西門子6SE6440-2UE33-7EA1

我公司經營西門子 PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數控備件：*電機（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國產電機（1LG0，1LE0）大型電機（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機（1P，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內產品‘質保一年。一年內因產品質量問題免費更換新產品；不收取任何費。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   格雷碼轉換和逆轉換指令的使用

（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字值。如圖3-90所示，[m1.]為特殊模塊號K0～K7，[m2.]為模擬量輸入通道K1或K2，[D.]為保存讀取的數據，[S.]為寫入模擬量模塊的數字值。指令均為16位操作，占7個程序步。

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，要實現HMI設備與V20變頻器的通訊，需要一個支持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的一個通訊端口與觸摸屏連接，可以采用PPI協議通訊。PLC的另一個通訊端口與V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協議通訊，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變頻器做簡單的運行控制和變量監視，那么上述配置中PLC的作用僅為數據中轉。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅能夠實現監控功能，而且可以少用一個PLC，節省成本。采用西門子的SMART LINE系列觸摸屏能夠實現與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. 硬件設備及其安裝
       下面用一個實例來介紹Smart Line觸摸屏與一臺V20變頻器通過MODBUS通訊的實現方法。該例子中用到的主要硬件設備如表1所示，觸摸屏組態軟件為WinCC Flexible 2008 SP4 China。

表1 示例主要硬件設備

硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機的動力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動力電纜和接地電纜。
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端子對應關系：3對應P+，8對應N-。
5）連接24V直流電源的交流進線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。

3. V20變頻器參數設置
       V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設置：
1）變頻器恢復出廠參數：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設置電網頻率和功率單位
b)輸入電機銘牌參數
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應用宏AP000
Cn011連接宏對應參數如表2所示。

表2 Cn011對應參數設置

3）修改MODBUS通訊參數，其它參數為Cn011連接宏默認參數：
P2014[0]=0 不監控報文間隔時間，否則可能會報F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設備地址為3（與觸摸屏組態軟件中設置的從站地址*）

柯馬***執行官Stefan Sack博士如此評價利用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線，而且還能節省工程時間，降低柯馬對資源的消耗。"

由于與客戶采用了統一的生產線規劃與模擬平臺，柯馬可以實現規劃、模擬、調試各階段與汽車制造商的數據交換和協同，既滿足了客戶的要求，又將項目周期縮短了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）完成了當年大的項目——為菲亞特（中國）制造一條完整的白車身生產線，這其中包括250個柯馬機器人。20名工程師使用Tecnomatix工具僅花了近半年的時間就完成了一系列***的模擬測試，無論是項目交付周期還是技術的復雜程度都在業界居***地位，而這在與西門子合作之前是無法想象的。

據柯馬機械工程部工藝工程Riccardo Piegaia介紹，在該項目中，Tecnomatix的仿真模擬工具即發揮了巨大的作用?！拔覀兡M了所有的白車身作業單元，從點焊開始，一直到螺柱焊、激光焊等更加*的技術。雖然激光焊接的成本遠遠高于點焊，但在汽車制造完成后的車身可見區域，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車頂焊接工作站，其中兩個機器人進行點焊作業，而另外兩個機器人進行焊接作業，兼顧美觀同時控制了成本。"

柯馬通過模擬仿真為客戶提供了優的解決方案，贏得了客戶的信任與認可。如今，柯馬即將模擬和調試菲亞特項目的二期工程，通過縮短生產周期和成倍增加機器人工作站，將該生產線的產能提升近一倍。

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

當大多數的汽車制造商還習慣于用Tecnomatix中的Robcad解決方案進行模擬測試時，柯馬已經應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。“前者是針對于單一工作站點的仿真模擬，而后者自身擁有數據庫，可以對整個一條生產線進行仿真模擬，更易于實現整個項目的協同。"Siemens PLM Software大中華區市場總監權奎奭表示。

此外，Process Designer和Process Simulate解決方案使工程速度和規劃模擬的可視化程度都能得到提升，柯馬可以通過應用這一解決方案實現整條生產線的可視化。而Process Designer和Process Simulate解決方案還支持工程及財務平臺，為工程師制作報價和標書也奠定了基礎。

“不可否認，應用Process Designer和Process Simulate解決方案進行整條生產線的協同規劃已成為行業趨勢。柯馬（上海）已經開始扮演新技術***者的角色，并不斷將該方案介紹給越來越多的客戶，這對于推動汽車制造產業技術的進步是具有重大意義的。"Siemens PLM Software大中華區市場總監權奎奭說。

