840D_NC与PLC交换数据的方法
032-在SIEMENS 840D上用NC结合PLC实现随机换刀
在SIEMENS 840D上用NC结合PLC实现随机换刀（武汉华中自控技术发展有限公司，430077）安波NC Integrate PLC achieve CHANGE TOOL In SIEMENS 840DAN Bo（Wuhan Huazhong Automation，Hubei,Wuhan,430077）关键词:随机换刀、840D、刀库Keyword：Random Change Tool、840D、T ool magazine实现自动换刀的方法很多，因机床结构不用、数控系统不同而不同，但最终目的都是要实现安全、方便、快捷的自动换刀以提高机床的工作效率。
本文就以在SIEMENS 840D上，不使用刀库管理选件，用NC 结合PLC程序来完成随机换刀，NC程序完成换刀动作，PLC程序完成动作连锁。
1．概述随机换刀即刀具存放的位置不固定，随着刀具更换过程随时发生改变。
随机换刀可以大大的缩短换刀的时间，从而提高机床的工作效率。
刀位号也称刀座号，即存放刀具的刀库位置编号。
换刀包括新刀具准备、刀具更换和旧刀具入库三个过程。
对于有些加工中心新刀具准备、旧刀入库是可以在机床处于加工状态进行的，不影响机床加工。
刀具更换在机床一道加工工序完成后进行，机械手到安全位置认为刀具更换完成，下一道加工工序开始执行。
旧刀具入库在刀具更换完成后执行，对于多数链式刀库和矩阵刀具，旧刀入库是可以在机床处于加工状态进行的。
这样就缩短了换刀过程中过多的等待的时间。
刀具分为普通刀、宽刀、长刀，普通刀具只占用一个刀位，宽刀占用三个刀具（左右各占用一个）、长刀占用一个刀位，但存放位置有要求。
普通刀具和宽刀分配一部分刀位，长刀分配一部分刀位，长刀分配的刀位优先放长刀，如果普通刀具和宽刀刀位已满，才可以将普通刀具和宽刀存放在长刀刀位。
而长刀只能存放在分配的长刀刀位，如果长刀刀位已满，则将长刀放到刀具出库刀位上。
刀具在新刀入库时区分其大小和长短，新刀入库后，在调用刀具时不需要区分刀具大小及长短。
西门子840D数控系统数据管理
西门子840D数控系统数据管理摘要：840d系统是一款基于pc的数控系统，本身就是一台计算机，在计算上上安装有各种应用软件，系统自身的服务功能无法对应用软件进行备份，如果发生系统无法启动，死机等故障将造成重大损失。
本文对西门子840D 系统的组成进行了详细介绍并围绕西门子840d硬盘，详述了实用的系统数据的备份与还原的方法。
SINUMERIK 840D数控系统硬件上是由数控单元NCU，MMC及OP0xx或PCU， PLC三部分组成。
其中MMC实际上就是一台独立计算机，它带硬盘、软驱，OP0xx正是这台计算机的显示器，西门子MMC的控制软件也在这台计算机里，PCU（PC Unit）是专门为OP010、OP010s、OP012等最新操作面板而开发的MMC模块。
而840d数控系统基于windows平台上，所有的数据均可备份保存在硬盘内。
关键词：西门子840D 系统；系统组成；数据管理引言购买装有840D 系统的数控机床时，通常机床制造厂会随机床带来几张软盘，软盘内容一般为Use Data用户数据，即NC 、MMC 、PLC 数据。
机床用户也可以自行操作备份上述数据至硬盘、软盘或通过RS232串口传至计算机。
但是硬盘安装储蓄的不仅是这些数据，还有操作系统，如Windows3.11或Windows95；西门子应用软件，如MMC System；机床厂家开发软件，如刀具库管理等。
硬盘在系统中是易损件.硬盘读盘时是接触式的，每次开机就读0磁道，每分钟几千转高速旋转，极易造成0磁道损坏，造成硬盘无法正常引导使用。
因此，非常有必要对硬盘数据进行全盘复制、备份，避免不必要的损失。
1.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。
840D系统NC加工程序向PLC存储器传送数据3页
840D系统NC加工程序向PLC存储器传送数据使用NC加工程序在NC和PLC数据交换区上构造S7300PLC的ANY数据类型的变量并传送给PLC，然后PLC在数据交换区上读取并传输数据到ANY变量指定的地址。
