濮阳原装西门子S71200模块代理商 原装正品

一只巨型机械臂轻而易举地举起车门，并以毫米级的精度将其安装到车身上。其他机械臂也几几乎同时迅速靠拢，相互之间以毫厘之距擦肩而过。这些机械臂是用来对车门进行焊接的，一时间，火花四溅。当这项任务完成之后，这些机械臂和来时一样迅速离去，而车身则滚滚向前，前往下一个装配站。这如同一场精心排演的芭蕾舞，数以千计的工业机器人在工厂随时“翩翩起舞”。然而，与舞者不同的是，机械臂不需要任何休息。但是，它们对电能的胃口则**餍足。

一家日产千辆的汽车厂，每年可轻而易举地消耗数亿度电能——堪比一座中型城市。负责驱动传送带、机器和泵的电机，以及操作机械臂关节的电机，所消耗的电能要占工业耗电量的三分之二左右。然而，要从负责装配车身的工业机器人的控制中挖掘节电潜力，还有很长的路要走。

为了找出行之有效的办法，大众汽车、西门子和弗劳恩霍夫协会联合发起了一个为期三年的研究项目，细致深入地考察制造机械臂的运动。这个名为“绿色车身技术创新联盟（InnoCaT）”的项目，旨在使用高-效的解决方案来生产，以大幅其耗电量。迄今为止，生产线机械臂的运动路径通常是由人工编程。机械臂运动中遇到的物和设置安装高度时的失误，是推高耗电量的一般因素。然而，-费电的是机械臂频频变换运动方向时发生的减速和加速。

西门子工业的整合经理Matthias Frische是InnoCaT一个子项目的负责人，他说：“目前，几乎所有工业机器人都尚未实现运动。但突发运动会造成耗电高峰和机械应力。”有鉴于此，Frische取得的一个重要研究成果是一个模拟模型，它能计算出不存在任何方向突变的曲线。这个模型值得称道之处在于，它不要求更换机械臂，因为它只是改进了它们的运动。Frische说：“这就好比学跳芭蕾舞。练习一段时间后，舞者的会更加优雅、高-效，哪怕还是原来的。”

为了运动算法，项目团队将一个典型的汽车工业机器人搬到实验室，对它执行多种不同任务时的能耗进行了分析。然后根据分析结果，创建了一个模拟模型。每一次测定之后，科学家们都要调节多种不同的参数，由此逐步确定哪些设置的节电潜力-大。Frische解释道：“人类在搬运重物时，他们会本能地以尽可能-符合人机工程学的运动。同样，模拟模型可以为机器人计算出实现了动力学的节电运动路径。这样的路径，堪比跑车在弯道上行驶的轨迹。”试验结果令项目团队惊喜不已，因为结果表明，路径的节电潜力高达10%到50%。Frische补充道：“通过从突发运动改为弧线运动，机械臂的机械应力得以，从而了要求，缩短了停工时间。”

项目团队对所取得的满载希望的试验结果进行了分析，以确定能否将之转化为实际操作。因为沿生产线分布的装配站必须进行严丝合缝的装配，所以重新设计的机械臂运动，必须与过去那种突发运动一样迅速，并且精-确匹配周期。

在*-一阶段的工作中，研究人员为用于车身制造的机械臂人工编写了运动路径程序。这些路径基于模拟中计算出的曲线。测定结果表明，甚至在实际生产条件下，节电也可高达50%。在2014年初开展的*二-阶段工作中，工程师并改进了一个能自动特定运动耗电量的模块。

程序员首先规定机械臂必须到达的位置，如一系列焊点。仅需数秒钟就能计算出焊点之间-节电的路径。还能保证机械臂相互之间保持-短距离。这不是一件容易的事，因为机械臂必须沿着复杂的位置顺序快速。需在短短数秒之内完成全部计算。相比之下，以人工每一条机械臂运动路径，则要花好几天时间。由于汽车装配厂通常具备数以千计的机械臂，因此，若以人工执行这一任务，所需的工作量将高得惊人。对Frische而言，其益处显而易见，他说：“我们的，将有史以来*-一次允许自动运动路径的能效，因而十分经济划算。”

今年晚些时候，一个与西门子Tecnomatix生产规划有关的模块可能面市。Frische表示： “事实上，制造企业仅需按下按钮就能其耗电量，同时为保护做出贡献。我们的有助于程序员为机械臂设计出能节约资源的交互。”