在柯馬實現技術革新的道路之上，西門子始終是其攜手同行的伙伴。秉承推動產業進步的相同目標，西門子為柯馬提供的不僅僅是Tecnomatix這樣一個工具平臺，而是成功交付項目的鼎力支持。 “我們將柯馬作為重要的合作伙伴，每次都是從歐洲派來強大的專家團隊為其提供培訓和。"Siemens PLM Software大中華區市場總監權奎奭表示。

同時，西門子也會協助柯馬解決項目中遇到的許多問題，以保證工程實施更為順利。Siemens PLM Software大中華區市場總監權奎奭舉過這樣一個例子，柯馬曾經被要為多個客戶準備多臺服務器的問題困擾，西門子PLM為其提供了“虛擬機"方案，用一臺服務器即可同時對應多個客戶，而柯馬為項目設計進行IT準備的時間也從4周縮短為了3天。

經過多年的歷練，目前柯馬已經擁有中國大、技能高超的3D模擬團隊，包括幾十位使用Robcad、Process Designer和Process Simulate的模擬工程師。這進一步鞏固了其在中國市場車身焊接和動力總成等領域的地位。

而其實，柯馬與西門子共同追求技術革新的旅程才剛剛起步。

據悉，下一步，在“虛擬制造"方面，雙方還計劃攜手展開更具創新性的合作。

“不單單進行機械工藝的模擬仿真，也將電控制信號引入到仿真過程之中，使之更趨向于真實的場景。這會幫助其進一步縮短工程交付時間，同時節省成本。"Siemens PLM Software大中華區市場總監權奎奭表示。而另據他透露，柯馬還將引入西門子PLM的Teamcenter軟件用于產品數字制造環節。包括Tecnomatix和Teamcenter在內的數字工具都將在柯馬的企業成長過程中發揮重要作用。

深厚的行業市場專業經驗

工廠的數據中心——Teamcenter軟件中，供質量、采購和物流等部門共享。采購部門會依據產品的數據信息進行零部件的采購，質量部門會依據產品的數據信息進行驗收，物流部門則是依據數據信息進行零部件的確認。

共享的數據庫是Teamcenter的大特點。當質量、采購、物流等不同部門調用數據時，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任方。即使數據發生更新，不同的部門也都能時間得到新的數據，這就使得西門子成都工廠研發團隊的工作量變得簡單、高效了許多，避免了傳統研發制造企業的研發和生產環節或不同部門之間由于數據平臺不同造成的信息傳輸壁壘。

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數字化生產：輕松高效

***云龍畢業于成都某院校的電子信息專業，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。對比身邊的大多數同事來說，他還算個新人，但這份工作對于他來說并不復雜，得益于西門子數字化企業平臺的，將枯燥的制造生產變得輕松。

每天由西門子MES系統生成的電子任務單都會顯示在***云龍工作臺前方的電腦顯示屏上，實時的數據交換間隔小于1秒，這就意味著他隨時可以看到新的版本。西門子MES系統SIMATIC IT包攬了傳統制造企業生產計劃調度的職能。沒有了人工抄寫的任務單，省去了不同產線交流的復雜環節。生產訂單由MES統一下達，在與ERP系統高度的集成之下，可以實現生產計劃、物料管理等數據的實時傳送。此外，SIMATIC IT還集成了工廠信息管理、生產維護管理、物料追溯和管理、設備管理、品質管理、制造KPI分析等多種功能，可以保證工廠管理與生產的高度協同。

在***云龍的工作臺上有5個不同的零件盒，每個零件盒上都配有指示燈。當自動引導小車送來一款待裝配的產品時，電腦顯示屏上會出現它的信息，相應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品的條碼信息，并將數據實時傳輸到了MES系統，MES系統再通過與西門子TIA（全集成自動化系統）的互聯操縱零件盒指示燈，從而代替人完成了思考的過程。這種設計可以滿足自動化產品“柔性"生產的需求（即在一條生產線上同時生產多種產品），有了指示燈的幫助，即使換另外一種產品***云龍也不會怕裝錯零件了。

西門子全集成自動化解決方案（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）來引導生產流程，用視覺系統來識別質量、用自動引導小車來傳遞產品。通過PROFINET現場總線連接并傳送數據，不僅使人的工作變輕松了，更能確保生產各環節的可靠、靈活與高效。

