湖南嘉譜云自動化設(shè)備有限公司

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優(yōu)點(diǎn)

• 表 2-5 參數(shù)應(yīng)答中的故障值說明1
  

   

  表 2-6 參數(shù)應(yīng)答中的故障值說明2
  

  3 S7-1200與CU240X-2 DP的PROFIBUS 非周期通信實(shí)例

  3.1 S7-1200組態(tài)
  CU240E-2 DP F非周期通信與所選擇的報(bào)文結(jié)構(gòu)無關(guān)，選擇任何一種報(bào)文格式都可以進(jìn)行非周期通信，在使用系統(tǒng)功能“RDREC”和“WRREC”讀寫變頻器數(shù)據(jù)記錄時需要使用報(bào)文標(biāo)識符。本示例以組態(tài)353報(bào)文為例。
  S7-1200與CU240X-2 DP的PROFIBUS通信基本組態(tài)過程以及變頻器通信參數(shù)設(shè)置請參考《S7-1200與G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信》文檔，在此不做詳細(xì)介紹。
  • 組態(tài)與CU240E-2 DP F通信報(bào)文
  1） 將硬件目錄中“SIEMENS telegr 353, PKW+PZD-2/2”模塊拖拽到“設(shè)備概覽”視圖的個插槽中，系統(tǒng)自動分配了輸入輸出地址。
  2）為方便編程將插槽1的PKW區(qū)重命名為“PKW”（在調(diào)用系統(tǒng)功能“RDREC”和“WRREC”時將用到此名字），將插槽2的PZD區(qū)重命名為“PZD”。
  
  圖3-1組態(tài)與CU240E-2 DP F通信報(bào)文

  
  • 編程：在S7-1200中調(diào)用擴(kuò)展指令“RDREC”讀取從站數(shù)據(jù)記錄區(qū)，調(diào)用擴(kuò)展指令“WRREC”寫入從站數(shù)據(jù)記錄區(qū)。
  1） 雙擊項(xiàng)目樹下的“Main（OB1）”打開OB1程序編輯窗口；
  2） 擴(kuò)展指令目錄中“分布式I/O -> 其它 -> 驅(qū)動器 -> RDREC和WRREC”指令拖拽到程序編輯窗口中；
  3） 分別“RDREC和WRREC”的背景數(shù)據(jù)塊，使用系統(tǒng)自動分配即可，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕。

  
  圖3-2 S7-1200編程

  
  • 為系統(tǒng)功能“RDREC”和“WRREC”分配硬件標(biāo)識：
  1） 單擊塊參數(shù)“ID”；
  2） 在下拉列表中選擇“PKW[AI/AO]”。

  
  圖3-3分配硬件標(biāo)識符

  • 為系統(tǒng)功能“RDREC”和“WRREC”分配其它參數(shù)：

  1） 塊參數(shù)INDEX = 47
  2） M10.0上升沿觸發(fā)寫任務(wù)，M20.0上升沿觸發(fā)讀任務(wù)。
  3） WRREC寫入緩沖區(qū)從MB100開始的40個字節(jié)；
  4） RDREC讀取緩沖區(qū)從MB200開始的40個字節(jié)；
  5） 其它參數(shù)分配請參考右圖。

  
  注意：也可以使用西門子CPU模塊1211CDB塊作為緩沖區(qū)，創(chuàng)建DB時請將塊訪問模式定義為“標(biāo)準(zhǔn)-與S7-300/400兼容”模式。

  
  圖3-4分配其它參數(shù)

  
  3.2示例1：讀取P2900、P2902[2]~P2902[5]多個參數(shù)值
  通過出售全新西門子1200CPU模塊6ES7211-1BE40-0XB0非周期通信讀P2900、P2902[2]~P2902[5]參數(shù)值，變量表模擬程序參考圖3-5。

• 按照讀參數(shù)請求結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)寫入“WRREC”數(shù)據(jù)緩沖區(qū)MB100~MB115的16個字節(jié)中，數(shù)據(jù)格式參考表3-1 ；
• 設(shè)置寫數(shù)據(jù)記錄長度16個字節(jié)，MW16 = 16；
• 設(shè)置M10.0 = 1，啟動“WRREC”寫從站數(shù)據(jù)記錄任務(wù)；MD12指示“WRREC”指令執(zhí)行狀態(tài)，具體狀態(tài)含義請參考TIA PORTAL在線幫助；
• 寫數(shù)據(jù)記錄完成后，設(shè)置M20.0 = 1，啟動“RDREC”讀從站數(shù)據(jù)記錄任務(wù)；西門子CPU模塊1211C
• MW26中指示讀取從站數(shù)據(jù)記錄的長度28字節(jié)，MD22指示“RDREC”指令執(zhí)行狀態(tài)；西門子1200PLC代理商
• 按照讀參數(shù)應(yīng)答結(jié)構(gòu)分析MB200~MD227中28字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式參考表3-2，讀取到的P2900=33.0，P2902.2=10.0，P2902.3=20.0，P2902.4=50.0，P2902.5=100.0；