Stefan Schr?der

机械臂和机床：智力融合

制造业的自动化程度越来越高。因此，制造商正在既能资源使用效率，又能同时其生产灵活性的新途径。要实现这样的发展，一个重要的前提条件是，着眼于机械臂与机床的交互作用，使生产机器精-确地协调运转。正因为如此，西门子正在与KUKA合作研究如何将机械臂和机床的控制合为一体。KUKA是机械臂和机器生产领域的**领-先供应商之一。

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对企业而言，技术的机床是一笔重大投资。因此，-大限度地其利用率和效率是明智之举。过去，负责将工件机器，并在加工完毕之后将之取出的工业机器人的程序，是利用其自有控制单元来编写的。然而现在，可以在机床的用户界面上直接为这样的机械臂编程。这样一来，就能更好地协调机器的加工工序，同时大幅为相关机械臂编写程序的工作量。

另一个目标是，进一步工件加工中机械臂与机床之间的交互。未来，将要求机械臂执行诸如磨、铣等简单任务，特别是在加工新材料时。到那时，机床将被专门用于要求巨大力量或较高精度的生产工序。这有望机床的利用率。

由于其工作范围广，并且具备灵活的运动轴，因此，机械臂也可以加工复杂或大型的部件。譬如，它们可以取代成本不菲的特-制设备，加工风轮机叶片或机翼等部件。在这种情况下，也可以在共享用户界面上控制。从设计到模拟生产，再到工程和车间投产阶段，所有这一切，将机器在其整个生命周期内的相互协调性

s7-300CPU

组成

PROFIBUS是现场总线（Process Field Bus ）的缩写，于1989年正式成为现场总线的。在多种自动化的领域中占据主导地位，全的设备节点数已经**过2000万。它由三个兼容部分组成，即PROFIBUS－DP（ Decentralized Periphery）．PROFIBUS－PA（Process Automation ）．PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。其中PROFIBUS－DP应用于现场级，它是一种高速低成本通信，用于设备级控制与分散式I/O之间的通讯，总线周期一般小于10ms，使用协议第1、2层和用户接口，确保数据传输的快速和有效进行。；PROFIBUS－PA适用于自动化，可使传感器和执行器接在一根共用的总线上，可应用于本征领域；PROFIBUS－FMS用于车间级监控网络，它是令牌结构的实时多主网络，用来完成控制器和智能现场设备之间的通信以及控制器之间的信息交换。主要使用主-从，通常周期性地与传动装置进行数据交换

基本特性

Profibus可使分散式数字化控制器从现场底层到车间级网络化，与其他现场总线相比，Profibus的重要优点是具有的EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性，它包括了加工制造、和数字自动化等广泛的应用领域，并可同时实现集中控制、分散控制和混合控制三种。该分为主站和从站：

主站决定总线的数据通信，当主站总线控制权（令牌）时，没有外界请求也可以发送信息。在Profibus协议中主站也称为站。

从站为设备，典型的从站包括：输入/输出装置、阀门、驱动器和测量。它们没有总线控制权，仅对接收到的信息给予确认或当主站发出请求时向它发送信息。从站也称为被动站。由于从站只需总线协议的一小部分，所以实施起来特别经济。

性能

与其它现场总线相比，PROFIBUS的zui大优点在于具有的EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。已应用的领域包括加工制造．控制和自动化等。PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。市场调查确认，在德国和欧洲市场中PROFIBUS占开放性工业现场总线的市场**过40%。PROFIBUS有自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

结构

PROFIBUS协议结构是根据ISO7498，以开放式互联网络（Open System Interconnection-OSI）作为参考模型的。该模型共有七层。　（1）PROFIBUS－DP：定义了*．二层和用户接口。*三到七层未加描述。用户接口规定了用户及以及不同设备可调用的应用功能，并详细说明了各种不同PROFIBUS－DP设备的设备行为。　（2）PROFIBUS－FMS：定义了*．二．七层，应用层包括现场总线信息规范（Fieldbus Message Specification - FMS）和低层接口(Lower Layer Interface － LLI)。FMS包括了应用协议并向用户提供了可广泛选用的强的通信服务。LLI协调不同的通信关系并提供不依赖设备的*二层访问接口。　（3） PROFIBUS－PA：PA的数据传输采用扩展的PROFIBUS－DP协议。另外，PA还描述了现场设备行为的PA行规。根据IEC1158－2，PA的传输技术可确保其本征性，而且可通过总线给现场设备供电。使用连接器可在DP上扩展PA网络。　注：*层为物理层，*二层为数据链路层，*三层为网络层，*四层为传输层，*五层为会话层，*六层为表达层，*七层为应用层。需要注意的是，*三~六层在Profibus中没有具体应用，但是这些层要求的任何重要功能都已经集成在低层接口（LLI）中。

