西門子6SE6440-2UE33-7EA1

我公司經(jīng)營西門子 PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：*電機(jī)（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機(jī)（1P，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內(nèi)產(chǎn)品‘質(zhì)保一年。一年內(nèi)因產(chǎn)品質(zhì)量問題免費(fèi)更換新產(chǎn)品；不收取任何費(fèi)。咨詢。

200V至240V       380V至400V       401V至480V  
34 A 6SE6400-3TC00-4AD2 200m/300m         150m/225m         100m/150m  
35 B 6SE6400-3TC01-0BD3 200m/300m         150m/225m         100m/150m  
36 C 6SE6400-3TC03-2CD3 200m/300m         200m/300m         100m/150m

圖   格雷碼轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換指令的使用

（2）模擬量模塊讀寫指令  這類指令有2毯RD3A （FNC176）和WR3A （FNC177），其功能是對FXON-3A模擬量模塊輸入值讀取和對模塊寫入數(shù)字值。如圖3-90所示，[m1.]為特殊模塊號(hào)K0～K7，[m2.]為模擬量輸入通道K1或K2，[D.]為保存讀取的數(shù)據(jù)，[S.]為寫入模擬量模塊的數(shù)字值。指令均為16位操作，占7個(gè)程序步。

圖 模擬量模塊讀寫指令的使用

西門子6SE6440-2UE33-7EA1

1. 概述
        通常情況下，要實(shí)現(xiàn)HMI設(shè)備與V20變頻器的通訊，需要一個(gè)支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200系列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(gè)通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協(xié)議通訊。PLC的另一個(gè)通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協(xié)議通訊，PLC上編寫MODBUS主站程序，V20為從站。

圖1 觸摸屏通過PLC與V20變頻器通訊

如果只需要對V2O變頻器做簡單的運(yùn)行控制和變量監(jiān)視，那么上述配置中PLC的作用僅為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控功能，而且可以少用一個(gè)PLC，節(jié)省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)與V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為MODBUS主站，V20為從站。

圖2 觸摸屏直接與V20變頻器通訊

2. 硬件設(shè)備及其安裝
       下面用一個(gè)實(shí)例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺(tái)V20變頻器通過MODBUS通訊的實(shí)現(xiàn)方法。該例子中用到的主要硬件設(shè)備如表1所示，觸摸屏組態(tài)軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設(shè)備

硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機(jī)、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機(jī)的動(dòng)力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動(dòng)力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與 V20端子對應(yīng)關(guān)系：3對應(yīng)P+，8對應(yīng)N-。
5）連接24V直流電源的交流進(jìn)線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。

3. V20變頻器參數(shù)設(shè)置
       V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設(shè)置：
1）變頻器恢復(fù)出廠參數(shù)：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調(diào)試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設(shè)置電網(wǎng)頻率和功率單位
b)輸入電機(jī)銘牌參數(shù)
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應(yīng)用宏AP000
Cn011連接宏對應(yīng)參數(shù)如表2所示。

表2 Cn011對應(yīng)參數(shù)設(shè)置

3）修改MODBUS通訊參數(shù)，其它參數(shù)為Cn011連接宏默認(rèn)參數(shù)：
P2014[0]=0 不監(jiān)控報(bào)文間隔時(shí)間，否則可能會(huì)報(bào)F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設(shè)備地址為3（與觸摸屏組態(tài)軟件中設(shè)置的從站地址*）

柯馬***執(zhí)行官Stefan Sack博士如此評(píng)價(jià)利用Tecnomatix為其帶來的巨大收益：“Tecnomatix工具不僅能幫助我們向客戶交付同類佳的生產(chǎn)線，而且還能節(jié)省工程時(shí)間，降低柯馬對資源的消耗。"

由于與客戶采用了統(tǒng)一的生產(chǎn)線規(guī)劃與模擬平臺(tái)，柯馬可以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、模擬、調(diào)試各階段與汽車制造商的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同，既滿足了客戶的要求，又將項(xiàng)目周期縮短了20%~30%。

而由此帶來的是柯馬整體競爭力的提升。2011年，柯馬（上海）完成了當(dāng)年大的項(xiàng)目——為菲亞特（中國）制造一條完整的白車身生產(chǎn)線，這其中包括250個(gè)柯馬機(jī)器人。20名工程師使用Tecnomatix工具僅花了近半年的時(shí)間就完成了一系列***的模擬測試，無論是項(xiàng)目交付周期還是技術(shù)的復(fù)雜程度都在業(yè)界居***地位，而這在與西門子合作之前是無法想象的。