• 
  圖3-5 S7-1200讀取P2900、P2902[2]~P2902[5]多個參數(shù)值

   

  表3-1 讀參數(shù) - 寫數(shù)據(jù)記錄請求

  	字節(jié)n		字節(jié)n+1		地址
  報(bào)文頭	請求參考	01hex	請求ID	01 hex	MW100
  	驅(qū)動對象ID	01 hex	參數(shù)數(shù)量m	02 hex	MW102
  參數(shù)1	屬性	10 hex	索引的數(shù)量	00 hex	MW104
  	參數(shù)號 = 0B54 hex				MW106
  	個索引的編號 = 0000 hex				MW108
  參數(shù)2	屬性	10 hex	索引的數(shù)量	04 hex	MW110
  	參數(shù)號 = 0B56 hex				MW112
  	個索引的編號 = 0002 hex				MW114

   

  表3-2讀參數(shù) - 讀數(shù)據(jù)記錄應(yīng)答

  	字節(jié)n		字節(jié)n+1		地址
  報(bào)文頭	請求參考映射	01hex	應(yīng)答ID	01 hex	MW200
  	驅(qū)動對象ID映射	01 hex	參數(shù)數(shù)量m	02 hex	MW202
  參數(shù)1的值	數(shù)據(jù)格式	08 hex	參數(shù)值數(shù)量	01hex	MW204
  	參數(shù)值 = 33.0(浮點(diǎn)數(shù))				MW206
  					MW208
  參數(shù)2的值	數(shù)據(jù)格式	08 hex	參數(shù)值數(shù)量	04hex	MW210
  	參數(shù)值 = 10.0(浮點(diǎn)數(shù))				MW212
  					MW214
  	參數(shù)值 = 20.0(浮點(diǎn)數(shù))				MW216
  					MW217
  	參數(shù)值 = 50.0(浮點(diǎn)數(shù))				MW220
  					MW222
  	參數(shù)值 = 100.0(浮點(diǎn)數(shù))				MW224
  					MW226

  3.3示例2：修改P2900、P2901參數(shù)值
  通過非周期通信設(shè)置P2900=11.0、P2901=22.0，變量表模擬程序參考圖3-6。

• 按照寫參數(shù)請求結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)寫入“WRREC”數(shù)據(jù)緩沖區(qū)MB100~MB127的28個字節(jié)中，數(shù)據(jù)格式參考表3-3；
• 設(shè)置寫數(shù)據(jù)記錄長度28個字節(jié)，MW16 = 28；
• 設(shè)置M10.0 = 1，啟動“WRREC”寫從站數(shù)據(jù)記錄任務(wù)；MD12指示“WRREC”指令執(zhí)行狀態(tài)，具體狀態(tài)含義請參考TIA PORTAL在線幫助；
• 寫數(shù)據(jù)記錄完成后，設(shè)置M20.0 = 1，啟動“RDREC”讀從站數(shù)據(jù)記錄任務(wù)；
• MW26中指示讀取從站數(shù)據(jù)記錄的長度4字節(jié)，MD22指示“RDREC”指令執(zhí)行狀態(tài)；
• 按照寫參數(shù)應(yīng)答結(jié)構(gòu)分析MB200~MD3中4字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式參考表3-4，正確寫入P2900=11.0、P2901=22.0。

• 

  挑戰(zhàn)

• 根據(jù)《中國制造2025》的指示，培養(yǎng)人才，推動中國成為制造強(qiáng)國
• 實(shí)施以培養(yǎng)適合制造業(yè)高層職位的人才為核心的課程計(jì)劃
• 將數(shù)字化平臺和虛擬仿真技術(shù)引入到人才培養(yǎng)中

• 成功的關(guān)鍵

• 實(shí)施Siemens PLM Software解決方案，為學(xué)生提供有利的學(xué)習(xí)環(huán)境，助其獲得數(shù)字化制造企業(yè)的青睞
• 實(shí)施Teamcenter和Tecnomatix解決方案，讓學(xué)生有機(jī)會在產(chǎn)品生命周期各階段對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真和驗(yàn)證

