西门子开关量模块6ES7321-1CH00-OAAO

西门子将电气化、自动化、数字化的力量融入各行各业，以前所未见的高度、速度、精度和深度，让关键所在，逐一实现。

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西门子810D系统的结构组成  

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。

图1西门子数控系统基本构成

1. 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(Man Machine communication)

最常用的MMC有两种：MMCC100.2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(Operation pannel)

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(Machine control pannel)

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。

2. NCU(Numerical control unit)数控单元

SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（Numenrical Controlunit）单元（在810D中称为CCU（compact control unit））：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。

3. 数字驱动  

（请参阅：Simodrive 611 Universal 产品介绍）

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）。

电源模块：主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态。根据容量不同，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块；凡大于15KW均需带馈入装置，记为I/RF电源模块，通过模块上的订货号或标记可识别。

611D数字驱动:是新一代数字控制总线驱动的交流驱动，它分为双轴模块和单轴模块两种，相应的进给伺服电机可采用1FT6或者1FK6系列，编码器信号为1Vpp正弦波，可实现全闭环控制。主轴伺服电机为1PH7系列。

4. PLC模块

SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATIC S7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块（Power Supply），接口模块（Interface Module）机信号模块（Signal Module）。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。

电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。

接口模块（IM）是用于级之间互连的。

信号模块（SM）使用与机床PLC输入/输出的模块，有输入型和输出型两种。

西门子数控系统的数据备份与恢复 

在使用数控机床的过程中，有时会因为各种原因发生数据丢失，参数紊乱等各种故障。如果发生了这样的故障，而之前有没有对数据进行恰当的保存，那么就会给生产带来巨大的损失。

因此必须对数据的备份工作一定做好，以防以外的发生。对于不同的系统数据的备份和恢复的方法会有一些不同，但是都是将系统数据通过某种方式存储到系统以外的介质里。

（一）西门子系统的数据备份   

（请参阅：某数控机床SIEMENS810D系统参数备份）

SINUMERIK 数据分为三种

（1） NCK数据备份；

（2） PLC数据；

（3） MMC数据；

其中MMC100.2仅包括前面两种。

数据备份分为两种方法：

数据备份辅助工具

（1）传输软件（可用西门子系统提供pcin）

（2）传输电缆；

（3）PC 机；

2、系列备份

（1）、传输参数的设定（西门子系统V24）

进行数据备份前，应先确认接口数据设定。根据两种不同的数据备份的方法，接口数据设定有两种：PC格式和纸带格式。

西门子840D 810D V.24参数设定如表3－3所示

表3-3西门子系统传输参数设置表

操作步骤：

MMC100.2

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

MMC103

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

（2）、MMC100.2的数据备份

对MMC 100.2做数据备份，一般是将数据传至外部计算机内。具体操作步骤如下：

a、连接PC至MMC的接口X6;

b、在MMC上操作：按照前述的步骤设置V24参数（参数要与接受数据的计算机相匹配）

西门子传输参数设定图示

c、在计算机上，启动传输软件（西门子系统通常使用PCIN）选择接受（DATAIN）,并指定数据所要保存的路径、文件名。然后确认，回车使计算机处于接受等待状态。

传输软件的主菜单

ＲS232接口的设置

d、在MMC设定完传输参数以后，返回；在“data out”→将光标移至“start-up data” →按下“input”键（黄色，位于NC键盘上）。移动光标选择“NCK”或“PLC”；

e、MMC上按“start”软件键；（垂直菜单上）

f、在传输时，会有字节数变化以表示正在传输进行中，可用“stop”软键停止传输。

(3)、MMC103的数据备份

由于MMC103可带软驱、硬盘、NC卡；它的数据备份可更加灵活，可选择不同的存储目标，具体操作步骤如下：

a、在主菜单中选择“service”操作区；

b、按扩展键 在“series start－up”选择存档内容NC、PLC、MMC并定义存档文件名；

c、从垂直菜单中，选择一个作为存储目标：

V24 → 通过电缆传至外部计算机（PC）

PG → 程编器；

DISK → MMC所带的软驱中的软盘；

Archive→ 硬盘；

NC CARD→ NC卡

选择其中第一第二项时，应按“INTERFACE”软键，设定接口V24参数；

d、若选择备份数据到硬盘，则：“Archive”(垂直菜单) “Start”