據(jù)柯馬機(jī)械工程部工藝工程Riccardo Piegaia介紹，在該項(xiàng)目中，Tecnomatix的仿真模擬工具即發(fā)揮了巨大的作用。“我們模擬了所有的白車身作業(yè)單元，從點(diǎn)焊開始，一直到螺柱焊、激光焊等更加*的技術(shù)。雖然激光焊接的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于點(diǎn)焊，但在汽車制造完成后的車身可見區(qū)域，前者比后者更加美觀。通過模擬測試，我們向客戶交付了一個(gè)車頂焊接工作站，其中兩個(gè)機(jī)器人進(jìn)行點(diǎn)焊作業(yè)，而另外兩個(gè)機(jī)器人進(jìn)行焊接作業(yè)，兼顧美觀同時(shí)控制了成本。"

柯馬通過模擬仿真為客戶提供了優(yōu)的解決方案，贏得了客戶的信任與認(rèn)可。如今，柯馬即將模擬和調(diào)試菲亞特項(xiàng)目的二期工程，通過縮短生產(chǎn)周期和成倍增加機(jī)器人工作站，將該生產(chǎn)線的產(chǎn)能提升近一倍。

從初需要從意大利總部獲得，到如今超越歐洲成為新技術(shù)的***者，柯馬的技術(shù)革新之路與其同西門子的合作密不可分。

當(dāng)大多數(shù)的汽車制造商還習(xí)慣于用Tecnomatix中的Robcad解決方案進(jìn)行模擬測試時(shí)，柯馬已經(jīng)應(yīng)中國客戶的需求使用新版本Tecnomatix中的Process Designer和Process Simulate解決方案了?！扒罢呤轻槍τ趩我还ぷ髡军c(diǎn)的仿真模擬，而后者自身擁有數(shù)據(jù)庫，可以對整個(gè)一條生產(chǎn)線進(jìn)行仿真模擬，更易于實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的協(xié)同。"Siemens PLM Software大中華區(qū)市場總監(jiān)權(quán)奎奭表示。

此外，Process Designer和Process Simulate解決方案使工程速度和規(guī)劃模擬的可視化程度都能得到提升，柯馬可以通過應(yīng)用這一解決方案實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線的可視化。而Process Designer和Process Simulate解決方案還支持工程及財(cái)務(wù)平臺(tái)，為工程師制作報(bào)價(jià)和標(biāo)書也奠定了基礎(chǔ)。

“不可否認(rèn)，應(yīng)用Process Designer和Process Simulate解決方案進(jìn)行整條生產(chǎn)線的協(xié)同規(guī)劃已成為行業(yè)趨勢?？埋R（上海）已經(jīng)開始扮演新技術(shù)***者的角色，并不斷將該方案介紹給越來越多的客戶，這對于推動(dòng)汽車制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步是具有重大意義的。"Siemens PLM Software大中華區(qū)市場總監(jiān)權(quán)奎奭說。

在柯馬實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新的道路之上，西門子始終是其攜手同行的伙伴。秉承推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的相同目標(biāo)，西門子為柯馬提供的不僅僅是Tecnomatix這樣一個(gè)工具平臺(tái)，而是成功交付項(xiàng)目的鼎力支持。 “我們將柯馬作為重要的合作伙伴，每次都是從歐洲派來強(qiáng)大的專家團(tuán)隊(duì)為其提供培訓(xùn)和。"Siemens PLM Software大中華區(qū)市場總監(jiān)權(quán)奎奭表示。

同時(shí)，西門子也會(huì)協(xié)助柯馬解決項(xiàng)目中遇到的許多問題，以保證工程實(shí)施更為順利。Siemens PLM Software大中華區(qū)市場總監(jiān)權(quán)奎奭舉過這樣一個(gè)例子，柯馬曾經(jīng)被要為多個(gè)客戶準(zhǔn)備多臺(tái)服務(wù)器的問題困擾，西門子PLM為其提供了“虛擬機(jī)"方案，用一臺(tái)服務(wù)器即可同時(shí)對應(yīng)多個(gè)客戶，而柯馬為項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行IT準(zhǔn)備的時(shí)間也從4周縮短為了3天。