• 結(jié)果

• 西門子的工業(yè)軟件應(yīng)用于清華大學(xué)，面向全校學(xué)生開放（3000 多名學(xué)生）
• Tecnomatix應(yīng)用于本科生的機(jī)械制造實(shí)踐
• 幫助學(xué)生建立對于坐標(biāo)系、路徑規(guī)劃和插補(bǔ)形式等概念的理解
• 實(shí)際操作機(jī)器人完成相關(guān)任務(wù)
• 學(xué)生通過出售全新西門子1200CPU模塊6ES7211-1BE40-0XB0仿真建立對相關(guān)知識點(diǎn)的正確認(rèn)識

• 本次合作，其意義不僅是引進(jìn)了新的軟件平臺，更在推動院校專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革；提高人才培養(yǎng)的針對性和有效性；促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化；引導(dǎo)建立符合教育規(guī)律的人才評價體系等方面影響深遠(yuǎn)。欒 艷,北方渠道經(jīng)理 Siemens PLM Software數(shù)字化技術(shù)也代表了未來工業(yè)的發(fā)展方向。所以，將相關(guān)工程軟件引入工程實(shí)踐教育，采用虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方式很有必要。欒 艷,北方渠道經(jīng)理 Siemens PLM Software

  Siemens PLM Software的優(yōu)勢在于覆蓋領(lǐng)域 廣，包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的全過程，同時結(jié)合西門子在自動化領(lǐng)域的優(yōu)勢，為虛實(shí)結(jié)合提供了一整套可行方案。王 健美,清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心

  產(chǎn)學(xué)研深度合作，推動院校專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革

  清華大學(xué)（Tsinghua University）是中國高等學(xué)府，坐落于北京西北郊風(fēng)景秀麗的清華園，是中國高層次人才培養(yǎng)和科學(xué)技術(shù)研究的重要基地。隨著制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展和技術(shù)變革，人才資源總量穩(wěn)步增長，人才結(jié)構(gòu)、人才素質(zhì)和人才培養(yǎng)體系逐步改善，制造業(yè)人才工作取得了新進(jìn)展?！吨袊圃?025》強(qiáng)調(diào)要健全完善中國制造從研發(fā)、轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)到管理的人才培養(yǎng)體系，為推動中國制造業(yè)從大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變提供人才保障。 出售全新西門子1200CPU模塊6ES7211-1BE40-0XB0

  西門子將數(shù)字化的力量融入各行各業(yè)，在深化與中國企業(yè)合作推進(jìn)“中國制造2025”的同時，西門子也一貫注重回饋社會、關(guān)注教育；Academic Partner Program-“教育合作伙伴項(xiàng)目”是Siemens PLM Software公司的數(shù)字 化技術(shù)人才培養(yǎng)戰(zhàn)略項(xiàng)目，旨在通過與國內(nèi)的工科院校展開合作，在師資培訓(xùn)、工程教育和學(xué)科建設(shè)等領(lǐng)域推動設(shè)計(jì)制造管理教學(xué)方面達(dá)到水平，并在中國高等院校普及和應(yīng)用，和高校合作共同培養(yǎng)未來的高素質(zhì)數(shù)字化人才。

  應(yīng)運(yùn)而生，源遠(yuǎn)流長

  在當(dāng)前新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)為特點(diǎn)的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展形勢下，要求高校培養(yǎng)具備更高工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、跨界整合能力的高素質(zhì)復(fù)合型人才。2016年12月，教育部、人力資源和社會保障部、工業(yè)和信息化部聯(lián) 合印發(fā)了《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》。2017年2月，教育部發(fā)布《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》。紛紛針對當(dāng)前我國工程教育與新興產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟(jì)發(fā)展、企業(yè)實(shí)際需求有所脫節(jié)，產(chǎn)教融合不夠深入，工程教育實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問題，提出深化工程教育改革，提升工程技術(shù)人才培養(yǎng)能力的建設(shè)目標(biāo)。目前，隨著制造業(yè)人才工作的推進(jìn)，人才結(jié)構(gòu)、人才素質(zhì)和人才培養(yǎng)體系逐步改善，制造業(yè)人才培養(yǎng)體系逐步完善。制造業(yè)企業(yè)在培養(yǎng)人才中的主體作用開始得到發(fā)揮，一批高校緊貼市場需求，與企業(yè)密切合作，在加快培養(yǎng)后備制造業(yè)人才方面發(fā)揮了重要基礎(chǔ)作用。清華大學(xué)與西門子的合作就是其中的代表。