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

***云龍確認了他裝配好的產品，按下工作臺上的一個按鈕，自動化流水線上的傳感器就會掃描產品的條碼信息，記錄它在這個工位的數據。MES系統SIMATIC IT將以該數據作為判斷基礎，向控制系統下達指令，指揮小車將它送去下一個目的地。"

在到達下一個工序前，產品要通過“嚴格"的檢驗程序，以可編程控制器（PLC）產品為例，在整個生產過程中針對該類產品的質量檢測節點就超過20個。視覺檢測是數字化工廠*的質量檢測方法，相機會拍下產品的圖像與Teamcenter數據平臺中的正確圖像作比對，一點小小的瑕疵都逃不過SIMATIC IT品質管理模塊的“眼睛"。對比傳統制造企業的人工抽檢，這顯然要可靠又快速得多。"

在經過多次裝配并接受過多道質量檢測后，成品將被送到包裝工位。再經過人工包裝、裝箱等環節，一箱包裝好的自動化產品就會通過升降梯和傳送帶被自動運達物流中心或立體倉庫。"

這樣一個完整的生產環節，在傳統的制造企業要通過幾十甚***百人的手去完成，而在西門子成都工廠的車間內，卻看不見密集的流水線員工，大多數的工序都是自動完成的。"

利用西門子PLM和MES的信息互聯，西門子還可以根據物料儲備、交貨時間等信息，在的工廠之間實時調配生產計劃，以達到資源利用和物料配送的佳組合。"

Bukenberger說：“應用了西門子數字化企業平臺解決方案的成都工廠與西門子在中國的其他工廠比較，產品的交貨時間縮短了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）目前可實現年產零部件100萬件，即平均1秒生產一個產品，未來的成都工廠將有望沖擊這一紀錄。"

數字化物流：精準有序

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

這暢的自動化物流過程背后，是被稱為“自動交通"的物料輸送環節。自動化流水線上的傳感器會對引導小車上產品的條碼進行掃描，掃描得到的數據就會告訴“軟件系統"在該裝配環節需要的物料是什么，員工按動按鈕，物料就會從物料庫自動輸送出，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"且不需要人工干預的。"這其中發揮作用的是ERP、西門子MES系統SIMATIC IT以及西門子倉庫管理軟件。而這一切，如果在傳統制造企業，都是要靠員工看任務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，還難免因為看錯任務單而造成效率低下；當任務單出現更新時，也難保證時間告知員工。"

物料中間庫是車間內物料的中轉站，其中的物料是依據精益生產的“以需定產"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"的概念，即在生產流程的各工序，只在需要時收到貨品，零售商也只會在收到顧客實際需要數量時才會從供貨商那里進貨。通過這種管理，可以保證工廠能夠“適時、適量、在適當地點生產出質量完善的產品"。"

更大批的物料存儲在布局緊湊的高貨架立體倉庫中。采購的物料經過質量檢驗之后都會儲存在這里，并通過兩座升降梯與車間相連。倉庫共有近3萬個物料存放盒，物料的存取并不用叉車搬運，而是通過“堆取料機"用數字定位的模式進行抓取，不必考慮叉車通過的距離，物料庫的設計更緊湊，節約了倉庫的空間?？沼嗟目臻g，則為西門子成都工廠的擴產留出了充足的準備。"

數字化企業：制造業未來

在制造業匯聚的成都高新西區，許多企業都面臨著相似的挑戰：當低廉的勞動力成本不能再作為“中國制造"在市場上的優勢標簽，制造企業對于變革的需求更為迫切。"

為在激烈的競爭中保持優勢，制造企業要大化利用資源，將生產變得更加高效；為適應不斷變化的客戶需求，制造企業必須盡可能地縮短產品上市時間，對市場的響應更加快速；為滿足市場多元化的需求，制造企業還要快速實現各環節的靈活變動，將生產變得更加柔性。而高效、快速、柔性，正是數字化企業為制造業帶來的大變化。西門子成都工廠這樣的數字化企業的出現，為未來中國制造的變革方向提供了一個良好的參考。"

數據顯示，通過數字化的工廠規劃，可以減少產品上市時間***30%；通過優化規劃質量，可以降低制造成本13%。而在新產品上市比例、設備生產效率、產品交付能力及營運利潤率等多個方面，數字化工廠的指標均遠遠高于傳統制造企業。"

數字化制造帶來的不只是炫目的科技，還有實實在在的收益，以及支撐企業長遠發展的競爭力。這將成為未來中國制造可持續發展的根本所在。"

西門子工業利用其在數字化企業平臺方面的技術優勢與豐富經驗，正在幫助中國的制造企業實現著這場轉型，將繼續影響著中國制造。西門子成都工廠只是一個縮影，中國制造業的數字化藍圖正慢慢展開。"