windows xp下运行的32位应用程序，目前不适宜在windows vista上使用。根据中国用户的要求，西门子已对软件进行了汉化，使用非常便捷。
5.1 诊断软件的安装
用户使用西门子提供的cd安装盘及安装方法来安装sibas expert 2程序，由于西门子公司进行技术保密和保护机车设定数据，用户使用的是客户版。但是通过技术转让及其他技术手段，目前相关的用户权限已经基本上拥有。虽然软件的实际功能已经不受相关限制，但是西门子公司对tcu的详细数据是通过dsp软件进行下载及分析的，目前中方无相关的软件，正在试图研制过程中。
5.2 分析数据、查找故障
(1) 分析数据。首先，在程序栏中打开sibas expert 2.exe，单击将需要诊断的机车数据导入。然后，在sibas expert 2界面下，单击启动普通表格，可以看到ccu及tcu发生事件的详细记录。如何通过分析ccu、tcu的事件记录迅速判断故障位置？下面以hxd1 0077机车b节机车发生的故障为例，探讨hxd1机车故障的查找方法。
例如：2008年9月5日，hxd1 0077机车多次出现因为tcu原因跳主断的情况，通过分析下载数据发现，在短短几秒之内，同时发生了34种故障，因代号为85的“检测到接地故障”故障最早发生，同时检测到故障代码为86“检测到逆变器接地故障”，于是封锁了逆变器及tcu2的自动开关发生短时断开。
(2) 查找故障。由于主逆变器的接地检测是通过中间直流环节电压传感器的输出电压数字与接地环节电压传感器的输出电压数字之间的比率进行判断的，所以根据故障代码85、86可以判断出故障可能为以下几种：
确实存在接地故障，即第3、第4电机接地及主逆逆变模块到第3、第4电机间接线接地；
检测回路出现故障，即接地电阻阻值不正确或接地电压传感器故障；
判断回路出现故障，即tcu2的电压传感器输入板(l095)或主逆变器电压控制及监测板(g 019)故障。
现场通过测试信号$zfqmd及$tcntqmd信号正常(频率代码为3，延时为600)。故判断tcu硬件没有问题，也就是说第三种故障类型不存在，测试电机无接地。对调两节机车的接地电阻及接地电压传感器，进行机车高低压试验，机车再次出现同一故障。于是故障应为主逆逆变模块到第3、第4电机接线。通过吊装辅助变压器，发现机车第3、4电机接线柱烧损接地，电机接线柱烧损，设备更换后机车运行正常。
6 结束语
随着我国在交流传动控制技术方面的发展，现场运用单位要不断的深入研究sibas 3 2微机控制系统，这样才能逐步实现国产化，从而达到新技术引进、吸收、消化、再创新的目的。此外，伴随着我国交流机车的大量运用，现场运用单位将会越来越多的依靠分析软件来进行分析、处理问题，这对我国的国产机车设计制造具有很好的借鉴作用。
作者简介
张晋男电力机车工程研究方向。
西门子数控系统Sinumerik810D/840D常见问题及解答 说明： Q:常见问题 A：解决方法 HMI Q1. 840D OEM显示故障 A:机床制造厂家在HMI安装使用PROGRAM PACKAGE等软件编制的画面，修改了HMI 原有的菜单系统，所以请参考机床生产厂家的使用说明书，完成数据恢复操作。 Q2. HMI与NCU的版本配置有什么要求? A: NCU更换为572.3, PC卡更换为05.03.42, 问题解决。 注：关于HMI与NCU兼容表，请您与本地的西门子办事处联系。 Q3. 840D密码问题 A: 如果条件允许，可按下面的方法试试： 备份好NC, PLC数据 清NC数据 读回备份的NC数据 此时，制造商的密码又是SUNRISE了 Q4. 840D面板故障 A: 1. 检查MPI电缆 2. MCP面板保险丝 Q5. 840D取消屏保的方法 A: 开F盘的mmc2.ini可以改变时间。 在系统上，按如下步骤操作： Start up->MMC->Editor
编辑 F:\MMC2\MMC.INI文件中MMCScreenOffTimeInMinutes = 5; latency for screen saver将设定值改为0，即可。 Q6. 请教810D系统PCU 50上的USB口如何激活? A: 首先，HMI的操作系统必须是Windows XP系统。 需要修改一下F:\MMC2\MMC.INI文件(打开文件方法见问题5)。 找到其中的FloppyDisk=A： 改为FloppyDisk=G： 因为系统有C，D，E，F四个驱动器，当U盘插上后，系统自动默认其为G盘。 看到这儿，大家都应该明白了，修改过后，所有界面上对软盘的操作都变成了对U盘的操作。 如果需要软盘和U盘同时有效，需要安装其他软件。 Q7. 谁知道880系统的口令? A: 默认是1111，如果自己改过但忘记了，可以用下面指令读出（在MDI或程序中输入然后执行)：@300 R1 K11此指令是把第11号参数读入R1，然后查看R1，就知道密码了。 Q8. 机床黑屏问题 A: 液晶显示屏有个”四怕”： 怕进水：不要让任何带有水分的东西进入LCD。当然，一旦发生这种情况也不要惊慌。如果水分已进入LCD，就把LCD放在较温暖的地方，比如说台灯下，将里面的水分逐渐蒸发掉。最好还是打电话请服务商帮助。因为较严重的潮气会损害LCD的元器件，会导致液晶电极腐蚀，造成成永久性的损害。 怕长开：不要让LCD长时间工作。LCD是由许许多多的液晶体构筑的，过长时间的连续使用，会使晶体老化或烧坏。一般来说，不要使LCD长时间处于开机状态（连续24小时以上）。 怕粗暴：LCD很脆弱，在使用清洁剂时，不要把清洁剂直接喷到屏幕上，它有可能流到屏幕里造成短路；LCD抗撞击的能力很小，许多晶体和灵敏的电器元件在遭受撞击时会被破坏，搬动时必须小心，如造成玻璃破裂、外观变型就要更换液晶屏，必须求助较为专业的液晶显示屏维修公司维修。