特点

Profibus作为业界应用zui广泛的现场总线技术，除具有一般总线的优点外还有自身的特点，具体如下：

（1）zui大传输信息长度为255B，zui大数据长度为244B，典型长度为120B。

（2）网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。

（3）传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6Kb/s到12Mb/s不等。

（4）站点数取决于特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），zui多127个站点带转发器。

（5）传输介质为屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。

（6）当用双绞线时，传输距离zui长可达9.6km，用光纤时，zui大传输长度为90km。

（7）传输技术为DP和FMS的RS-485传输、PA的IEC1158-2传输和光纤传输。

（8）采用单一的总线方位协议，包括主站之间的令牌传递与从站之间的主从。

（9）数据传输服务包括循环和非循环两类。

应用

典型的工厂自动化应该是网络结构，基于现场总线Profibus-DP/PA控制位于工厂自动化中的低层，即现场级和车间级。现场总线Profibus是面向现场级和车间级的数字化通信网络。

1.现场设备层

主要功能是连接现场设备，如分散式I/O、传感器、驱动器、执行机构、开关、 灯设备，完成现场设备控制及设备间连锁控制。主站负责总线通信及所有从站的通信。总线上所有设备生产工艺控制程序均储存 在主站中，并由主站执行。

2.车间监控层

车间级监控用来完成车间中生产设备之间的连接，如一个车间三条生产线主控制器之间的连接，完成车间级设备监控。车间级监控包括生产设备状态在线监控、设备故障及等。通常还具有诸如生产统计、生产调度等车间级生产功能。车间级监控通常要设立车间监控室，在操作员工作站及打印设备上。车间级监控网络可采用Profibus-FMS，它是一个多主网络，在这一级，数据传输速度不是zui重要的，而是要能够传送大容量信息。

3.工厂层

车间操作员工作站可通过集线器与车间办公网连接，将车间生产数据送到车间层。车间网作为主网的一个子网，通过交换机、网桥或路由器等连接到厂区骨干网上，将车间数据集成到工厂层。

车间层通常所说的以太网，即IEEE 802.3 和IETF TCP/IP的通信协议。工厂骨干网可根据工厂实际情况，采用如FDDI或ATM等网络。

Profibus作为业界应用zui广泛的现场总线技术，除具有一般总线的优点外还有自身的特点，具体如下：

（1）zui大传输信息长度为255B，zui大数据长度为244B，典型长度为120B。

（2）网络拓扑为线型、树型或总线型，两端带有有源的总线终端电阻。

（3）传输速率取决于网络拓扑和总线长度，从9.6Kb/s到12Mb/s不等。

（4）站点数取决于特性，如对屏蔽双绞线，每段为32个站点（无转发器），zui多127个站点带转发器。

（5）传输介质为屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。

（6）当用双绞线时，传输距离zui长可达9.6km，用光纤时，zui大传输长度为90km。

（7）传输技术为DP和FMS的RS-485传输、PA的IEC1158-2传输和光纤传输。

（8）采用单一的总线方位协议，包括主站之间的令牌传递与从站之间的主从。

（9）数据传输服务包括循环和非循环两类

S7-1200 控制器产品系列中带有集成式数字量和模拟量输入和输出的紧凑型 CPU

带有集成技术功能，比如高速计数器 (HSC)、测量功能、周期测量或步进电机控制、脉宽调制、输出等

适用于对程序范围和处理速度具有中等要求的应用

在具有集中式和分布式 I/O 的生产线上作为集中式控制器使用

PROFINET IO IRT 接口，带 2 端换机

PROFINET I/O 控制器，用于在 PROFINET 上运行分布式 I/O

用于连接 CPU 作为 SIMATIC 或非西门子 PROFINET IO 控制器下的 PROFINET 设备的 PRIFINET I-Device

OPC UA （数据访问）作为运行时选件，可轻易将 SIMATIC S7-1500 连接至第三方设备/

等时同步

集成运动控制功能，用于控制速度控制轴和定位轴，支持外部编码器，凸轮/凸轮轨道和

用于诊断集成 Web ，带有创建用户定义的 Web 站点的选项

注

运行 CPU 所需的 SIMATIC 存储卡。

应用

CPU 1512C-1 PN 是紧凑型 CPU，用于非连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。

