西门子DI16/DQ16：数字量输入/输出模块24VDC

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本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个的30kHz高速计数器，2路的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个的30kHz高速计数器，2路的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。

I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个的30kHz高速计数器，2路的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制。

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*处理单元

3 个快速计数器 (100 kHz)，带有可参数化的使能和复位输入，可以同时用作带有单独输入的加减计数器，或用于连接增量型编码器。

安装简单方便

《S7-1200》所有的 SIMATIC 《S7-1200》 硬件都具有内置安装夹，能够方便地安装在一个标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的安装夹可以咬合到某个伸出位置，以便在需要进行背板悬挂安装时提供安装孔。SIMATIC 《S7-1200》 硬件可进行竖直安装或水平安装。这些特性为用户安装 PLC 提供了的灵活性，同时也使得 SIMATIC 《S7-1200》成为众多应用场合的理想选择。

《S7-1200》可拆卸的端子   所有的 SIMATIC 《S7-1200》 硬件都配备了可拆卸的端子板。因此只需要进行一次接线即可，从而在项目的启动和调试阶段节省了宝贵的时间。除此之外，它还简化了硬件组件的更换过程。 

紧凑的结构

    《S7-1200》所有的 SIMATIC《S7-1200》 硬件在设计时都力求紧凑，以节省在控制柜中的安装占用空间。例如，《CPU 1214C》 的宽度仅有 110 mm，《CPU 1212C》 和《 CPU 1211C》 的宽度也仅有 90 mm。通讯模块和信号模块的体积也十分小巧，使得这个紧凑的模块化系统大大节省了空间，从而在安装过程中为您提供了的效率和灵活性。 

《S7-1200》通讯模块

    SIMATIC 《S7-1200》 CPU ***多可以添加三个通讯模块。RS485和 RS232 通讯模块为点到点的串行通讯提供连接。对该通讯的组态和编程采用了扩展指令或库功能、USS 驱动协议、Modbus RTU 主站和从站协议，它们都包含在 SIMATIC STEP 7 Basic 工程组态系统中。 

《S7-1200》存储器

    为用户指令和数据提供高达50 KB 的共用工作内存。同时还提供了高达 2 MB 的集成装载内存和 2 KB 的掉电保持内存。

SIMATIC 存储卡可选，通过不同的设置可用作编程卡，传送卡和硬件更新卡三种功能。通过它可以方便地将程序传输至多个《S7-1200》 CPU。该卡还可以用来存储各种文件或更新控制器系统的固件。

《S7-1200》集成 PROFINET 接口

   《S7-1200》集成的 PROFINET 接口用于编程、HMI 通讯和 PLC 间的通讯。此外它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通讯。该接口带一个具有自动交叉网线（auto-cross-over）功能的 RJ45 连接器，提供 10/100Mbit/s 的数据传输速率，支持以下协议：TCP/IP native、ISO-on-TCP 和 S7 通讯。

   《S7-1200》的连接数为 15 个连接，其中：

? 3个连接用于 HMI 与 CPU 的通讯

? 1个连接用于编程设备（PG）与 CPU 的通讯

? 8个连接用于 Open IE（TCP，ISO-on-TCP）的编程通信，使用T-block 指令来实现，可用于《S7-1200》  之间的通讯，《S7-1200》  与《S7-300/400》 的通讯

? 3个连接用于 S7 通讯的服务器端连接，可以实现与 《S7-200》，《S7-300/400》 的以太网 S7 通讯

《S7-1200》集成以太网接口

   《S7-1200》 集成的以太网接口用于《S7-1200》与人机界面的连接、《S7-1200》 CPU与《S7-1200》 CPU的连接，通过开放的以太网协议与第三方设备通讯，可以使用STEP 7 T-send/ T-receive指令来配置通讯。在工程间，人机界面操作面板和控制器之间可以非常简单的组网操作。

?1、采用变频器运转时，电机的起动电流、起动转矩怎样？ 

??采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同，为125%～200%)。用工频电源直接起动时，起动电流为6～7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2～1.5倍，起动转矩为70%～120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为以上，可以带全负载起动。 