經(jīng)過多年的歷練，目前柯馬已經(jīng)擁有中國大、技能高超的3D模擬團(tuán)隊(duì)，包括幾十位使用Robcad、Process Designer和Process Simulate的模擬工程師。這進(jìn)一步鞏固了其在中國市場車身焊接和動(dòng)力總成等領(lǐng)域的地位。

而其實(shí)，柯馬與西門子共同追求技術(shù)革新的旅程才剛剛起步。

據(jù)悉，下一步，在“虛擬制造"方面，雙方還計(jì)劃攜手展開更具創(chuàng)新性的合作。

“不單單進(jìn)行機(jī)械工藝的模擬仿真，也將電控制信號(hào)引入到仿真過程之中，使之更趨向于真實(shí)的場景。這會(huì)幫助其進(jìn)一步縮短工程交付時(shí)間，同時(shí)節(jié)省成本。"Siemens PLM Software大中華區(qū)市場總監(jiān)權(quán)奎奭表示。而另據(jù)他透露，柯馬還將引入西門子PLM的Teamcenter軟件用于產(chǎn)品數(shù)字制造環(huán)節(jié)。包括Tecnomatix和Teamcenter在內(nèi)的數(shù)字工具都將在柯馬的企業(yè)成長過程中發(fā)揮重要作用。

深厚的行業(yè)市場專業(yè)經(jīng)驗(yàn)

工廠的數(shù)據(jù)中心——Teamcenter軟件中，供質(zhì)量、采購和物流等部門共享。采購部門會(huì)依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行零部件的采購，質(zhì)量部門會(huì)依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行驗(yàn)收，物流部門則是依據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行零部件的確認(rèn)。

共享的數(shù)據(jù)庫是Teamcenter的大特點(diǎn)。當(dāng)質(zhì)量、采購、物流等不同部門調(diào)用數(shù)據(jù)時(shí)，他們使用的是共享的文檔庫，并且通過主干快速地連接到各責(zé)任方。即使數(shù)據(jù)發(fā)生更新，不同的部門也都能時(shí)間得到新的數(shù)據(jù)，這就使得西門子成都工廠研發(fā)團(tuán)隊(duì)的工作量變得簡單、高效了許多，避免了傳統(tǒng)研發(fā)制造企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)或不同部門之間由于數(shù)據(jù)平臺(tái)不同造成的信息傳輸壁壘。

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數(shù)字化生產(chǎn)：輕松高效

***云龍畢業(yè)于成都某院校的電子信息專業(yè)，是西門子成都工廠PLC（可編程控制器）裝配工位上的一名普通員工。對比身邊的大多數(shù)同事來說，他還算個(gè)新人，但這份工作對于他來說并不復(fù)雜，得益于西門子數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)的，將枯燥的制造生產(chǎn)變得輕松。

每天由西門子MES系統(tǒng)生成的電子任務(wù)單都會(huì)顯示在***云龍工作臺(tái)前方的電腦顯示屏上，實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換間隔小于1秒，這就意味著他隨時(shí)可以看到新的版本。西門子MES系統(tǒng)SIMATIC IT包攬了傳統(tǒng)制造企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的職能。沒有了人工抄寫的任務(wù)單，省去了不同產(chǎn)線交流的復(fù)雜環(huán)節(jié)。生產(chǎn)訂單由MES統(tǒng)一下達(dá)，在與ERP系統(tǒng)高度的集成之下，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計(jì)劃、物料管理等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送。此外，SIMATIC IT還集成了工廠信息管理、生產(chǎn)維護(hù)管理、物料追溯和管理、設(shè)備管理、品質(zhì)管理、制造KPI分析等多種功能，可以保證工廠管理與生產(chǎn)的高度協(xié)同。

在***云龍的工作臺(tái)上有5個(gè)不同的零件盒，每個(gè)零件盒上都配有指示燈。當(dāng)自動(dòng)引導(dǎo)小車送來一款待裝配的產(chǎn)品時(shí)，電腦顯示屏上會(huì)出現(xiàn)它的信息，相應(yīng)所需零件盒上的指示燈亮起，***云龍就知道該安裝什么零件了。這是由于傳感器掃描了產(chǎn)品的條碼信息，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)搅薓ES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)再通過與西門子TIA（全集成自動(dòng)化系統(tǒng)）的互聯(lián)操縱零件盒指示燈，從而代替人完成了思考的過程。這種設(shè)計(jì)可以滿足自動(dòng)化產(chǎn)品“柔性"生產(chǎn)的需求（即在一條生產(chǎn)線上同時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)品），有了指示燈的幫助，即使換另外一種產(chǎn)品***云龍也不會(huì)怕裝錯(cuò)零件了。