西门子数控系统详解 一、西门子数控产品种类 西门子数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，西门子数控系统SINUMERIK 发展了很多代。目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型。 用一个简要的图表对西门子各系统的定位作描述如下： 西门子各系统的性价比较 1. SINUMERIK 802D 具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件- PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。 SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS 将驱动器、输入输出模块连接起来。 模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。 通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。 SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。 2. SINUMERIK 810D 在数字化控制的领域中，SINUMERIK 810D第一次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。 快速的循环处理能力，使其在模块加工中独显威力。
SINUMERIK 810D NC软件选件的一系列突出优势可以帮助您在竞争中脱颖而出。例如提前预测功能，可以在集成控制系统上实现快速控制。 另一个例子是坐标变换功能。固定点停止可以用来卡紧工件或定义简单参考点。模拟量控制控制模拟信号输出; 刀具管理也是另一种功能强大的管理软件选件。 样条插补功能(A，B，C样条)用来产生平滑过渡；压缩功能用来压缩NC记录；多项式插补功能可以提高810D/810DE运行速度。 温度补偿功能保证您的数控系统在这种高技术、高速度运行状态下保持正常温度。此外，系统还为您提供钻、铣、车等加工循环。SINUMERIK 840D 3.SINUMERIK 840D SINUMERIK 840D数字NC系统用于各种复杂加工,它在复杂的系统平台上，通过系统设定而适于各种控制技术。840D与SINUMERIK_611数字驱动系统和SIMATIC7可编程控制器一起，构成全数字控制系统，它适于各种复杂加工任务的控制，具有优于其它系统的动态品质和控制精度。 二、西门子产品功能 SINUMERIK 840D标准控制系统的特征是具有大量的控制功能，如钻削、车削、铣削、磨削以及特殊控制，这些功能在使用中不会有任何相互影响。全数字化的系统、革新的系统结构、更高的控制品 质、更高的系统分辨率以及更短的采样时间，确保了一流的工件质量。 控制类型 采用32位微处理器、实现CNC控制，用于完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。 机床配置 可实现钻、车、铣、磨、切害、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的SIMDRIVE611数字驱动模块：最多可以控制31个进给轴和主轴．进给和快速进给的速度范围为 100-9999mm／min。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能。为加工各类曲线曲面零件提供了便利条件。此外还具备进给轴和主铀同步操作的功能。 操作方式
上电之前的准备 一:将NCK主板卸下,检查NCK主板上的电池是否正确安装。正确安装之后将NCK主板安装到NCU盒上。 二:外围线路的连接 (1 每根轴的动力线,编码器反馈线是否正确安装(X411-轴 1编码器,X422轴2编码器,动力线插口X轴对应A1口,Z 轴对应A2口,2-AXIS (2 设备总线,直流母线等是否正确可靠连接。 (3 3相电源进线连接是否可靠,U,V,W是否对应。 (4 SIMA TIC线的连接(IM361接OUT口,NCK接X111口 (5 MPI线的连接(两头ON中间OFF (6 MCP面板的节地址开关设置(810D面板的节地址为14, 机床控制面板后面的S3开关(1-8 依次设为OFF OFF ON ON ON ON OFF OFF;840D面板的节地址为6,机床控制面板后面的S3开关从左到右依次设为ON OFF ON OFF ON ON OFF OFF (7 如果是PCU50,要将显示器后面的硬盘开关拨到ON的 位置。上电之后先安装HMI 软件。软件拷贝到E盘 三:上电 (1 上电之前请将数控系统的热控断开,MCP和OPI面板上 的24V电源拔掉,以免由于接线错误造成器件烧坏。 (2 上电之后检查供给数控系统的电压是否为380V,MCP和