?? 2、V/f模式是什么意思？ 

??频率下降时电压V也成比例下降，这个问题已在回答1说明。保持V/f比恒定控制是异步电机变频调速的基本的控制方式，它在控制电机的电源频率变化的同时控制变频器输出的电压，并使二者之比V/f为恒定，从而使电机的磁通保持恒定。在电机额定运行情况下，电机的定子电阻和漏抗的电压降比较小，电机的端电压和电机的感应电势近似相等。 

??V/f比恒定控制存在的主要问题是低速性能较差。其原因一是低速时异步电机定子电阻电压降所占比例变大，已不能忽略，不能再认为定子电压和电机感应电势近似相等，仍按V/f比一定控制已不能保持电机磁通恒定。电机磁通的减小必然造成电机的电磁转矩减小；另外变频器功率器件的死区时间也是影响电机低速性能的重要原因，死区时间造成电压下降同时还会引起转矩脉动，在一定条件下还会引起转速、电流的振荡。 

??V/f比恒定控制常用于通用变频器上。这类变频器主要用于风机、水泵的调速功能，以及对调速范围要求不高的场合。V/f比恒定控制的**优点是可以进行电机的开环速度控制。 

??3、按比例地改V和f时，电机的转矩如何变化？ 

??频率下降时完全成比例地降低电压，那么由于交流阻抗变小而电阻不变，将造成在低速下产生的转矩有减小的倾向。

??因此，在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定的起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。 

??4、所谓开环是什么意思？ 

??给所使用的电机装设速度传感器，将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”，不用速度传感器运转的就叫作“开环”，通用变频器多为开环方式。 1、制动电阻的必要性

如应用中减速时及下降时所产生的再生能量过大，则有变频器内部的主电路电压上升导致损坏的可能。

因为通常变频器中内置有过电压保护功能，检测出主电路过电压（OV）后则停止，不会造成损坏。但是，因在检测出异常后电机

会停止，所以就难于进行稳定的持续运行。

有必要应用制动电阻器/制动电阻器单元/制动单元，将再生能量释放到变频器外部。

（1）再生能量

连接在电机上的负载，在旋转时有动能、在高位置时有势能。电机减速、或负载减小时，该能量会返回到变频器。这种现象称为再生，该能量即称为再生能量。

（2）制动电阻的避免方法

避制动电阻连接的方法有以下的方法。因为避免方法必定会增加减速时间，请研究确认即使减速时间延长也没有问题。

·减速时，防止失速功能生效（出货时的设定中，已设为有效）（为防止主电路过电压的发生，自动地增加减速时间）。

·将减速时间设定得更长。（每单位时间的再生能量减少）。

·选择自由旋转停止。（再生能量不会返回到变频器）。

2、制动电阻的简单选定

根据平常的动作模式中的再生能量产生的时间比率进行简单设定的方法。请按照下述的动作形式计算使用率。

（1）使用率3%ED以下的情况

请选定制动电阻器。与变频器容量相对应的制动电阻器的一览表记载在使用说明书·产品样本中。请根据所使用的变频器连接相应的制动电阻器。（如变频器的容量变大，则可在变频器的散热风扇上安装制动电阻器）。

