西門子SM332數(shù)字量輸出模塊西門子SM332數(shù)字量輸出模塊

當人類和機器人一起工作……

仿真、3D打印、輕型機器人，這些都是推動第四次工業(yè)革命（或工業(yè)4.0）的創(chuàng)新技術。在西門子位于德國埃爾蘭根的電子設備制造廠，這些都已經(jīng)成為了現(xiàn)實。工廠取得成功的關鍵正是人類與機器攜手合作。

Schorsch在組裝小型變流器，而Hannes在組裝大型變流器。他將一個風扇和一臺散熱器安裝到變流器內(nèi)部，并利用四顆螺釘進行固定。他每天要進行數(shù)百次這樣的操作。當Hannes停下來休息時，Schorsch會繼續(xù)不受影響地工作。而當Hannes回家時，Schorsch卻還會繼續(xù)工作。其實，Hannes是工廠里的一名臨時工人，而Schorsch則是一臺輕型機器人。

在西門子位于德國埃爾蘭根的電子設備制造廠（GWE），人與機器攜手合作。工廠經(jīng)理Manfred Kirchberger表示，這個工廠的工作效率很特殊。“我們生產(chǎn)用于制造設備的工業(yè)驅(qū)動和控制器。在我們客戶的工廠里，產(chǎn)品數(shù)量通常數(shù)以百萬計。”然而，GWE的年產(chǎn)量介于5,000到25萬件之間。這樣的生產(chǎn)規(guī)模不宜投入一條全自動生產(chǎn)線，但是*依靠手工又太過昂貴。

西門子埃爾蘭根電子設備制造廠的員工可以自由嘗試新點子并將它們發(fā)展為成功的項目。

因此，埃爾蘭根的生產(chǎn)規(guī)劃人員一直在尋找每條產(chǎn)品線的生產(chǎn)流程。工人應該做什么？機器應該做什么？他們之間的交互應該如何進行優(yōu)化？“對于我們這樣的生產(chǎn)規(guī)模而言，目前沒有現(xiàn)成的經(jīng)濟型自動化系統(tǒng)。”Kirchberger指出，“因此，我們必須系統(tǒng)化地積累經(jīng)驗，并與西門子在各地的其它工廠進行分享。”

為什么必須要靈活生產(chǎn)
除了對產(chǎn)品線的優(yōu)化外，客戶的要求也變化得比從前更快了。這使得打造靈活生產(chǎn)線變得日趨重要。“放眼如今的生產(chǎn)大廳，沒什么和幾年前是一樣的。” Kirchberger指出。GWE是變化的藝術在生產(chǎn)上進行體現(xiàn)的典型例子。只有員工愿意擁抱變化，并輔以像產(chǎn)品設計和生產(chǎn)規(guī)劃仿真、3D打印機及端對端智能數(shù)據(jù)評估這樣的技術，工廠才能持續(xù)、快速地適應變化。在GWE和其它工廠（如位于德國安貝格的西門子“數(shù)字化工廠”），西門子正在樹立制造的全新*。

Stefan Krug在工廠內(nèi)負責數(shù)字規(guī)劃方法。在埃爾蘭根工廠，產(chǎn)品開發(fā)人員、生產(chǎn)專家和制造“老手”共同沉浸在虛擬世界中。

輕型機器人讓員工從重物搬運中解放出來。

西門子埃爾蘭根工廠是變化的藝術在制造業(yè)中體現(xiàn)的典型例子。只有員工愿意擁抱變化并輔以技術，工廠才有可能持續(xù)、快速地適應變化。

在緊鄰埃爾蘭根工廠的一棟普通建筑內(nèi)，產(chǎn)品開發(fā)人員、生產(chǎn)專家和制造“老手”共同沉浸在虛擬世界中。GWE數(shù)字規(guī)劃方法負責人Stefan Krug解釋道：“在我們制造新產(chǎn)品之前，我們首先要利用西門子PLM軟件創(chuàng)建和優(yōu)化新產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎。”