  作為國內(nèi)的工程類院校，清華大學(xué)通過校企合作的方式推進(jìn)培養(yǎng)體系與課程改革。清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心作為面向本科生的工程訓(xùn)練基地，近年來，在新經(jīng)濟(jì)形勢下，全面提升學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、跨學(xué)科交叉培養(yǎng)等方面，做出了有益的探索：（1）在教學(xué)內(nèi)容上，不斷引入新技術(shù)，先后拓展了增材制造、機(jī)器人、大數(shù)據(jù)等新方向，并在實(shí)踐教學(xué)中融合信息化手段。這些新的教學(xué)內(nèi)容和手段，有效激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維與能力，在學(xué)生中反響良好。（2）在教學(xué)模式上，在以工科生為主的工程訓(xùn)練基礎(chǔ)上，拓展了面向全校學(xué)生的工程文化素質(zhì)教育，形成了集合工程教育、通識教育、創(chuàng)新教育為一體的綜合型教育形態(tài)，不僅為培養(yǎng)工程師服務(wù)，也為培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才服務(wù)。（3）在教學(xué)體系上，訓(xùn)練中心遵循清華大學(xué)“四位一體”大學(xué)使命、與“一體兩翼”實(shí)施路徑的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念，在教務(wù)處的下，于2016年9月聯(lián)合校多個院系共同成立技術(shù)創(chuàng)新輔修專業(yè)，形成國內(nèi)國內(nèi)個專門面向雙創(chuàng)教學(xué)的輔修專業(yè)，系統(tǒng)性開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。

  西門子是工業(yè)4.0的主要推行者，其所提出的“數(shù)字化雙胞胎”對實(shí)現(xiàn)虛擬世界與物理世界的融合提供了有效的解決方案。西門子產(chǎn)品的優(yōu)勢在于覆蓋領(lǐng)域廣，包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的全過程，同時結(jié)合西門子在自動化領(lǐng)域的優(yōu)勢，為虛實(shí)結(jié)合提供了西門子1200PLC代理商一整套可行方案。

  2016年，基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心先后引入了西門子公司的Siemens PLM Software系列軟件，旨在打通從設(shè)計(jì)到制造的產(chǎn)品全生命周期價值鏈，通過具體產(chǎn)品為牽引，實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面參與產(chǎn)品研制全過程，建立對制造流程的系統(tǒng)認(rèn)知。

  產(chǎn)學(xué)研深度合作

  高價回收西門子觸摸屏清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心統(tǒng)籌規(guī)劃、具體實(shí)施全校工程實(shí)踐教學(xué)和相關(guān)科研工作，因此如何將數(shù)字化平臺以及虛擬仿真技術(shù)引入到工程技術(shù)人才培養(yǎng)中，是基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心一直在探索的內(nèi)容。本著“虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛、各有側(cè)重”的原則，基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心充分注重實(shí)踐與仿真的結(jié)合。通過仿真，實(shí)現(xiàn)抽象概念的形象化，幫助學(xué)生了解工作原理，掌握理論知識點(diǎn)。再回到實(shí)踐中去，應(yīng)用知識，加深理解。通過這種方式，學(xué)生在實(shí)踐中能夠起到事半功倍的效果，也有效規(guī)避了由于認(rèn)識不清晰、操作不熟練等帶來的安全隱患等問題?；趯?shù)字化工廠相關(guān)教學(xué)目標(biāo)的需求，清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心引進(jìn)Siemens PLM Software軟件平臺。

  清華引入的Siemens PLM Software包括三個核心部分：NX、Teamcenter和Tecnomatix。NX軟件是集成產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程與制造于一體的解決方案，是完整、靈活且有效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造解決方案。Teamcenter作為統(tǒng)一的產(chǎn)品生命周期管理平臺將人員、流程與知識有機(jī)地起來，從而加速實(shí)施過程、提高生產(chǎn)效率，并加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)外的協(xié)同；數(shù)字化制造解決方案Tecnomatix，則把各種制造學(xué)科，從工藝布局規(guī)劃和設(shè)計(jì)、工藝過程仿真和驗(yàn)證、制造執(zhí)行和產(chǎn)品工程連接起來。三者的深度結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、仿真，車間的生產(chǎn)布局、設(shè)備的運(yùn)行情況及整個產(chǎn)品生命周期的各環(huán)節(jié)的仿真和驗(yàn)證。