（2）使用率10%ED以下的情况

请选定制动电阻器。与变频器容量相对应的制动电阻器的一览表记载在使用说明书·产品样本中，请根据所使用的变频器相应的制动电阻器单元。

3、制动电阻的简易选定

用前页的制动电阻的简易选定方法中，**过使用率10%ED时，或者需要非常大的制动转矩时，请按下述的选定方法先计算再生能

量再进行选定。

（1）必要的制动电阻值的计算

注意：制动转矩计算，请根据变频器容量的选定中规定的电机容量的选定进行计算。

（2）平均再生能量的计算

·再生能量在电机旋转方向与转矩方向相反时产生。1个周期的再生能量按以下公式进行计算。

注意：速度以正转方向为正，转矩也以正转方向的转矩为正。

注意：制动转矩计算，请根据变频器容量的选定中规定的电机容量的选定进行计算。

（3）制动电阻的选定

根据左侧所示的必要的制动电阻值及平均再生能量选择制动电阻器单元。

·必要的制动电阻值≥制动电阻器单元的电阻变值≥频器或制动单元的小连接电阻值

·平均再生能量≤制动电阻器单元的容许功率

注意：若连接小于变频器或制动单元的小连接电阻值的电阻，则内部的制动晶体管会发生损坏。必要的制动电阻值以下时，请增大变频器的容量，并更换未具有小于必要的制动电阻值的小连接电阻的变频器或制动单元。

注意：制动单元的情况下，可进行2台以上的并联运行。2台以上运行时的制动电阻值按照以下公式计算。

制动电阻值（Ω）＝ （上述计算的必要的制动电阻值）× （使用台数）

注意：制动电阻值不要按照上述计算结果进行选定。150W不是指允许功率，二是单位电阻的额定功率。实际的允许功率因电阻而异。另一个攸关智能工厂应用的项目是图控系统。*指出，图控接口要成功，必须要先理解，人与设备间的接口，其实存在于控制设备与屏幕图形之间的对应关系，真实世界的设备、感知器或控制器，转成计算机屏幕的各种对象时，要能做到完全对应，工程师需要一点美学修养，才能呈现接近真实世界的状况，让控制人员能够藉由屏幕图形就能显示设备运作状况及透过屏幕控制设备的运转。

一套完整的监控系统，需要许多组件的构成，以制程设备监控系统为例，制程设备上要有感测及制动装置，并将数据转换及传送到控制系统，控制系统至少要具备显示、记录、调节及致动等功能，由操作人员根据前台后传的数据进行处理。因此所有的数据在送到后台时，一定要妥善处理，如有70％的警告可能只是误报，监控系统要有能力做判断。

除了前述的系统平台外，硬件架构也需要妥善考虑，才能建构出智能工厂。首先是联机的基本需求，通信协议应该要尽量选择市场现有的，尽量减少自行开发，以免设备之间的联机产生问题。

其次是选择仪控设施，目前的仪控设施接口，非常多样化，除了有目前盛行的Ethernet外，过去的RS232／422／485仍然还是有在使用。其实智能工厂也不一定非Ethernet不用，因为考虑建置成本，过去的投资不一定要舍弃，但不同的仪控设施接口，会影响通信线路的配置，包括设备、距离、速度及成本等，工厂在导入解决方案时，要做好取舍规划。

而在计算机设备的选用方面，包括联机计算机数量与配置、工作环境、计算机规格及外围装置，都要做好充分考虑。*认为，选用的关键完全取决于系统的承受度，该用服务器就得用服务器，不要因为节省采购成本，而选择较为便宜的计算机设备，因为一旦选择错误，导致设备常常故障或当机，维护成本未必划算。

至于监控网络架构的考虑方面，要考虑的项目包括工作站的任务分配、网络架构规划、网络流量控制及网络安全考虑。在架构规划时，可以依照控制责任区分、人机接口规划及网络功能配合等方向来考虑。

以控制责任为例，可以分为控制器及图控计算机，前者重视的是实时性、高可靠性，适用低阶逻辑性／模拟性之控制，后者则是要求强大的数据处理能力，适用高阶控制。至于每一个交换器要装几个控制器，则是取决于对于速度的要求。

人机界面规划方面，一定要导入人因工程的观念，不管是使用习惯或是图形大小，都能符合使用习惯及现场状况，如旋钮的方向、大小及颜色等，要达到直觉、简易、防误等要求，其他项目如操作流程、展示方式及安全管制，也都要以符合使用者习惯为主要考虑。

至于网络功能方面的配合，建议应配合已普遍使用的Windows内建网络功能，并采用高效率的TCP／IP层对层通讯方式，让多部计算机互相监看及控制，以达到资源共享及互相备份的目的。