OPI面板的电源是否为直流24V,且正负极性正确。 (3 如果2正确,断电,合上热控,MCP和OPI面板的直流 电源插上,上电调试。 四:PLC,NC总清 1、NC总清步骤: (1将NC启动开关S3→“1”: (2启动NC,如NC已启动,按复位按钮S1: (3待NC启动成功,七段显示器显示“6”或者“b”,将S3→“0”; 这时H1(左列显示灯“+5V”显示绿灯,NC总清执行完成。即:将S3置于1位置后,按下复位按钮S1,待七段码管显示“6”或者“b”后,将S3置于0位置。NC总清后,SRAM内存中的内容被全部清掉,所有机器数据被预置为缺省值。 2、PLC总清步骤: (1将PLC启动开关S4→“2”;=>PS灯会亮。 (2S4→“3”并保持等到PS灯再次亮=>PS灯灭了又再亮。 (3在3秒之内,快速地执行下述操作S4:“2”→“3”→“2”: =>PS灯先闪,后又亮,PS灯亮。(有时PS灯不亮 (4等PS和PF灯亮了,S4→“0”:=>PS和PF灯灭,而PR灯 亮。
西门子和发那科(加工中心)指令对照表 中文含义西门子发那科备注快速定位G00 X_ Y_ Z_ G00 X_ Y_ Z_ ; 一样直线插补G01 X_ Y_ Z_ F_ G01 X_ Y_ Z_ F_ 一样 圆弧插补半径编程G02/G03 X_ Y_ CR=_ F_ G02/G03 X_ Y_ R_ F_ 半径符号 不同 圆弧插补圆心编程G02/G03 X_ Y_I_ J_ F_ G02/G03 X_ Y_I_ J_ F_ 一样 进给暂停G04 F (秒) G04 S(转速) (S为转速，只有主轴受控机床才可是使用) G04 X (秒) 或G04 P(毫秒) 进给暂停 工作平面G17* X-Y G18 Z-X G19 Y-Z G17* X-Y G18 Z-X G19 Y-Z 一样绝对/相对G90*绝对G91相对G90*绝对G91相对一样进给G94*分进给/G95转进给G94*分进给/G95转进给一样输入单位G71*公制/G70英制G21*公制/G20英制不一样 刀具半径 补偿G41左刀补G42右刀补G40取消刀补 G41/G42 G90/G91 G01 X_ Y_ D_ F_ (建立) G40 G90/G91 G01 X_ Y_ F_ (取消) G41左刀补G42右刀补G40取消刀补 G41/G42 G90/G91 G01 X_ Y_ D_ F_ (建立) G40 G90/G91 G01 X_ Y_ F_ (取消) 一样 刀具长度 补偿 T_D_ + G5_ 例如G00 Z_ T_D_; G5_ + G43/G44 + H_ G49取消补偿 例如G00 Z_ G43/4 H_; 不一样 坐标偏移TRANS X_ Y_ Z_ (绝对) ATRANS X_ Y_ Z_ (附加于前一个指令) TRANS 单独占一行，取消坐标偏移 G52 X_ Y_ Z_ (绝对) G52 X0 Y0 Z0 取消偏移 可编程偏移 坐标旋转ROT RPL= __ （RPL后跟旋转度数） AROT RPL=__(附加前一个指令) ROT单独占一行，取消坐标旋转 G68 X_ Y_ R_ (X_ Y_为旋转中心，R为旋转度 数，逆时针为正，反之为负) G69 取消坐标旋转 可编程旋转 比例缩放SCALE X_Y_ (比1大放大，比1小缩小) ASCALE X_Y_(附加前一个指令) SCALE单独占一行，取消比例缩放 不做说明可编程比例 镜像MIRROR X0 Y0 （关于X轴对称写Y0,反之亦然， X、Y后面只要跟一个数字即可，没意义） AMIRROR X0 Y0 (附加前一个指令) MIRROR 单独占一行，取消镜像 不做说明可编程镜像 极坐标AP极角RP极径G17 G16 X_ Y_ (X为极径Y为极角) G15 取消极坐标 孔循环CYCLE 81、82、83、84、HOLSE等G73、G81-G89（G98为初始高度，G99为安全 高度，R安全高度数值） 均为孔系 加工 宏指令变量符号为R1-R249，R0为空变量 运算（+、-、*、/、COS、SIN、TAN、SQRT） =、>、>=、<、<=、>< (等于、大于、大于等于、 小于、小于等于、不等于) IF R1>=42.1 GOTOB AAA 运算公式要加小括号“（）”，比如COS(45) R1=6 AAA: G01 X=R1 Y0; 运算顺序：先三角函数，后乘除，再加减；先括 号里面，后括号外面。 变量符号为#1-#500，#0为空变量 运算（+、-、*、/、COS、SIN、TAN、SQRT） EQ、GT、GE、LT、LE、NE (等于、大于、大 于等于、小于、小于等于、不等于) IF[#1GE42.1]GOTO10 运算公式要加小括号“[ ]”，比如COS[45] #1=6. N10 G01 X#1 Y0; 运算顺序：先三角函数，后乘除，再加减；先括 号里面，后括号外面。
840D数控系统的特点西门子840D是90年代后期的全数字化高度开放式数控系统，它与以往数控系统的不同点是数控与驱动的接口信号是数字量的，它的人机界面建立在FlexOs基础上，更易操作，更易掌握，软件内容更加丰富。它具有高度模块化及规范化的结构，它将CNC和驱动控制集成在一块板子上，将闭环控制的全部硬件和软件集成在一平方厘米的空间中，便于编程、操作和监控。840D的计算机化、驱动的模块化和驱动接口的数字化，这三化代表着当今数控的发展方向。840D与西门子611D伺服驱动模块及西门子S7-300PLC模块构成的全数字数控系统，应用于众多数控加工领域，能实现钻、车、铣、磨等数控功能。 840D数控系统主要性能及特点有以下几个方面： 控制类型采用32位微处理器，实现CNC控制，可完成CNC 连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。 机床配置最多可控制31个轴（最多31个主轴）。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能为加工各类曲线曲面类零件提供了便利条件。此外还具备进给轴和主轴同步操作的功能。 操作方式操作方式主要有AUTOMAIC(自动)、JOG(手动)、TEACH IN(交互式程序编制)、MDA(手动过程数据输入)。 轮廓和补偿840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、刀具半径补偿的接近和退出及交点计算、刀具长度补偿、螺距误差补