Michael Brucksch在實現(xiàn)人機協(xié)作的GWE里擔任技術業(yè)務主管。

產(chǎn)品開發(fā)人員和生產(chǎn)專家可以通過三維動畫模型查看產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎，即在實際制造之前逼真呈現(xiàn)的產(chǎn)品或工藝。在這個數(shù)字化空間里，操作對象可以旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)，并在仿真制造環(huán)境中測試相關組裝流程。這個過程的關鍵是設計團隊可以在初的階段就確定問題并進行改進。

西門子數(shù)字化工廠集團*執(zhí)行官胡桉桐指出：“未來，增值流程的所有階段，從創(chuàng)意階段到產(chǎn)品和生產(chǎn)設計、調(diào)試、使用和推出新服務，都將首先在數(shù)字空間內(nèi)進行開發(fā)和測試。”如此，產(chǎn)品將能更快上市，并且更有針對性。但是不管數(shù)字化模型有多好，終還是需要人、機器或兩者的結(jié)合來將所有片段性的流程整合起來。

“在我們生產(chǎn)新產(chǎn)品之前，我們首先要利用西門子PLM軟件創(chuàng)建并優(yōu)化產(chǎn)品的數(shù)字化雙胞胎。”

與人攜手工作的機器人
在電子設備制造廠里，技術業(yè)務主管Michael Brucksch正在工廠的機器人實驗室里指揮一個名叫R2-D2的輕型機器人手臂，并教導它完成一項新的任務。輕型機器人的一大優(yōu)勢是，就連熟練的生產(chǎn)工人也可以對它進行編程。此外，機器人不是必須在一個無人的獨立區(qū)域里工作。得益于它的設計和平穩(wěn)的移動，它們不會給人帶來危險。

在Brucksch的旁邊，Sebastian Wiemann正在制造機器人抓取手。“過去，我們要使用加工過的組件來進行機器人相關制造。”Wiemann說，“現(xiàn)在我們用打印的方式來做。這比傳統(tǒng)方法更快和更便宜。上周，我們已經(jīng)將制造一個部件的成本從約500歐元降低到大約80歐元。”工廠經(jīng)理Kirchberger也從不用指導自己的員工進行這樣的優(yōu)化。“我們這里的人都喜歡嘗試新鮮事物。我們會給他們提供發(fā)揮創(chuàng)意并將這些點子轉(zhuǎn)化為成功的空間。”他這樣表示。

許多在埃爾蘭根試用成功的工廠自動化相關流程現(xiàn)在已經(jīng)被西門子的工廠及西門子客戶工廠投入到日常運營中。這些技術開發(fā)很多都是第四次工業(yè)革命的典型例子。但是，盡管人們翹首企盼這些自動化進程的普及，專家估計在不遠的未來，人仍將在生產(chǎn)中扮演主要的角色。Michael Brucksch說：“我們不是什么都要做自動化，而是在常識范圍內(nèi)來進行自動化。”他的同事，也是工廠機器人技術負責人Florian Riedrich補充道：“我們要的不是*沒人的工廠。我們想要的是人和機器攜手合作。”

