基于西门子840Dsl系统变量的RTCP功能实现方法及应用

张贤军，谢浩炜

（中航西飞汉中航空零组件制造有限公司，陕西 汉中 723213）

当前的许多高精密仪器设备的加工领域都采用了先进的五轴联动数控机床，该类机床的优点在于其加工时的空间曲面颇为复杂，能够满足不同的加工需求。而这类先进数控机床所采用的控制系统通常首选西门子840Dsl系统，其系统通过对机床数据的有效设定，从而实现机床联动功能的标定，基于此，本文主要是研究了该系统进行机床RTCP功能数据标定的一种方法。

1 西门子840Dsl系统

西门子840Dsl系统的连接部分主要包括驱动系统网络、系统网络以及PLCIO网络三种网络形式，其连接运用的模块主要为NX模块和NCU模块。其中，驱动系统网络采用的是DRIVE-CLIK网络连接的形式，其内部包含了各种部件，即SINAMICS S120驱动系统的各部件；系统网络主要是采用以太网连接的方式，内部包含的部件则包括PCU部件、OP部件、MCP部件、handwheel部件以及HT2部件等；PLCIO网络则存在两种连接方式，其分别为PROFINET网络连接以及PROFIBUS网络连接[1]。

NX模块与NCU内置的驱动控制器关系紧密，其对六个以上轴的控制则就需要通过连接NX模块来扩展实现驱动控制，NX模块的驱动控制分为两种形式：①NX10.3，该形式可最多控制三个轴；②NX15.3，该形式可最多控制六个轴。NX模块连接了四个DRIVE-CLIQ接口X100-X103，同时其还连接了X124的电源接口，也连接了X122数字输出及输入的接口，通过DRIVE-CLIQ接口X100与NCU模块直接相连接。NCU模块的接口有许多，如NCU710.3PN连接了4个DRIVE-CLIQ接口，其最大的控制轴数为8个，且连接NX10.3或者15.3的扩展板最大有2块。

2 RTCP功能

RTCP指的是实时传输控制，其与RTP的定义相似，两者可同时工作，而RTCP功能的单独运行在低层的协议上，其主要有低层协议来提供控制包和相关数据。RTCP功能包括：①为应用程序提供具有广播性能质量的信息，且每个RTCP的信息包都不能是封装声音数据的，其主要是封装接收端或是发送端的统计报表数据，而这些数据信息当中还包含了信息包的数目信息、信息包抖动信息以及丢失信息等，这些信息也会反映出当下的网络状况，对网络管理有着一定帮助；②对RTCP的传输间隔进行控制，不同的对话中会定期传送RTCP信息包，而随着传送的实现其参与者也在不断增加，这些信息包的传送也难免会占用网络资源，因而为了防止其发生堵塞，就要控制传输间隔，进一步限制RTCP信息包的流量，这也是其需要具备的功能，同时还需要调整信息包的发送速率。

3 机床数据的设定

在本研究过程中，主要选用系统变量的方式促使五轴联动RTCP功能实现，在此过程中，必须要提前完成对机床参数的合理设定，具体如下：机床参数MD24100的参数名称为TRAFO-TYPE-1，设定值为72，通用五轴变换的类型与运动学数据主要参考MD24682或是MD24582完成设定；机床参数MD24582的参数名称为MC-TRAFO5-TCARR-NO-1，设定值为1，T形为机床的运动学结构（双摆头结构），同时，此时所生成的五轴联动数据来源于系统变量，而并不是机床数据。实践中，选择的数控系统为西门子840Dsl数控系统，该系统主要应用了开放式的设计结构，不仅仅可以应用于数控机床，也可以应用于运动控制领域；依托对西门子840Dsl数控系统本身强大的工业通讯网络的利用，能够设计成开环或闭环，促使柔性生产成为现实。