偿和测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等。安全保护功能数控系统可通过预先设置软极限开关的方法，进行工作区域的限制，当超程时可以触发程序进行减速，对主轴的运行还可以进行监控。 NC编程NC编程符合DIN66025标准，具有高级语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混和尺寸的编程，程序编程与加工可同时进行，系统具备1.5兆字节的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。PLC编程集成S7－300，PLC程序和数据内存可扩展到288KB，I/O模块可扩展到2048个输入/输出点，PLC程序可以极高的采样速率监视数字输入，向数控机床发送运动停止/启动命令。 操作部分硬件840D系统提供有标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Window98/2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接口RS-232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并行接口完成程序存储、读入及打印工作。数据通信部分840D系统配有RS232/TTY通用操作员接口，加工过程中可同时通过通用接口进行数据输入/输出。此外，用PCIN软件还可以进行串行数据通讯，通过RS-232接口可方便地使840D与西门子编程器或普通的个人电脑连接起来，进行加工程序、PLC程序、加工参数等各种信息的双向通讯。用SINDNC 软件可以通过标准网络进行数据传送，还可以用CNC高级编程语言进行程序的协调。轴优化调试部分在MMC103上直接使
西门子数控系统简介 特点及主要类型 SIEMENS公司的数控装置采用模块化结构设计，经济性好，在一种标准硬件上，配置多种软件，使它具有多种工艺类型，满足各种机床的需要，并成为系列产品。随着微电子技术的发展，越来越多地采用大规模集成电路(LSI)，表面安装器件(SMC)及应用先进加工工艺，所以新的系统结构更为紧凑，性能更强，价格更低。采用SIMATICS系列可编程控制器或集成式可编程控制器，用SYEP编程语言，具有丰富的人机对话功能，具有多种语言的显示。 SIEMENS公司CNC装置主要有SINUMERIK 3/ 8/ 810/ 820/ 850/ 880/ 805/ 802/ 840 西门子数控系统的基本构成 西门子数控系统有很多种型号，首先我们来观察一下802D所构成的实物图，SINUMERIK 802D是个集成的单元，它是由NC以及PLC和人机界面（HMI）组成，通过PROFIBUS总线连接驱动装置以及输入输出模板，完控制功能。 而在西门子的数控产品中最有特点，最有代表性的系统应该是840D系统。因此，我们可以通过了解西门子840D系统，来了解西门子数控系统的结构。首先通过以下的实物图观察840D系统。 西门子数控系统产品种 西门子数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，西门子数控系统SINUMERIK发展了很多代。目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型。 用一个简要的图表对西门子各系统的定位作描述如下： 西门子各系统的性价比较 1. SINUMERIK 802D 具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件- PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。 SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。
西门子数控系统产品功能说明 控制类型 采用32位微处理器、实现CNC控制，用于完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。。 机床配置 可实现钻、车、铣、磨、切害、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的SIMDRIVE611数字驱动模块：最多可以控制31个进给轴和主轴.进给和快速进给的速度范围为100-9999mm/min。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能。为加工各类曲线曲面零件提供了便利条件。此外还具备进给轴和主铀同步操作的功能。 操作方式 其操作方式主要有AUTOMATIC(自动)、JOG(手动)、示教(TEACH IN)手动输入运行(MDA)，自动方式：程序的自动运行，加工程序中断后，从断点恢复运行;可进行进给保持及主轴停止，跳段功能，单段功能，空运转。 轮廓和补偿 840D可根据用户程序进行轮廓的冲突检测、刀具半径补偿的进入和退出策略及交点计算、刀具长度补偿、螺距误差补偿棚测量系统误差补偿、反向间隙补偿、过象限误差补偿等。