840D和840Dsl系统中，NC和PLC有高速数据交换区。
数据交换的内容可自由配置，利用这一特性可以在NC程序中配置地址信息，使数据传输到PLC存储器任一位置。
1 NC与PLC数据的传输1.1 高速数据交换区原理高速数据交换区是一块NC和PLC共享的内存区域，因此：数据从NC 到PLC即为NC把数据写入数据交换区，然后PLC从数据交换区读取这个数据。
数据从PLC到NC即为PLC把数据写入数据交换区，然后NC从数据交换区读取这个数据。
1.2 高速数据交换区的访问方式NC使用系统变量$A_DBB[n]，$A_DBW[n]，$A_DBD[n]，$A_DBR[n]访问高速数据交换区。
PLC使用FC21访问高速数据交换区。
1.3 注意事项机床数据28150 $MC_MM_NUM_VDIVAR_ELEMENTS配置可写的数量。
系统在赋值时对变量的取值范围进行检测，如果超出范围则报警。
2 NC对高速数据交换区的访问默认情况下NC对高速数据交换区进行读操作，向数据区写数据需要要通道机床数据28150 $MC_MM_NUM_VDIVAR_ELEMENTS 配置可写的数量。
否则会出现报警。
⑴各系统变量：$A_DBB[n]用来访问1字节数据，包括BYTE，CHAR；n 为字节地址；$A_DBW[n]用来访问2字节整数；n为字节地址，应为2的整数倍；$A_DBD[n]用来访问4字节整数；n为字节地址，应为4的整数倍；$A_DBR[n]用来访问浮点数；n为字节地址，应为4的整数倍。
高速数据交换区以字节地址访问，以整数为例第一个整数$A_DBW[0]，第二个整数$A_DBW[2]。
如果下标错误，例如$A_DBW[1]则报警。
siemens 840D NCU配置手册教程
电缆定义 定义： 信号电缆（比如）： - 数据电缆（MPI，传感器，等等） - 二进制输入、输出 - 急停开关电缆 负载电缆（比如）： - 低压电源电缆(230VAC,+24VDCetc.) - 接触器馈电线（初级电路和次级电路）
参考: /EMV/,EMC 安装指南
安装规则
为了保证整个系统达到最大可能的抗干扰能力（控制器，功 率部分，机 床），必须遵守以下的 EMC规则：
的结构形式设计。数字化模块安装在NCU572/573 的左侧。 用一起提供的电缆把数字化模块与NCU 相连。通过数字 化模块使NCU 插头X130A（RS422）到X341。DC Link 和设备总线也必须已经连接。 Link接口的安装
Link 接口安装在ISA 适配器中，建立到MMC102/103 的连接。
两个开槽螺钉（1）必须紧固（参见图3-3），确保符合 EMC 要求，并具有必要的抗震性。
电池/风扇插件盒与NCU 盒一起提供，并已安装在NCU 盒 中。
图3-3 在NCU 盒中安装NCU CPU
3.3 数字化部件的结构和安装
图3-6 数字化部件的结构
硬件要求
? MMC102/103 ? ISA 适配器 ? Link 接口 ? 数字化模块 ? 用于数字化的NCU572/573 ? 从数字化模块（X422）到Link 接口的连接电缆： ? 6FX2002-1DA01-1□□0,长度小于等于50m（也可参见图3-6）。 ? 探头（比如RenishawSP2-1) ? 激光探头和激光控制单元 ? (比如Wolf&Beck/BCT 的OTM 系列) ? 从探头到数字化模块（X411）的连接电缆： ? 6FX2002-1DB01-1□□0,长度小于等于25m（也可参见图3-6）。 ? 连接电缆
840d中FC21的用法(PLC-NCK的数据交换)
2009-09-23 14:38:39| 分类： CNC |字号 订阅
在的NC程序中会看到如下程序：
N110 IF ($A_DBB[42] B_AND 1)==1 GOTOF LoadReq ;load request
N120 IF ($A_DBB[42] B_AND 2)==2 GOTOF UnloadReq ;unload request
N9010 $A_DBB[42] = 0 ;delete order
在加工程序中经常看到$A_DBB[n],$A_DBW[n],$A_DBD[n]等变量。那么这些变量是怎么来的呢!
