西门子PLC上海代理商柯马的数字化革新——西门子PLM团队全面提升柯马(上海)核心竞争力
进入中国16年,柯马(上海)工程有限公司(以下简称“柯马”)的管理者们每天都在感受着中国汽车市场的变化。
经历了前几年的迅猛加速时期,到2012年中国超过美国和欧洲,跃升至全球首位,中国汽车市场的发展可以用“惊叹”一词来形容。
市场的巨大需求加速了全球汽车巨头们在华建厂的步伐,推动了本土汽车制造业的蓬勃发展,当然也为柯马这样的车身焊接、动力总成装配和加工设备供应商带来了巨大的商机。柯马的首席执行官Stefan Sack博士曾对外公布过这样一个数字,“柯马在中国的业务每年平均增长近50%。”
然而,这样卓越的业绩并非一蹴而就。
多年前的一天,当全球顶尖的汽车制造商要求其在华工厂建设的生产线能够实现3D规划及模拟测试时,柯马的工程师们一筹莫展了。此时,柯马最核心的技术支持团队都在总部意大利,而当时的柯马使用的生产线规划工具仅仅是简单的Office软件,并不具备模拟仿真功能。
这时,柯马遇到了西门子——后者的数字化制造软件解决方案组合Tecnomatix已经是全球诸多汽车制造商首选的生产线规划模拟工具。柯马决定引入Tecnomatix用于项目中生产线和作业单元的模拟测试,而事实证明,这成为了柯马此后走上技术革新之路的重要引擎。
从开始合作的2008年至今,柯马携手西门子成为了其全球所有分支机构中的新技术参与者,不但成功交付了多家全球汽车巨头在华工厂的车身焊接、动力总成等项目,还为推动中国本土汽车制造商的技术升级做出了不可忽视的贡献。
应用Tecnomatix进行汽车生产线和作业单元的规划模拟,对于柯马的工艺工程师们来说是一件开心的事情。
首先,Office软件中生硬的二维线条变成了屏幕上生动形象的3D场景,设计与规划实现了真正的“所见即所得”。而Tecnomatix更为强大的还是它的模拟功能。“通过使用Tecnomatix工具,我们能模拟更多的生产场景。”柯马机械工程部工艺工程经理Riccardo Piegaia表示。
对于生产线的模拟仿真有助于发现设计中存在的缺陷及问题,以便在投产前就加以校正。据Siemens PLM Software大*区市场总监权奎奭告诉记者,Tecnomatix具有补偿调校功能,可以保证生产线模拟的精准度达到98%,有助于减少车间中的返工次数。
柯马首席执行官Stefan Sack博士如此评价利用Tecnomatix为其带来的巨大收益:“Tecnomatix工具不仅能帮助我们向客户交付同类最佳的生产线,而且还能节省工程时间,降低柯马对资源的消耗。”
由于与客户采用了统一的生产线规划与模拟平台,柯马可以实现规划、模拟、调试各阶段与汽车制造商的数据交换和协同,西门子PLC上海代理商既满足了客户的要求,又将项目周期缩短了20%~30%。
而由此带来的是柯马整体竞争力的提升。2011年,柯马(上海)完成了当年最大的项目——为菲亚特(中国)制造一条完整的白车身生产线,这其中包括250个柯马机器人。20名工程师使用Tecnomatix工具仅花了近半年的时间就完成了一系列顶尖的模拟测试,无论是项目交付周期还是技术的复杂程度都在业界居领先地位,而这在与西门子合作之前是无法想象的。
据柯马机械工程部工艺工程经理Riccardo Piegaia介绍,在该项目中,Tecnomatix的仿真模拟工具即发挥了巨大的作用。“我们模拟了所有的白车身作业单元,从点焊开始,一直到螺柱焊、激光焊等更加先进的技术。虽然激光焊接的成本远远高于点焊,但在汽车制造完成后的车身可见区域,前者比后者更加美观。通过模拟测试,我们向客户交付了一个车顶焊接工作站,其中两个机器人进行点焊作业,而另外两个机器人进行焊接作业,兼顾美观同时控制了成本。”
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灵活的模块式冗余西门子PLC上海代理商
由于 Safety Integrated的灵活、可扩缩的故障容忍(灵活的模块式冗余™,FMR),冗余等级可以针对每个层级、控制器、现场总线和 I/O 设备单独定义,并与现场仪表匹配。这使您可以实现能够完美适应手头任务的定制、容错架构。它提供的不仅仅是更高等级的可用性,而且可以提供方便的冗余构架,使您可以实现相对更富吸引力、更经济高效的安全应用,因为 FMR 只为需要的地方提供冗余。
高效的安全的生命周期管理
针对安全应用的组态、操作和维护的安全生命周期管理,提供了有效的安全生命周期工程组态工具。这些工具可以大大的降低工程组态、试运行和维护的成本。西门子PLC上海代理商
S7 F 系统和 SIMATIC Safety Matrix 中有 F-block 库,可以用于故障防护 S7-400FH 控制器的组态和编程。F-block 库集成在 S7 F 系统中,包含了现成的功能块,可以用来使用基于它的 CFC 或 SIMATIC Safety Matrix 创建安全相关的应用。西门子PLC上海代理商