選擇模式：STOP——停機模式，不執(zhí)行程序；TERM——運行程序，可以通過編程器進行讀/寫訪問；RUN——運行程序，通過編程器僅能進行讀操作。 
狀態(tài)指示燈（LED）：SF——系統(tǒng)錯誤（和）CPU內(nèi)部錯誤；RUN——運行模式，綠燈;STOP——停機模式，黃燈；DP——分布式I/O（僅對CPU-215）。 
存儲器卡——用來在沒電的情況下不需要電池就可以保存用戶程序。 PPI口用來連接變成設備、文本顯示器或其他CPU。 S7-300 
相比較S7-200，S7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴展多大32個模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，他的網(wǎng)絡連接已比較成熟和流行，有MPI（多點接口）、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變的簡單和多選性，并可以借助于HWConfig工具可以進行組態(tài)和設置參數(shù)。 
S7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊（**）和200的EM模塊同類型之外，它還有接口模塊（IM）——用來進行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層；占位模塊（DM）——為沒有設置參數(shù)的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的模塊接口保留一個插槽；功能模塊（FM）——執(zhí)行特殊功能，如計數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當對CPU功能的一個擴展或補充；通信處理器（CP）——提供點對點連接、PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)。 CPU設計 
模式選擇器有：MRES=模塊復位功能；STOP=停止模式，程序不執(zhí)行；RUN=程序執(zhí)行，編程器只讀操作；RUN-P=程序執(zhí)行，編程器可讀可寫操作。 
狀態(tài)指示器：SF，BATF=電池故障；DC5V=內(nèi)部5V DC電壓指示；FRCE=表示至少有一個輸入或輸出比強制；RUN=當CPU啟動時閃爍，在運行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍，正在執(zhí)行復位時快速閃爍。 
MPI接口用來連接到編程設備或其他設備，DP接口用來直接連接到分布式I/O。 S7-400 
同300的區(qū)別主要是規(guī)模和性能上更強大，啟動類型有冷啟動（CRST）和熱啟動（WRST）之分，其他基本一樣。他還有一個外部的電池電源接口，當在線更換電池是可以向RAM提供后備電源。 
變成設備 
變成設備主要有PG720 PG740 PG760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦；也可以用直接安裝有STEP7(SIEMENS的編程軟件)的PC來完成。而實現(xiàn)通訊（要編程首先要和PLC的CPU通訊上）的要求主要在于接口：1、可以在PC上裝CP5611卡——上面有MPI口，可以用電纜直接連接。2、加個PC適配器，把MPI口轉(zhuǎn)換成RS-232口后接到PC上。3、PLC加CP343卡，使它具有以太網(wǎng)口。 一個工程的建立

更多優(yōu)勢產(chǎn)品推介：

S7-300通訊模板
6ES7 340-1AH02-0AE0 CP340 通訊處理器（RS232）
6ES7 340-1BH02-0AE0 CP340 通訊處理器（20mA/TTY）
6ES7 340-1CH02-0AE0 CP340 通訊處理器（RS485/RS422）
6ES7 341-1AH01-0AE0 CP341 通訊處理器（RS232）
6ES7 341-1BH01-0AE0 CP341 通訊處理器（20mA/TTY）
6ES7 341-1CH02-0AE0 CP341 通訊處理器（RS485/RS422）
6ES7 870-1AA01-0YA0 可裝載驅(qū)動 MODBUS RTU 主站
6ES7 870-1AB01-0YA0 可裝載驅(qū)動 MODBUS RTU 從站
6ES7 902-1AB00-0AA0 RS232電纜  5m
6ES7 902-1AC00-0AA0 RS232電纜  10m
6ES7 902-1AD00-0AA0 RS232電纜  15m
6ES7 902-2AB00-0AA0 20mA/TTY電纜  5m
6ES7 902-2AC00-0AA0 20mA/TTY電纜  10m
6ES7 902-2AG00-0AA0 20mA/TTY電纜  50m
6ES7 902-3AB00-0AA0 RS485/RS422電纜  5m
6ES7 902-3AC00-0AA0 RS485/RS422電纜  10m
6ES7 902-3AG00-0AA0 RS485/RS422電纜  50m
6GK7 342-5DA02-0XE0 CP342-5通訊模塊
6GK7 342-5DF00-0XE0 CP342-5  光纖通訊模塊
6GK7 343-5FA01-0XE0 CP343-5通訊模塊
6GK7 343-1EX30-0XE0 CP343-1 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1EX21-0XE0 CP343-1 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1CX10-0XE0 CP343-1 以太網(wǎng)通訊模塊
6GK7 343-1GX30-0XE0 CP343-1 IT以太網(wǎng)通訊模塊(支持PROFINET)