这些变量在NC程序中可以进行读写；同时也可由PLC读取这些变量的值、存放到PLC的地址中；也可由PLC写这些变量的值、NC程序来读取。与PLC的数据交换在PLC的程序里完成，具体的功能由FC21这个功能块来完成。
下面看一下FC21的应用例子。
CALL FC21
Enable :=TRUE 解释：1=FC21 active
Funct :=B#16#4 解释：B#16#4=write(PLC写NC)；B#16#3=read(PLC读NC)
S7Var :="HM_B_250" 解释：PLC中数据的地址
IVAR1 :=42 解释：NC中的数据地址
IVAR2 :=-1
பைடு நூலகம்
Error :=#Er_FC21_DPR42_wri_A2
ErrCode:=#ErrC_FC21_DPR42_wri_A2
上面的例子实现了如下功能：将PLC地址MB250里的数据写到$A_DBB[42]里。然后NC程序就可以读取了。
NC程序与PLC数据交换功能应用
（ ２ ） 高 速 数 据 交 换 区 的 访
１方 式 ：Ｎ Ｃ使 用 系 统 变 量 ￥ Ａ—
ＤＢ Ｂ【 ｎ 】 ，￥ Ａ— Ｄ ＢＷ 【 ｎ 】 ，￥ Ａ—
ＤＢ Ｂ 【 ｎ １ 用来访问 ｌ 字 节 数 据 ，包
括 ＢＹＴＥ、 ＣＨＡＲ，１ １ 为 字 节 地 址 ；Ｓ Ａ— ＤＢＷ ｉ ｎ ｌ 用来访问２ 字节 整 数 ，ｎ 为 亨 竹地 址 ，应 为 ２ 的 整 数 倍 ；￥ Ａ— ＤＢＤ【 ｒ ｌ ｌ 来 访 问４ 字
ＤＢＢ［ ０ ］ 存 储０ Ｅ，Ｓ Ａ— ＤＢＢ［ １ ］ 存 储
２ ７ 。
ＤＢＷ ［ ｎ ｌ ￣￥ Ａ — ＤＢＤ［ ｎ 】 的 赋 值 数 据 格 式 ：整 数 格 式 —— 例 如 ￥ Ａ—
ＤＢＷ ［ ０ Ｉ ＝Ｉ ；￥ Ａ— ＤＢＷ ［ ０ ］ ＝ 一 １ 。字
５ ． 信 号量
速 数 据 交 换 。 高 速 数 据 交换 Ｉ ｔ
数据 。 数 据 交 换 区 任 足 系统 变量 ￥ Ａ— ＤＢＢＩ 】 、
的 存储 单位 是 字 节 。
节 整 数 ，ｎ 为 ｝ ： 地ｈ ｉ ： ，应 为４ 的
整 数倍 ；Ｓ Ａ— ＤＢＲ【 Ｉ ＂ １ 】 用来 访 问浮 点 数 ，ｎ 为 中 节 地 址 ，应 为４ 的 整
争磊 工 冷 加 工
５ ３
数Ｓ Ａ — ＤＢ Ｗ［ ０ 】 ，第二 个整 数 Ｓ Ａ —
３ ． Ｐ Ｌ Ｃ 对 高 速 数 据 交 换 区 的访 问
Ｐ Ｌ Ｃ使 用 Ｆ Ｃ２ １ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ 访 问 高 速 数 据 交 换 区 。 其 中 ：Ｅ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ —— 启 动 传 送 ； Ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ — — ｗ ｏＲ Ｄ类 型 ，等 于 ３ 是 读 取 操 作 ，等 于 ４ 是写入 操 作 ； Ｓ ７ Ｖ ａ ｒ —— Ａｎ ｙ 类 型 ，指 定Ｐ Ｌ Ｃ 存 储地 址 ；Ｉ Ｖ Ａ Ｒｌ —— Ｉ Ｎ Ｔ 类 型 ，指 定 高 速 数 据 交 换 区 的访 问 地 址 ； Ｉ Ｖ ＡＲ ２ —— Ｉ Ｎ Ｔ 类 型 ，指 定 信 号 量 ；Ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ＿ ＿ 一 Ｂ ０ ０ Ｌ 类 型 ，等于 １
西门子数控系统840D中PLC机床数据的应用说明
西门子数控系统840D中PLC机床数据的应用说明