西门子PLC上海代理商这些函数块作为系统标准软件模块,可用于作过程工艺设备组态,如 组态阀门,电机等设备。正是基于这些位于强大系统库中的函数块,工厂软件控制才能实施各种工程组态和特定程序应用。
SIMATIC PCS 7 中的高级过程库 (APL)
基于组态工程师和工厂操作人员的丰富行业经验
采用最新的 NAMUR 标准和 PNO 规范。
各种新增功能与性能改进,极大提高了系统操作的易用性。
显著提高了操作工程师与设备间的响应速度。
SIMATIC PCS 7 高级过程图形 (APG)
总览画面的显示更为清晰简洁。
支持预测性工厂控制。
基于统一的操作控制元件和组合显示功能,快速监控各种质量相关的过程参数。
实现操作顺序合理优化。
在过程控制系统整个生命周期内,大幅提高工厂操作运行效率。
除此之外,控制系统中还新增了以下特定功能库和特定行业库:
行业库
状态监测库
所有这些库相互兼容。用户可根据需要,对于各种功能进行量身定制,轻松实施各种自动化解决方案标准化。
电机、阀门、控制器以及过程监控中的各种标准块,极大简化了自动化与过程控制解决方案的实施过程。系统库中不同类型的函数块类型作为最小的标准软件模块,可确保设计规划中数据的一致性,同时将工程组态的工作量与项目成本降至最低。不仅如此,这些函数块不仅对工程组态和调试还对资产负债表都产生积极影响,随着维护成本的不断降低,工厂未来的运营将更为经济高效。西门子PLC上海代理商
标准工程组态系统 SIMATIC PCS 7 中集成以下两个 I&C 库:
高级过程库 (APL),标配
SIMATIC PCS 7 标准库,按需安装(如,用于兼容目的)。
SIMATIC PCS7 Advanced Process Graphics (APG) 库中包含有各种图形对象,可显著优化总览画面中的过程显示。APG 可根据具体任务显示不同的工厂层级和画面结构。这些图形对象不仅可与 APL 组合使用,同时也支持其它系统库。
高级过程库西门子PLC上海代理商
专为标准应用和特定行业量身定制
诸多功能通过全球范围现场验证与系统测试
高标准化设置,大幅降低工程组态与调试成本
集各种功能于一身,标准库中集成有先进闭环控制功能
函数块种类繁多,支持不同应用等级,可根据具体项目需求灵活调整。
高级过程图形库
凭借统一的操作控制元件和组合显示功能,轻松监控各种质量相关的过程参数
可根据基于状态与任务定制不同的过程视图,快速了解当前工厂状态并执行相应操作控制
总览画面更为简洁清晰,过程显示一目了然
画面显示有的放矢,操作工程师响应时间大幅缩短
工厂状态显示结构清晰合理,确保过程操作顺序更优化,决策更准确可靠,整个生产过程清晰掌控
高级过程库 (APL) 作为 SIMATIC PCS7 的标准库,基于最新的 NAMUR 标准和 PNO 规范以及组态工程师和工厂操作人员丰富的行业经验,适用于各种自动化和过程控制任务。
APL 可分为以下几个基本类型:
通道块,用于标准信号(如,模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出)和现场总线信号的发送
集成有驱动与电机管理起动器功能(如,SIMOCODE 或 SINAMICS)的函数块
工艺功能块,如电机块、阀块、测量值块、控制器块、操作控制块、计数器块和联锁块等
先进闭环控制功能块 – 高级过程控制 (APC),如,增益调度器、PID 调节器、Smith 预测器或者模型预测控制器
维护块,用于报警抑制和维护报警
系统块,用于调节变量/系数计算或块转换
逻辑块(模拟功能、数字功能和算术运算功能)
块图标和面板,用于显示和操作员监控
这些函数块极大简化了工程组态过程,同时显著提高了组态速度。通过信号值即可实现信号状态的可靠跟踪。操作员站中可随时读取各过程值的质量信息。用户可根据需要对这些面板进行相应调整,快速查看整个工厂状态或进行相应的过程优化处理。凭借这些面向用户的 APC 功能,中小型工厂中要求苛刻的 APC 应用,也可轻松地高效实施且成本大幅减低。
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S7-1200信号模块
综述
描述
描述
S7-1200信号模块
信号模块可以连接到CPU的右侧,进一步扩展数字或模拟输入/输出能力。CPU 1212C接受两个,CPU1214C接受八个信号模块。
大量不同的数字量和模拟量模块可精确提供每种任务所需的输入/输出。数字量和模拟量模块在通道数目、电压和电流范围、隔离、诊断和报警功能等方面有所不同。 对于在此列举的所有模块系列,SIPLUS 部件也可应用在扩展温度范围 -25 - +60℃ 以及腐蚀性环境/冷凝环境中。