3、分区备份

对于MMC100.2,与系列备份不同的是：

第一步V24参数设定为纸带格式；

第二步数据源不再是“Start-up data”而是“Data”;

其余各部操作均相同，具体操作如下：

(1)、连PC/PG到MMC;

(2)、“Service”→“V24 PG/PC”（垂直菜单）→“Settings”（设定V24为菜单格式）；

(3)、启动传输软件（西门子PCIN）→ 选择数据输入（Data）确定路径和文件名；

(4）、MMC上“Data out”→移光标至“Data”→“input”键→ 选择某一种要备份的数据；

(5）、MMC上“Start”（垂直菜单“对于MMC103，与系列备份不同的是第二步无需按扩展键，而直接按“data out”，具体步骤为：

a、“Service”；

b、“data out”；

c、从垂直菜单选存储目标；

（a）、 “Interface”设定接口参数为纸带格式；

（b）、“start”（垂直菜单）；

（c）、确定路径和文件名→“ok”（垂直菜单）。

成功后在相应的路径下，会找到备份文件。

（二） 数据的恢复

恢复数据是指系统内的数据需要用存档的数据通过计算机或软驱等传入系统。它与数据备份是相反的操作。

1、MMC100.2的操作步骤。

在MMC上做：

（1）、连接PG/PC到系统MMC100.2;

（2）、“Service”；

（3）、“Data In”;

（4）、“V24 PG/PC”(垂直菜单)；

（5）、“setting”设定V24参数，完成后返回；

（6）、“start”（垂直菜单）；

在PC上做：

（1）、PC上启动传输软件（西门子一般选用PCIN）；

（2）、在传输软件中，选中“输出”（PCIN中为“Data Out”）。选中原备份的文件并回车。

2、MMC103的操作步骤（从硬盘上恢复数据）：

（1）、“service”;

（2）、按扩展键；

（3）、“Services start-up”；

（4）、“Read Start-up Archive”（垂直菜单）;

（5）、找到原备份文件，并选中“OK”；

（6）、“Start”（垂直菜单）；

我们在做数据备份或数据恢复工作时，必须要遵循两个原则：

1、远是准备接收数据的一方先准备好，处于接收状态；

2、输入、输出端两端参数应该设定一致；

完整的基于PC的控制系统范围电脑在自动化应用领域已经变得越来越重要。典型的应用范围包括人机界面和数据处理等。通常情况下，这些任务并不需要耗费PC机全部的计算性能。那么，为什么不利用目前尚未使用的资源，将其变成一个基于PC的控制器呢？兼容性的软件PLC可以使任何PC都成为基于PC的控制器，还可用作故障安全的控制器。西门子为此提供了一个全方位的解决方案。

说明

SIMATIC WinAC RTX 是用于基于 PC 的自动化解决方案的软件控制器，允许在 PC 上执行实时功能、确定性的控制功能。

应用范围

SIMATIC WinAC RTX 特别适用于除了控制功能还有必要在一个 PC 平台上实现真正的实时功能、高数据量能力和快速工艺功能的自动化任务。经过的运行时刻系统支持与控制任务并行的进行类型丰富的、要求苛刻 PC 应用处理任务。

为了能力利用率，使用了最新的技术，如多核处理器技术 – 例如一个核用于 Windows 应用程序，而另一个用于 
SIMATICWinAC RTX。

对 PLC 运行时刻数据的访问，如图像处理、数据记录等，通过 WinAC 选件开放式开发套件（ (ODK）) 的方式执行。ODK 应用程序使用标准的高级语言编程。
通过一种接口集成

• 客户代码扩展（CCX）从 WinAC 控制程序中调用高级语言例程

• 共享内存扩展（ (SMX）) 在 WinAC 和 Windows 应用程序之间快速的交换数据

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

SIMATIC WinAC RTX 的性能可以跨处理器性能进行扩缩。
应用范围跨越了从使用坚固的嵌入式 PC 的机器级控制任务，到使用最新处理器技术的 PC 上的高端应用。