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在西门子数控系统的机床中通常会使用到PLC的机床数据（MD14510，MD14512以及MD14514）来实现NC向PLC单向传递数据（整数、十六进制数以及实数）。
以此实现在数控界面上开通某些机床选件功能，设置机床特性参数。
比如通过MD14512的某个位实现机床是否使用第二测量系统的选择，或者通过MD14514设置机床换刀点位置等各种功能。
使用PLC MD就非常方便实现，标准的PLC程序写好之后，通过在HMI界面上改变相应的PLC机床数据，就可以实现机床功能的切换或设置。
在西门子数控系统的机床中通常会使用到PLC的机床数据（MD14510，MD14512以及MD14514）来实现NC向PLC单向传递数据（整数、十六进制数以及实数）。
以此实现在数控界面上开通某些机床选件功能，设置机床特性参数。
比如通过MD14512的某个位实现机床是否使用第二测量系统的选择，或者通过MD14514设置机床换刀点位置等各种功能。
使用PLC MD就非常方便实现，标准的PLC程序写好之后，通过在HMI界面上改变相应的PLC机床数据，就可以实现机床功能的切换或设置。
FC21
840D FC21 PLC-NCK数据交换的使用简介PLC读取机床坐标值董春松2015/10/25 840D系统内部有一块交换数据的独立的区域用来实现NC,PLC数据的交换NC 侧：使用系统变量$A_DBB[n], $A_DBW[n], $A_DBD[n]和$A_DBR[n]读/写数据交换区的数据，不支持位操作。
它们的对应关系如下：下面就根据FC21 PLC-NCK数据交换，进行简单介绍PLC如何进行NC坐标值的读取工作的1.NC侧程序：1.1程序编写1.2程序注解N200 DEFINE current_pos_X1 AS $A_DBR[52]将当前X1坐标值存储到$A_DBR[52]，N200 DEFINE current_pos_Z1 AS $A_DBR[56]将当前Z1坐标值存储到$A_DBR[52]N200 DEFINE current_pos_Z2 AS $A_DBR[60]将当前Z2坐标值存储到$A_DBR[60]2.PLC 编程：2.1.PLC侧功能的解释CALL FC21Enable:=TRUE FC21 启动信号Funct:=B#16#3（B#16#3:读操作, B#16#4:写操作）PLC 读缓冲区的数据S7Var:=P#M100.0 DWORD 3将R1~R3的值分别给MD100-MD108 IV AR1:=4 偏移为4（在NC编程侧从哪位开始）IV AR2:=0Error:=M200.0 调用FC21 错误指示位Errcode:=MW210 错误代码存放到MW210结果：将R1~R3的值分别给MD100-MD108赋值2.2. P#M100.0 DWORD 3（MD100-MD108）的换算划分2.3程序的编写2.4 P#DB218.DBX52.0 DWORD 8（MD52-MD80）的换算划分，$A_DBR[52]将赋值给DB218.DBD52$A_DBR[56]将赋值给DB218.DBD56$A_DBR[60]将赋值给DB218.DBD60MD52 MB52 MB53 MB54 MB55 NC起始字节(偏移) 52 53 54 55MD60 MB60 MB61 MB62 MB63 NC起始字节60 61 62 632.5PLC程序编写完成后生成的数据地址：。
840D系统NC加工程序向PLC存储器传送数据
换区读取这个数据。 数据从Ｐ Ｌ ｃ 到Ｎ ｃ 即为Ｐ Ｌ Ｃ 把数 据写入数据交 （ ４ ） Ｐ Ｌ Ｃ 调用Ｆ Ｃ ２ １ 读 取步骤 ２ 和３ 在 数据 交换区上 的信息： （ ５ ） Ｐ Ｌ Ｃ 换区， 然后Ｎ ｃ 从数据交换区读 取这个数据。