CPU 1512C-1 PN 具有 5 点模拟量输入；通过这些输入，可以压力或温度等模拟。其中 4 点个输入可用于电流或电压测量，1 点输入可用于电阻测量。

CPU 上的集成模拟量输出将 16 位数字值转换为电流或电压并输出到。例如，它们适合控制比例阀。

借助于 32 点集成式数字量输入，可在控制器上直接记录来自设备的 24 V DC 。

32 点集成式数字量输出可以切换 24 V DC 电压，从而将内部从控制器传送到设备。

集成的计数器可记录速度高达 100 kHz 的并直接在控制器中分析计数器状态或当前速度，*使用附加模块。速度可以或周期的形式输出，或以用户归一化速度的形式输出。

CPU 的运动控制功能可将计数器用作实际位置值，将模拟量输出用作速度设定值输出。4 – 100 kHz 输出可用于：

直接控制步进电机

输出

或通过 PWM 功能进行控制：

直接控制阀门或，

通过数字发送模拟

另外，CPU 通过易组态的块提供控制功能，以及通过化 PLC-open 块 提供连接至驱动器的能力。

CPU 1512C-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口设计为双端换机以便在中设立总线型拓扑。

设计

The CPU 1512C-1 PN 的特点：

功能强大的处理器：

该 CPU 的单条二进制命令的命令执行时间可低至 60 ns。

大容量工作存储器：

250 KB 用于程序，1 MB 用于数据

集成输入/输出；

32 点数字量输入和 32 点数字量输出以及 5 点模拟量输入和 2 点模拟量输出（用于电流/电压），并具有一个用于测量 CPU 温度的附加输入。

SIMATIC 存储卡作为装载存储器：

具有数据记录和归档等附加功能

灵活的扩展功能：

单层组态多可支持 32 个模块（CPU + 31 个模块）

显示器的功能为：

显示概览信息，如集成接口的 IP 地址、站名称、设备名称、位置标识符等。

显示器以及诊断确认和用户消息

模块信息显示

显示可由用户定义的徽标

显示设置

设置 IP 地址

设置日期和时间

选择运行

将 CPU 复位为出厂设置

项目的备份与恢复

禁用/启用显示

启用保护级别

PROFINET IO IRT 接口：

具有通过 PROFINET 连接分布式 I/O 的选件。

功能

性能

指令处理速度更快, 取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型

由于背板总线速度显着，CPU 的响应时间缩短

功能强大的网络连接：

每个 CPU 均标配PROFINET IO IRT（2 端换机）接口。

集成技术

通过化的块 (PLCopen) 连接模拟驱动器和具有 PROFIdrive 功能的驱动器

支持速度控制轴和定位轴以及外部编码器，各轴之间可实现位置的传动，凸轮/凸轮轨道和

集成式 I/O，例如，用于直接操作步进电机和模拟轴或直接记录HTL编码器。

组态与编程中的计数器功能设计与 TM Count 2x24V 模块兼容。

具有所有 CPU 变量的跟踪功能，用于实时诊断和偶发故障检测。

的控制功能，例如，通过便于组态的块可自动控制参数实现优控制。

集成功能

通过进行知识保护，防止未经读取和修改程序块

通过保护，可绑定 SIMATIC 存储卡的程序块和序列号：只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。

4-级 理念：

与 HMI 设备的通信也会受到。

操作保护：

控制器识别已改变的或未经的工程组态数据的传输

设计与操作

显示概览信息：

例如，站名称，工厂标识符，位置名称，诊断信息，模块信息，显示设置。

显示屏上的操作员控制选项：

设置 CPU 或所连接以太网通信处理器的地址、设置日期和时间、选择 CPU 的操作、复位 CPU 至默认设置、禁用/启用显示器、保护等级，确认消息，备份和恢复项目。

集成诊断

显示屏上、TIA 博途中、HMI 设备上以及 Web 上以纯文本形式一致显示诊断信息（甚至能显示来自变频器的消息），即使 CPU 处于停止也会进行更新。

集成在 CPU 的固件中，无须进行特殊组态。

SIMATIC 存储卡(用来运行 CPU)

用作式装载存储器，或用于更新固件。

还可用于存储附加文档或 csv 文件（用于配方和归档）

通过用户程序的函数创建数据块实现数据存储/读取

数据记录（归档）和配方

配方和归档以 csv 文件保存在 SIMATIC 存储卡中；

便于使用 Office 工具或通过 web ，访问工厂运行数据

通过 Web 浏览器或 SD 读卡器，可方便地访问机器的组态数据（与控制器之间的双向数据交换）

编程

使用 STEP 7 Professional V13 SP 1 UPD 4 或更高版本进行编程

用于从 SIMATIC S7-300/S7-400 移植到 S7-1500 的移植工具；可基本上自动转换程序代码。记录不可转换的代码，并可以手动进行。

通过与粘贴操作，可将 S7-1200 基本程序传送到 S7-1500。