优点

• 通过在一个系统上解决 PC 型应用（商业软件，如 MS office，和自有、专有的 C++、B 用户程序等）和自动化任务实现了跨领域应用

• 通过安装在标准的 PC 硬件平台上实现了开放性

• SIMATIC 嵌入式产品包：坚固的完整产品，带有预装好的 Windows 操作系统和 SIAMTIC WinAC RTX

• 通过使用长期可用的工业 PC，同时充分利用不断出现的 PC 创新技术和性能提高，实现了安全性

• 通过低成本的集成网络接口，可以方便的实现通讯功能

• 通过使用熟悉的 SIMATIC STEP 7 环境进行工程组态减少了培训工作量

布局和功能

工程组态

SIMATIC STEP 7 是一款适用于所有模块 SIMATIC 控制器 
S7-300/ S7-400 和软件控制器 WinAC 的工程组态软件。

SIMATIC WinAC RTX 平台运行在带有 MS Windows XP 或嵌入式操作系统的标准 PC 上，可以实现与 SIMATIC 工业 PC的最佳匹配。使用在嵌入式 PC 平台上，如 SIMATIC IPC 427C 或 SIMATIC HMI IPC 477C，可以实现特别经济而且极其坚固的解决方案。SIMATIC WinAC RTX 使用 PC 的主存储器，并可以在硬盘/闪存上提供程序备份。非周期性数据，如生产参数或配方数据，可以借助系统功能永久性的保存在 PC 存储器上。此外，所有的数据都可以通过使用不间断电源（ (UPS）)保证其安全性。

通过连接 I/O
，SIMATIC WinAC RTX 不仅可以通过 PROFIBUS 控制分布式 I/O，还可以通过 PROFINET 进行控制。通过 PROFIBUS DP 设备对象连接的 I/O的传输速度，通过 SIMATIC IPC 集成的 DP 设备对象接口或者通过通讯处理器（CP 5611 A2/5613 A2）最高达到 12Mbit/s。
您可以操作最多 4 条 PROFIBUS 线路，最多 500 个从站。此外，还可以通过 PROFINET 连接 I/O。这需要 SIMATIC IPC 的集成以太网接口，或者通讯处理器 CP1616 (PCI) 或 CP 1604 (PCI-104)。
另外，WinAC RTX 还支持系统功能等时模式。
利用等时模式{}，高速度、时间相关应用如闭环控制可以通过分布式{} I/O 实现。

技术数据

	WinAC RTX 2009
订货号分组	6ES7 671-0RC.
基本特点
RAM（集成）（代码/数据）	PC 存储器（非分页存储器）
输入/输出的总数	16/16 KB
位存储器	16 KB
S7 计数器/定时器	2048/2048
块数量（FB、FC、DB）	只受可用 PC 工作存储器的限制
PLC 编程软件	STEP 7，V5.4 SP4 或更高版本, 工程组态工具 (可选)
保持性
带有 UPS 的保持性	所有数据1)
执行时间说明
位/整数运算	0.004 μs/0.003 μs
浮点运算（参考平台）	0.004 μs (Pentium 4, 2.4 GHz)
确定性	●
DP 设备对象连接
总数	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)
通讯功能
PG / OP通讯	●
S7 通讯	●
开放式用户通讯（OUC）	●
通过 OPC 进行过程数据访问	●
工艺
等时模式	● (PN 和 DP)
SIMATIC FM	FM 350/351/352/ 353/354/355
简单的传动控制	●
C/C++, VB, C# link	● With ODK
通过 SIMATIC 接口 SIMATIC WinCC/WinCC flexible 实现操作员控制和监视
	●
操作系统
Windows XP 专业版	● (SP2, SP3)
Windows XP Embedded	● (在 SIMATIC PC 的 XPe 图像上)
Windows 7	●

1) 128 KB，对于特定的 SIMATIC PC，不带UPS

SIMATIC S7-400 信号模块