再 次调用Ｆ Ｃ ２ １ 读取步骤３ 所指 的数据 ， 并传送 到步骤 ２ 所指定的 Ｐ Ｌ Ｃ 存储器 。
１ ． １高速数据交换区原理
ｎ ｙ 类型 中分别指定 起始地 址 ， 数据类 型， 重 复次 数； （ ３ ） 高速 数据 交换区是一块Ｎ ｃ 和Ｐ Ｌ Ｃ 共享 的内存区域 ， 因此 ： 数 变 量，
据从Ｎ ｃ 到Ｐ Ｌ Ｃ 即为Ｎ ｃ 把数据写入数据 交换 区， 然后Ｐ Ｌ Ｃ 从数据交 在 数据交换 区写入所 要传送 的数据在 数据交 换区上 的位 置；
・
设 计 分 析
８ ４ ０ Ｄ系统ＮＣ Ｊ Ｉ Ｉ Ｉ － Ｅ 程序 向Ｐ Ｌ Ｃ 存 储器 传送数据
杨伟光（ 齐重数控 装备 股份 有限 公司 科研试验室， 黑 龙江 齐齐哈尔 １ ６ １ ０ ０ ５ ）
摘 要 ： ８ ４ ０ Ｄ 系统 中， Ｎ Ｃ ￣Ｐ Ｌ Ｃ 有 高速数 据 交换 区。 数 据 交换 的内容 可 自 由配置 ， 能够 实现 特 定的功能 ： Ｎ Ｃ 程序 获取 Ｐ Ｌ ｃ 一侧 的机床 传感 器状 态， 使Ｎ ｃ 程 序更加灵 活的运 行 ； 也可以使 用Ｎ ｃ 程序 收 集Ｐ Ｌ Ｃ 所 需的一些 配置数据 。 数据 交换 区在Ｎ ｃ 一 侧是 系统 变量 Ｓ Ａ — Ｄ Ｂ Ｂ ［ ］ ， Ｓ Ａ — Ｄ Ｂ Ｗ ［ ］ ， Ｓ Ａ — Ｄ Ｂ Ｄ ［ ］ ， Ｓ Ａ — Ｄ Ｂ Ｒ ［ 】 ， 在Ｐ Ｌ ｃ 一侧 需通过 Ｆ ｃ ２ １ 进行 访 问， 本 次试验 将测试 各基 本 数据类 型和 某些复杂数据 类型的传送 ， 为具体 的应用提供 依据 。
SIEMENS 840D NC与PLC之间的数据交换
SIEMENS 840D NC与PLC之间的数据通讯武汉华中自控技术发展有限公司胡国清摘要：文章针对SIEMENS 840D NCU与PLC之间数据通讯的实现方法进行详细的说明，包括FB2/FB3、FC21的应用技术，并配合相应的举例。
1.前言在数控系统调试过程中，经常需要在NC、PLC之间进行数据交换，以使整个系统都在程序控制之中，作为当今世界优秀的高端数控产品代表SIEMENS 840D，它提供了先进的通道和技术支撑，使你可以轻松地实现数据的畅通交换。
笔者根据工作过程中积累的设计与编程经验，在此就这个主题与同行探讨。
经常使用的数据交换包括M代码、T代码、H/F功能传输以及840D系统提供的功能强大的接口信号，不需叙述。
在这里只是针对一些专用数控功能应用时需用到的数据交换方法进行较详细的说明。
2.PLC读／写NC参数／变量在进行数控铣镗床滑枕低头补偿或刀库定位控制编程时，都需要用到PLC读／写NC参数或变量。
SIEMENS的8x0D toolbox中提供了FB2（GET）／FB3（PUT）功能块程序，结合使用配套的NC_var Selector软件就可实现此项功能。
其中FB2用于读取NC变量（包括MD参数和NC内部变量），FB3用于写NC变量。
2.1 NC_var Selector的使用对于读取的NC变量，应先使用NC_var Selector软件选择所需的变量，最终建立一个AWL 源文件。
下面就以V er6.4版为例说明其使用步骤：首先建立一个新的Project，在库文件打开框中根据需要选择ncv_NcData.mdb（读取NC参数）或者ncv_611d.mdb（读取611D驱动参数）等。
根据需要选择相应的变量。
为了提高效率，可以双击Unit或Compenent列，等出现Selections on NC-variables对话框时，点击option中selection框，然后在selection parameters方框中选择变量类型。