说明
SIMATIC S7-1200集成通讯
集成PROFINET接口
SimaticS7-1200的新CPU固件2.0版本支持与作为Profinet IO控制器的Profinet IO设备之间的通信。通过集成的Web服务器,可以通过CPU调用信息,通过标准网络浏览器处理数据,也可以在运行时间从用户程序中对数据进行归档。
利用已建立的TCP/IP标准,SIMATIC S7-1200集成的PROFINET接口可用于编程或者与HMI设备和额外的控制器之间的通信。作为PROFINET IO控制器,SIMATIC S7-1200现在支持与PROFINET IO设备之间的通信。
该接口包含一个具有自动交叉功能的抗噪声的RJ45连接器,它支持以太网网络,其数据传输速率高达10/100 Mbit/s。
与第三方设备之间的通讯
在SIMATIC S7-1200上采用集成PROFINET接口可以实现与其他制造商生产的设备之间的无缝集成。利用所支持的本地开放式以太网协议TCP/IP和TCP上的ISO,可以与多个第三方设备进行连接和通讯。
这种通信能力与集成工程系统SIMATIC STEP 7 Basic支持的标准T-Send/T-Receive说明共同配置,为您在设计您的自动化解决方案中提供更高水平的灵活性。
简易通讯模块
在SIMATIC S7-1200的CPU上最多可以增加3个通讯模块。
RS485和RS232通讯模块适用于串行、基于字符的点到点连接。在SIMATIC STEP 7 Basic工程系统内部已经包含了USS驱动器协议以及Modbus RTU主、从协议的库函数。
S7-1200通讯模块
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通过PROFIBUS实现的快速现场总线通讯-现场总线标准
由于S7-1200和现场总线标准PROFIBUS之间最近的连接-反应迅速的强大网络-,在将来会实现现场级至控制级之间的统一通讯。这是我们小型自动化领域中一种最重要的要求。
有两个将S7-1200连接到PROFIBUS的新通讯模块(CM)。作为DP从站,最多可以与DP Master CP 1243-5连接16个现场设备,例如作为分散的外围设备ET 200单元。S7-1200具有CM 1242-5 的DP从站的功能,因此,可连接到任何其他DP主站。通过背板总线轻松地将两个模块连接到左侧的CPU。
连网简单
为了减少布线和提供最大的连网灵活性, CSM 1277小型交换机模块可用于配置统一或者混合网络-采用线型、树型或星型拓扑结构。CSM 1277是一个4端口非管理型交换机,允许您将SIMATIC S7-1200与最多三个额外的设备相连接。
远程控制应用简单
新的通讯处理器CP 1242-7能够通过移动电话网络或互联网从一个集线器实现对分布式S7-1200单元的监测和控制。
西门子PLC上海代理商与所有的 PCS 7 工程组态工具相同,SIMATIC PDM 的用户界面也基于 Microsoft Windows 界面设计标准,采用命令菜单、工具栏和 Explorer 视图,极大简化了不同参数组之间的参数访问。对于带有远程 I/O 等复杂站应用,亦可快速查看现场设备的所有连接。SIMATIC PDM 的用户界面符合 VDI/VDE GMA 2187 指令和 IEC 65/349/CD 标准要求,带有各种不同通信接口的设备显示界面均相同且直观易用。即使复杂设备,数百个参数的显示也异常清晰快速。过程设备网络视图:
典型的 SIMATIC PDM 单机运行视图,用于组态网络和连接过程设备的各通信组件的层级结构。在此视图中,可使用该网络结构以及 LifeList 视图中确定的现场设备。
项目硬件视图(集成在 SIMATIC PCS 7 / SIMATIC S7中):
过程设备在 STEP / SIMATIC PCS 7 的 HWConfig 中进行组态和参数分配,并以图形或表格形式显示。
过程设备工厂视图:
在过程设备工厂视图中,将自动使用 HWConfig 或过程设备网络视图中组态的设备。大量的附加信息将以表格形式显示。
LifeList 视图:
该视图用于对过程设备进行识别/诊断和在线参数分配。
通过集成 LifeList,SIMATIC PDM 支持以下各种识别、诊断和参数分配功能:
扫描 PROFIBUS 网络,诊断/不诊断所连接的现场设备
支持 HART 现场设备的手持式功能西门子PLC上海代理商
在 LifeList 中,对现场设备进行参数分配
将 LifeList 导出到项目中(单机版)
诊断所连接现场设备,采用符号显示各种诊断状态
显示地址和变量名称
设备状态,包含有详细诊断信息
制造商和设备型号
硬件和软件的产品版本西门子PLC上海代理商