NC编程 840D系统的NC编程符合DIN66025标准(德国工业标准)，具有高级语言编程特色的程序编辑器，可进行公制、英制尺寸或混合尺寸的编程，程序编制与加工可同时进行，系统具备1.5兆字节的用户内存，用于零件程序、刀具偏置、补偿的存储。 PLC编程 840D的集成式PLC完全以标准sIMAncs7模块为基础，PLC程序和数据内存可扩展到288KB，u/o模块可扩展副2048个输入/输出点、PLC程序能以极高的采样速率监视数据输入，向数控机床发送运动停止/起动等指令。 操作部分硬件 840D系统提供了标准的PC软件、硬盘、奔腾处理器，用户可在Windows98/2000下开发自定义的界面。此外，2个通用接过RS232可使主机与外设进行通信，用户还可通过磁盘驱动器接口和打印机并联接口完成程序存储、读入及打印工作。 显示部分 840D提供了多言种的显示功能，用户只需按一下按钮.即可将用户界面从一种语自转换为一种语言，系统提供的话言有中文、英语、德语、西班牙语、法语、意大利语：显示屏上可显示程序块、电动机轴位置、操作状态等信息。
西门子数控系统调试,编程和维修概要（一）——西门子数控系统调试,编程和维修概要 西门子公司数控系统产品结构 数控系统的基本构成 西门子数控系统调试,编程和维修概要（二）——西门子数控系统调试,编程和维修概要 西门子840D系统的组成 SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU）， MMC,PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将 SIMODRIVE611D驱动和数控单元（CCU或NCU）并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。
●人机界面 人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成： MMC（Man Machine Communication） 包括：OP（Operation panel）单元， MMC,MCP（Machine Control Panel）三部分。 MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。 1.MMC 我们最常用的MMC有两种： MCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘； 而MMC103的CPU为奔腾， 可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103. ※PCU（PC UNIT）是专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块——PCU20、PCU50、PCU70, PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘，与MMC 不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWS NT的。PCU的软件被称作HMI,HMI有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI。一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI. 2.OP OP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031最为常用。 3.MCP MCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D，MCP的MPI 地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。 对于SINUMERIK840D应用了MPI（Multiple Point Interface）总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）总线，它的传输速率为1.5M/秒。 ●数控及驱动单元 1.NCU数控单元 SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元：中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯它由一个COM CPU 板. 一个PLC CPU板和一个DRIVE板组成。 根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分为 NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2（12轴），NCU573.2（31轴）等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus借口，RS232借口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧。 2．数字驱动 数字伺服：运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6（1FK6）电机组成 SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）。