MES往往是智能工厂必须要导入的应用。智能工厂如果在生产过程中，发生太多问题，如停机、生产损失、返工太多、发货时间错误、无法符合行业规范标准的需求、物料短缺、无法跟踪原材料的使用及客户投诉和产品召回时，可能都要认真思考导入MES的必要性。

因为面临前述问题，管理者必须要做出对应策略，碰到各种问题时，要靠 MES 才知道原因为何，如何改善，如在接到急单时，由上到下的信息若能做好整合，就可以在短时间内知道相关备料是否足够，判断能否承接订单。

由于节能减碳的需求日增，智能节能系统也已成为智能工厂常见的导入项目。以能源管理系统为例举出，从收集量测、监视分析、控制管理、卸除到较后的节能，其实需要设法整合各自独立的系统，如电力及照明监控、空调监控、停车管理等，才能达到节能、减碳进而减费的目的。现在模具行业掀起的自动化热潮势不可挡，从发展的角度来看这当然是好事，模具行业的确需要淘汰一些落后的手工模式。不过，自动化这件事情用在模具行业的话，千万不要简单地认为，只要花钱投了较先进的自动化技术，就可以取代技术人员做出高品质模具了，这是一个很大的误区，懂行的模具管理者与高层是可以明辨的，较怕一股脑热后的投资换回来的是一堆没法运行的摆设！

我们都看过西方世界中很多自动化的案例，那为什么老外还不远万里的来中国等人力资源相对充沛，劳动力素质相对并不太高的国度来发模具订单呢？为什么他们不用工业4.0的方法，用自动化的无人工厂去制造模具呢？这也说明了不是什么模具都可以靠自动化的方法来做的。

这么说好像有点把模具自动化的应用说悲观了。可以肯定的是，对于某些具有高度相似性的产品，或者某个产品需要批量的模具，那么这些模具的制造是完全可以实现高度的自动化制造来提升模具工厂的竞争力。

而对于单套的模具制造，千变万化的模具制造，想应用模具自动化生产还是有些问题的！

在看过多很多模具制造工厂的现场后，我认为模具的盈利就是靠两点保证：较好的设计方案和较好的加工效率。

模具这样典型的单件流工件的高效加工和自动化没有必然的关系。自动化的核心就是数控化，数控化的核心就是编程，这里说的编程是包括了全流程的数据化生成和管控的意思。而恰恰把模具这样高复杂度的三维物体的量化，以及把巨大的量化后数据流，按照模具加工的工序顺序和品质要求，一一对应的跟着工件的实物走完，达到人脑判断满意的效果，现阶段**是不可能完成的任务。

看到无数的模具车间里面的问题主要是慢这个问题，从找东西慢到加工慢到物流慢，而这个并不是靠自动化可以解决的。自动化就是人类把人脑中的知识体系有限度的数字化转移到电脑后，只不过是很呆板的，没有感知的去完成一系列动作而已，当然它们不知道这些动作的意义和目的是什么。现阶段的自动化，事实上就是呆板化。

我们现在都痛感车间里面没有工匠，所以做不好模具，同样我们不可能指望没有感知的机器人可以做好模具。请问它们知道什么叫好吗？

就好比PM软件不会自己编程出好的刀路，UG软件不会自己画出好的图形一样，仍然需要高素质的设计师，编程员去用好软件一个道理。

那么我们就需要有一个高素质的团队把生产现场所有的问题先用人去解决好，让客户满意后，再把满意的结果用数据量化，形成自动化设备可以执行的指令，让自动化设备执行指令动作后的结果，较接近人手操作的结果，才可以达到自动化设备的作用。

当一个团队不能依靠人脑的知识体系和实操能力达到客户满意度的时候，更何谈用自动化设备达到客户满意度呢？

一个可以正常运行的模具工厂，必须从5M1E的人机料法测环开始，一步步的完善各个方面的问题，包括水电气液、刀工量卡、物流、设计、工艺、厂房规划、供应链优化、信息化管理等这系列的问题，都要靠人脑先解决好后，再谈自动化不迟。

请问现在有几家模具公司敢说自己这些问题都解决了呢？