西門子全集成自動(dòng)化解決方案（TIA）在很大程度上替代了人類的大腦、視覺和手臂。西門子用可編程控制器（PLC）來引導(dǎo)生產(chǎn)流程，用視覺系統(tǒng)來識(shí)別質(zhì)量、用自動(dòng)引導(dǎo)小車來傳遞產(chǎn)品。通過PROFINET現(xiàn)場總線連接并傳送數(shù)據(jù)，不僅使人的工作變輕松了，更能確保生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的可靠、靈活與高效。

西門子成都工廠總Andreas Bukenberger針對高效生產(chǎn)給出了具體的數(shù)字：“成都工廠產(chǎn)品的一次通過率（FPY）可達(dá)到99%以上。"

***云龍確認(rèn)了他裝配好的產(chǎn)品，按下工作臺(tái)上的一個(gè)按鈕，自動(dòng)化流水線上的傳感器就會(huì)掃描產(chǎn)品的條碼信息，記錄它在這個(gè)工位的數(shù)據(jù)。MES系統(tǒng)SIMATIC IT將以該數(shù)據(jù)作為判斷基礎(chǔ)，向控制系統(tǒng)下達(dá)指令，指揮小車將它送去下一個(gè)目的地。"

在到達(dá)下一個(gè)工序前，產(chǎn)品要通過“嚴(yán)格"的檢驗(yàn)程序，以可編程控制器（PLC）產(chǎn)品為例，在整個(gè)生產(chǎn)過程中針對該類產(chǎn)品的質(zhì)量檢測節(jié)點(diǎn)就超過20個(gè)。視覺檢測是數(shù)字化工廠*的質(zhì)量檢測方法，相機(jī)會(huì)拍下產(chǎn)品的圖像與Teamcenter數(shù)據(jù)平臺(tái)中的正確圖像作比對，一點(diǎn)小小的瑕疵都逃不過SIMATIC IT品質(zhì)管理模塊的“眼睛"。對比傳統(tǒng)制造企業(yè)的人工抽檢，這顯然要可靠又快速得多。"

在經(jīng)過多次裝配并接受過多道質(zhì)量檢測后，成品將被送到包裝工位。再經(jīng)過人工包裝、裝箱等環(huán)節(jié)，一箱包裝好的自動(dòng)化產(chǎn)品就會(huì)通過升降梯和傳送帶被自動(dòng)運(yùn)達(dá)物流中心或立體倉庫。"

這樣一個(gè)完整的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)的制造企業(yè)要通過幾十甚***百人的手去完成，而在西門子成都工廠的車間內(nèi)，卻看不見密集的流水線員工，大多數(shù)的工序都是自動(dòng)完成的。"

利用西門子PLM和MES的信息互聯(lián)，西門子還可以根據(jù)物料儲(chǔ)備、交貨時(shí)間等信息，在的工廠之間實(shí)時(shí)調(diào)配生產(chǎn)計(jì)劃，以達(dá)到資源利用和物料配送的佳組合。"

Bukenberger說：“應(yīng)用了西門子數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)解決方案的成都工廠與西門子在中國的其他工廠比較，產(chǎn)品的交貨時(shí)間縮短了50%。"而西門子成都工廠的姊妹工廠——西門子德國安貝格電子制造工廠（EWA）目前可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)零部件100萬件，即平均1秒生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品，未來的成都工廠將有望沖擊這一紀(jì)錄。"

數(shù)字化物流：精準(zhǔn)有序

說到西門子成都工廠令人驚嘆之處，不得不提到其精準(zhǔn)有序的數(shù)字化物流系統(tǒng)。像***云龍這樣的裝配生產(chǎn)線員工，在需要物料時(shí)甚***不必轉(zhuǎn)身，只要輕觸工作臺(tái)上的電腦顯示屏，三四分鐘后，他所需的物料就會(huì)被準(zhǔn)確地從車間的物料中間庫中輸出，并送到他面前。"