  自2016年開始，基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心開始使用出售全新西門子1200CPU模塊6ES7211-1BE40-0XB0Siemens PLM Software軟件平臺。西門子的機(jī)器人仿真軟件ROBCAD已經(jīng)用于本科生工程實(shí)踐訓(xùn)練?；谠撥浖脚_的其余課程還在陸續(xù)建設(shè)中。目前，在基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心的公共機(jī)房和展示中心的電腦中安裝該軟件平臺，并面向全校學(xué)生開放使用。學(xué)生可以利用該軟件平臺自主進(jìn)行多種形式的科研活動，不僅有課堂教學(xué)，還有SRT 項(xiàng)目、競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動等。以基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心開設(shè)的“工業(yè)機(jī)器人仿真與實(shí)踐”實(shí)驗(yàn)單元為例。學(xué)生先在西門子公司ROBCAD軟件平臺上，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動控制、運(yùn)動路徑規(guī)劃、工具操作等內(nèi)容。基于一個簡單實(shí)例，把抽象的內(nèi)容通過圖形化地方式直觀展示出來，一步步地幫助學(xué)生理解坐標(biāo)系、位姿、路徑規(guī)劃、操作空間等基本概念和實(shí)現(xiàn)方法。在實(shí)際操作中，由于有了上述知識做基礎(chǔ)，學(xué)生能夠很快上手，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的操作；同時也對示教編程、離線編程等方式有了體會。同時有效降低了由于知識點(diǎn)不明晰帶來的誤操作等潛在安全隱患。

  作為綜合教育項(xiàng)目的一部分，西門子不僅提供了NX、Teamcenter以及Tecnomatix軟件套裝，還提供了教材、講義、西門子的課程等*的支持服務(wù)?；谖鏖T子強(qiáng)大的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和豐富的應(yīng)用實(shí)例，通過為教師提供軟件應(yīng)用相關(guān)培訓(xùn)，并提供相關(guān)培訓(xùn)文檔，為教師開展教學(xué)活動提供參考。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，西門子代理商技術(shù)人員協(xié)助開發(fā)相關(guān)案例并提供西門子PLM系列教材。

  厚積薄發(fā)，培養(yǎng)未來數(shù)字化工廠中的工程師

  隨著信息化，數(shù)字化與工業(yè)化的融合，制造技術(shù)已從物質(zhì)形式的制造向信息制造轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品中知識信息的價值占據(jù)越來越高的比例，這不但反映在產(chǎn)品本身，而且體現(xiàn)在產(chǎn)品的整個生命周期，特別是生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。新的人才需求形勢下，高校需以人才需求為導(dǎo)向，實(shí)施針對性的學(xué)科建設(shè)和課程改革。

  清華大學(xué)基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練中心深刻意識到校企合作的重要性，只有實(shí)現(xiàn)校企深度融合，才能實(shí)現(xiàn)人才的貫通性培養(yǎng)。在校企合作方面，訓(xùn)練中心探索了多種模式：（1）吸引企業(yè)參與高校學(xué)校工程教育基礎(chǔ)建設(shè)。訓(xùn)練中心與國內(nèi)外多個企業(yè)都建立了良好的合作關(guān)系，企業(yè)在中心的軟硬件設(shè)施建設(shè)方面也給予了大力支持；近年來，更是在服務(wù)方面加大了力度。（2）邀請企業(yè)名家參與學(xué)生教學(xué)。在中心開設(shè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程中，多次邀請企業(yè)界人士為學(xué)生進(jìn)行課程講授、創(chuàng)業(yè)輔導(dǎo)。中心還建立了創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師制度，聘請企業(yè)名家作為創(chuàng)客導(dǎo)師，定期與學(xué)生開展如授課、沙龍等多種形式的交流。這種邀請企業(yè)到學(xué)校中來的方式，成為了同學(xué)們了解產(chǎn)業(yè)形態(tài)的一扇窗口，在學(xué)生中反響強(qiáng)烈。（3）讓學(xué)生到企業(yè)中去。在中心的《工業(yè)系統(tǒng)基礎(chǔ)》等課程中，會組織學(xué)生多次到企業(yè)現(xiàn)場參觀，引起了同學(xué)的濃厚興趣。在未來的建設(shè)中，訓(xùn)練中心希望能夠與企業(yè)開展更為深入的合作，一方面，是希望企業(yè)能夠?qū)⑿碌募夹g(shù)、知識引入到學(xué)校，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用；另一方面，是希望可以探索一些合作模式，實(shí)現(xiàn)校企一體化育人。