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西門子CPU312模塊控制器

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Overview

全集成自動化 (TIA) 中的入門級 CPU
用于有中等過程性能需求的小型應用

CPU 運行需要 SIMATIC 微存儲卡 (MMC)。

Area of application

CPU 312，zui小的 S7-300 CPU。滿足TIA簡單應用的理想套件，實現諸如集成的通訊、數據管理和診斷等優勢。可使用MPI或CP組網，但標準應用是單機-非組網運行。I/O通常以一個集中式組態結構進行連接。

西門子CPU312模塊控制器

CPU 312 安裝有：

微處理器;
處理器處理每條二進制指令的時間可達 100 ns。
擴展存儲器;
與執行相關的程序段的 32 KB 高速 RAM（相當于約 10 K 指令）可以為用戶程序提供足夠的空間；
SIMATIC 微型存儲卡（zui大 4 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
靈活的擴展能力;
多達 8 個模塊，（1排結構）
MPI多點接口;
集成的 MPI 接口zui多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設備、PC、OP 的 6 條連接。在這些連接中，始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數據通訊”，MPI可以用來建立zui多16個CPU組成的簡單網絡。

Functions

口令保護;
用戶程序使用密碼保護，可防止非法訪問。
診斷緩沖;
診斷緩沖區中可存儲zui后 500 個錯誤和中斷事件，其中的 100 個事件可以*保留。
免維護的數據后備;
如果發生斷電，則可通過 CPU 將所有保持性數據自動寫入到 SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）上，且將在再次通電時保持不變。

可參數化的特性

可以使用 STEP 7 對 S7 的組態、屬性以及CPU的響應進行參數設置：

MPI多點接口;
定義站地址
重啟動/循環時間特性；
zui大循環時間以及負載限制，以及自檢測功能
時鐘存儲器；
設定地址
防護等級；
定義程序和數據的訪問權限
系統診斷；
定義診斷報警的處理和范圍
看門狗中斷；
周期設定
時鐘中斷;
設定起始日期、起始時間和間隔周期

顯示功能與信息功能

狀態和故障指示；
發光二極管顯示，例如，硬件、編程、定時器或I/O出錯以及運行模式，如RUN、STOP、Startup。
測試功能；
可使用編程器顯示程序執行過程中的信號狀態，可以不通過用戶程序而修改過程變量，以及輸出堆棧內容。
信息功能；
您可以使用 PG 以純文本的形式獲取 CPU 存儲容量和操作模式、主存儲器和裝載存儲器的當前利用率以及當前循環時間和診斷緩沖區內容的相關信息。

集成的通訊功能

PG/OP 通訊
全局數據通訊
S7 基本通訊
S7 通訊(只是服務器)

系統功能

CPU 具有廣泛的系統功能特性，諸如：診斷、參數賦值、報警、定時和測量等。

詳細信息請參見手冊。

SINUMERIK840D是由數控及驅動單元（CCU或NCU），MMC,PLC模塊三部分組成，由于在集成系統時，總是將SIMODRIVE611D驅動和數控單元(CCU或NCU)并排放在一起，并用設備總線互相連接，因此在說明時將二者劃歸一處。

西門子數控系統基本構成圖

2.1 人機界面

人機交換界面負責NC數據的輸入和顯示,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；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)

zui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的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而開發的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；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OP031zui為常用。

（3）、MCP(Machine control pannel)

MCP是專門為數控機床而配置的，它也是OPI上的一個節點，根據應用場合不同，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開關設定。

對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒，OP單元為這個總線構成的網絡中的一個節點。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。

2.2 NCU(Numerical control unit)數控單元

SINUMERIK840D的數控單元被稱為NCU（Numenrical Controlunit）單元（在810D中稱為CCU（compact control unit））：*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數控CPU和SIMATIC PLC CPU芯片，包括相應的數控軟件和PLC控制軟件，并且帶有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，所有的驅動模塊均排列在其右側。

2.3 數字驅動

數字伺服：運動控制的執行部分,由611D伺服驅動和1FT6(1FK6)電機組成。

SINUMERIK840D配置的驅動一般都采用SIMODRIVE611D.它包括兩部分：電源模塊+驅動模塊（功率模塊）。

電源模塊：主要為NC和給驅動裝置提供控制和動力電源，產生母線電壓，同時監測電源和模塊狀態。根據容量不同，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數字驅動:是新一代數字控制總線驅動的交流驅動，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，可實現全閉環控制。主軸伺服電機為1PH7系列。

2.4 PLC模塊

SINUMERIK810D/840D系統的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。