這暢的自動(dòng)化物流過程背后，是被稱為“自動(dòng)交通"的物料輸送環(huán)節(jié)。自動(dòng)化流水線上的傳感器會(huì)對引導(dǎo)小車上產(chǎn)品的條碼進(jìn)行掃描，掃描得到的數(shù)據(jù)就會(huì)告訴“軟件系統(tǒng)"在該裝配環(huán)節(jié)需要的物料是什么，員工按動(dòng)按鈕，物料就會(huì)從物料庫自動(dòng)輸送出，并通過流水線上傳感器的“指揮"，送到位置，這一過程是“全透明"且不需要人工干預(yù)的。"這其中發(fā)揮作用的是ERP、西門子MES系統(tǒng)SIMATIC IT以及西門子倉庫管理軟件。而這一切，如果在傳統(tǒng)制造企業(yè)，都是要靠員工看任務(wù)單并親自去物料庫中選取完成的。員工不但要頻繁往返于工位和庫存地點(diǎn)，還難免因?yàn)榭村e(cuò)任務(wù)單而造成效率低下；當(dāng)任務(wù)單出現(xiàn)更新時(shí)，也難保證時(shí)間告知員工。"

物料中間庫是車間內(nèi)物料的中轉(zhuǎn)站，其中的物料是依據(jù)精益生產(chǎn)的“以需定產(chǎn)"的原則，每天從物料倉庫中提取出備用的。這其中就不得不提到“拉式生產(chǎn)"的概念，即在生產(chǎn)流程的各工序，只在需要時(shí)收到貨品，零售商也只會(huì)在收到顧客實(shí)際需要數(shù)量時(shí)才會(huì)從供貨商那里進(jìn)貨。通過這種管理，可以保證工廠能夠“適時(shí)、適量、在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)生產(chǎn)出質(zhì)量完善的產(chǎn)品"。"

更大批的物料存儲(chǔ)在布局緊湊的高貨架立體倉庫中。采購的物料經(jīng)過質(zhì)量檢驗(yàn)之后都會(huì)儲(chǔ)存在這里，并通過兩座升降梯與車間相連。倉庫共有近3萬個(gè)物料存放盒，物料的存取并不用叉車搬運(yùn)，而是通過“堆取料機(jī)"用數(shù)字定位的模式進(jìn)行抓取，不必考慮叉車通過的距離，物料庫的設(shè)計(jì)更緊湊，節(jié)約了倉庫的空間?？沼嗟目臻g，則為西門子成都工廠的擴(kuò)產(chǎn)留出了充足的準(zhǔn)備。"

數(shù)字化企業(yè)：制造業(yè)未來

在制造業(yè)匯聚的成都高新西區(qū)，許多企業(yè)都面臨著相似的挑戰(zhàn)：當(dāng)?shù)土膭趧?dòng)力成本不能再作為“中國制造"在市場上的優(yōu)勢標(biāo)簽，制造企業(yè)對于變革的需求更為迫切。"

為在激烈的競爭中保持優(yōu)勢，制造企業(yè)要大化利用資源，將生產(chǎn)變得更加高效；為適應(yīng)不斷變化的客戶需求，制造企業(yè)必須盡可能地縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，對市場的響應(yīng)更加快速；為滿足市場多元化的需求，制造企業(yè)還要快速實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的靈活變動(dòng)，將生產(chǎn)變得更加柔性。而高效、快速、柔性，正是數(shù)字化企業(yè)為制造業(yè)帶來的大變化。西門子成都工廠這樣的數(shù)字化企業(yè)的出現(xiàn)，為未來中國制造的變革方向提供了一個(gè)良好的參考。"

數(shù)據(jù)顯示，通過數(shù)字化的工廠規(guī)劃，可以減少產(chǎn)品上市時(shí)間***30%；通過優(yōu)化規(guī)劃質(zhì)量，可以降低制造成本13%。而在新產(chǎn)品上市比例、設(shè)備生產(chǎn)效率、產(chǎn)品交付能力及營運(yùn)利潤率等多個(gè)方面，數(shù)字化工廠的指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造企業(yè)。"

數(shù)字化制造帶來的不只是炫目的科技，還有實(shí)實(shí)在在的收益，以及支撐企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的競爭力。這將成為未來中國制造可持續(xù)發(fā)展的根本所在。"

西門子工業(yè)利用其在數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)方面的技術(shù)優(yōu)勢與豐富經(jīng)驗(yàn)，正在幫助中國的制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)著這場轉(zhuǎn)型，將繼續(xù)影響著中國制造。西門子成都工廠只是一個(gè)縮影，中國制造業(yè)的數(shù)字化藍(lán)圖正慢慢展開。"