对于西门子840Dsl数控系统而言，可以将其划分为三个主要单元，具体如下：①HMI，人机交互单元。对于该功能单元而言，其主要由人机单元PCU、机床控制面板MCP以及键盘鼠标、选配的触摸屏等结构组成。在数控系统的实际运行中，主要承担着实现加工与仿真、数据管理、上位机通讯等任务。②控制、通讯系统单元。对于该功能单元而言，其主要由数控单元NCU、可编程控制器PLC以及外围通讯模块、输入输出模块等结构组成。在数控系统的实际运行中，主要承担着实现插补运算、运动控制、数字量模拟量控制等任务。③S120驱动系统单元。对于该功能单元而言，其主要由S120驱动系统、1FK系列伺服电机等结构组成，具有节能、高动态、稳定可靠的进行轴向运动以及插补等优点。另外，S120驱动系统可以单独与其他西门子工业自动化产品组合，作为运动控制系统，整体应用优势极为理想，具有极高的探究价值。

4 调用事件触发子程序

4.1 事件触发子程序的相关参数设定

在西门子840Dsl数控系统中，所包含着的事件触发子程序属于标准性功能，在该数控系统内直接提供。对于事件触发子程序而言，其主要可以理解为，在某一事件发生后，数控系统会自动完成对某一设定子程序的调动用，以此实现对相应事件的针对性反应与处理。在此过程中，所提出的“某个事件”一般存在以下几项备选，即有程序启动、程序结束、操作面板上的复位、NC系统上电。同时，具体对哪一项事件做出响应，一般由MD20108$MC_PROG_EVENT_MASK完成选择。

对事件触发子程序的参数（机床数据MD20108）进行如下设定：参数名称为Bit0，即表示着“程序启动”；参数名称为Bit1，即表示着“程序结束”；参数名称为Bit2，即表示着“操作面板复位”；参数名称为Bit3，即表示着“NC系统上电”。该数控系统、事件触发子程序的实际运行过程中，只要相关工作人员在操作面板的相应控制页面内按下差异性的功能按键，则西门子840Dsl数控系统会迅速、自动完成对程序文件的调用，并结合事件触发子程序中的不同指令红色实现对程序文件的进一步调动。

4.2 CYCPE-MA.SPF子程序编制

在进行对CYCPE-MA.SPF子程序的编制过程中，主要围绕“操作面板可提供系统调用按键”这一核心完成编制。实际的系统操作、程序运行过程中，相关工作人员在操作面板上调取相应控制页面，结合现实需要按下“程序启动”或是“复位”按键后，能够迅速实现对应的系统调动。

4.3 事件触发子程序

事件触发子程序是西门子840Dsl数控系统中自带的功能性子程序，属于该型号数控系统的标准循环，因此无法对其实施个性化修改。需要注意的是，如果在制造商循环或者是用户循环中对某一自行写入的循环进行保存，则该事件触发子程序的标准循环并不会生效。

在实际的应用过程中，相关工作人员可以依托对CYCPE-MA.SPF子程序的利用，完成对一些需要在程序启动、程序结束、操作面板复位、NC系统上电阶段内触发功能的实现。为实现上述操作目标，必须要对事件触发子程序的参数完成合理设定，具体来说，当存在“Bit0=1”的情况下，“程序启动”功能按键迅速响应；当存在“Bit1=1”的情况下，“程序结束”功能按键迅速响应；当存在“Bit2=1”的情况下，“操作面板复位”功能按键迅速响应；当存在“Bit3=1”的情况下，“NC系统上电”功能按键迅速响应[2]。

5 结论

综上所述，本文中主要研究了五轴联动数控机床系统变量实现RTCP功能的方法，目前采用的数据表定方法主要包括系统变量方法以及机床数据设定方法这两种。由本文分析可知，文中所提出的机床联动数据子程序的调用过程中，主要是采用了事件触发子程序这项功能，同时其也可运用于其他类型机床加工功能的实现，因而具有着较高的研究和使用价值。