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西门子以“数字化双胞胎”应用推进机床工业的数字化
? 以“数字化双胞胎”为核心的数字化企业解决方案为机床制造商和机床用户创造全价值链优势? MindSphere的“Manage MyMachines”应用程序开启数字化企业的新型业务模式
? 软硬件升级的Sinumerik 840D sl数控系统可集成到全集成自动化（TIA）环境，与PLC直接通讯
西门子在今天开幕的第十届中国数控机床展览会（CCMT 2018）上，重点展示了机床加工与制造过程中如何借助“数字化双胞胎”来实现从产品研发、设计、生产、直到服务的全过程，从而提高生产力、可用性和过程可靠性，优化加工精度、设计、加工过程乃至维护和服务。同时，西门子在本次展会上延续了 2017汉诺威国际机床展的展示理念，借助实际案例展示了“数字化双胞胎”在机床制造商和机床用户中的应用以及其所带来的优势。
“产品研发到生产的不断整合是迈向‘工业4.0’的关键。” 西门子（中国）有限公司数字化工厂集团副总裁、运动控制部总经理Frank Golueke表示，“西门子一直致力于数控制造领域的仿真、虚拟机床以及数控系统与工厂IT系统的集成，以持续深化这一过程。”
借助“数字化双胞胎”实现机床加工与制造的数字化
采用西门子控制技术的机床，其虚拟机床的控制系统与西门子的Sinumerik数控系统使用相同的语言代码。借助虚拟NC内核，可生成仿真和试运转的“数字化双胞胎”，即完全对应的虚拟镜像，从而提前对程序和复杂运动序列进行虚拟测试，以提高实体机床后续加工的度和可靠性，限度缩短调整时间。这些优势在小批次、定制化产品的生产中更为明显。
在西门子还展示了其功能强大的、基于云的开放式物联网操作系统MindSphere在机床领域应用的多种连接和安装选项。利用MindSphere上的“Manage MyMachines”应用程序，西门子在展台上连接了北京数控技术应用中心的两台机床，向现场观众展示借助该应用程序所采集和分析的相关机床数据。“Manage MyMachines”能轻松快速地将Sinumerik 840D sl 这样的机床数控系统与MindSphere相连，为用户提供来自联网机床的息，使用户能清晰地了解机床的当前以及历史状况，从而缩短机床停机时间，优化服务和维修流程，提高生产力。
Sinumerik ——数控系统软硬件升级
在本次展会上，西门子还展出了一系列数控系统软硬件的新产品，其全系列的Sinumerik 808D、828D和840D数控系统，覆盖从普及型和标准机床控制方案、到模块化高级解决方案，再到高端工件生产的智能解决方案。Sinumerik 808D ADVANCED 是基于操作面板的普及型数控系统，其结构紧凑、使用方便，适用于车削和铣削应用。Sinumerik 828D BASIC、828D 以及828D ADVANCED都是高性价比的数控系统，数控性能高，便于调试。
全新升级的Sinumerik 840D sl数控系统采用多核处理器技术、基于驱动的高性能 NCU（数控单元），性能潜力更高。在 NCU 链路中，30 个加工通道可控制多达 93 根轴。使用该数控系统的多轴机床，可在短的加工时间内完成极高的加工精度。Sinumerik 840D sl 的NCU 性能可扩展，其操作部件还采用了高度模块化设计。例如，借助于灵活 M:N 操作，所有操作面板都可与 NCU 配套使用。此外，Sinumerik 840D sl还具有的开放式架构，通过采用Sinumerik Integrate，可根据机床的工艺条件对数控系统进行调整，从而确保生产自动化环境的高度灵活性。Sinumerik 840D sl 采用领先的工业以太网标准Profinet进行通，出色的通功能可完美集成到西门子全集成自动化 (TIA) 环境，并通过TIA博途工程软件平台进行工程组态。先进的触控屏幕技术为机床操作带来崭新的智能生产体验。
在软件方面，Sinumerik拥有便捷操作的用户界面。Sinumerik Operate用户界面上设计了大量功能来简化Sinumerik的操作。比如预先配置好的边屏显示（Sidescreen），不仅丰富了人机界面（HMI） 的原有界面，还能提供更多功能。针对当前操作任务，边屏显示会显示所有相关息，一目了然。另外，用户可以随时合上或展开、水平或垂直滚动边屏显示来浏览内容。其次，为了保障机床的高可用性，Sinumerik还提供了实时的防碰撞功能CollisionAvoidance。无论是使用一个 NCU 的单通道加工，还是五轴同步铣削等复杂加工，防碰撞功能都可有效防止机床上发生意外干涉，为生产保驾护航。
应用
PROFIBUS 协议包括三个主要部分:
? PROFIBUS DP:主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于制
造业自动化系统中单元级和现场级通
? PROFIBUS PA:电源和通数据通过总线并行传输，主要用于面向过
程自动化系统中单元级和现场级通讯
? PROFIBUS FMS:定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动
化系统中系统级和车间级的过程数据交换
优势
? 12M 的通速率和可靠的通质量 (海明距离=4)
? 适用多种通介质 (电、光、红外、导轨以及混合方式)
? 灵活的拓扑结构，支持线型、树型、环型结构以及冗余的通模型
? 强大的通功能，支持基于总线的驱动技术和符合IEC61508的总线
通技术
? 先进的网络规模 (多支持126 个总线站，网络规格可达90 公里)
PROFIBUS 网络的构成
1. PROFIBUS 主站(一类主站，必需)
? SIMATIC PLC
? SIMATIC WinAC 控制器
? 支持主站功能的通讯处理器
? IE / PB 链路模块
? ET 200S / ET 200X 的主站模块
2. PROFIBUS 从站
? ET200 系列分布式I/O
? 支持DP 接口的传动装置
? 支持从站功能的通讯处理器
? 其它支持DP 接口的输入、输出或智能设备
3. PROFIBUS 网络部件
? 通介质—电缆
? 总线部件—总线连接器、中继器、耦合器、链路
? 网络转接器—串行通、以太网、AS-i、EIB 系统
4. 人机界面设备 (二类主站，可选)
? TP / OP 设备
? 经由通讯处理器连接到网络的计算机及编程设备
5. 工程及诊断工具
? 网络配置、诊断工具
? 剥线工具
这些程序可以相互转换换。指令表及梯形图程序如果按一定的规则编写，也可以实现到SFC图的逆变换。
2.高速处理西门子系列PLC可以实现高速处理，FX系列可编程控制器内置的高速计数器，对来自特定的输入继电器的高速脉冲进行中断处理，因此与扫描时间无关，可以进行高达60kHz/h的高速脉冲。在可编程控制器中设置了C-R滤波器，以防止输入号的震动和噪音的影响。可以对脉冲进行捕捉，在脉冲捕捉中可以监视来自特定输入的脉冲号，也可以在输入时采用中断处理设置特殊辅助继电器。
3.FX的PLC支持顺序控制。可编程控制器的扫描周期是恒定模式，采用次模式可以以固定的周期处理和运算同步执行的指令。在设备不停机的情况下也可以对运行过程中的程序进行改变的功能。
4.应用指令FX系列PLC基于追求“基本功能、高速处理、便于使用”的规范理念，FX可编程控制器具有数据的传送和比较，四则运算及逻辑运算、数据的循环和位移等基本指令，还有输入输出刷新、中断、高速计算器专用比较指令、高速脉冲输出等高速处理指令，以及在SFC控制方面，将机械控制的标准动作封袋化的状态初始化指令等。此外，还提供了可适应更复杂的控制的浮点运算及PID运算等。
西门子系列PLC
西门子股份公司（SIEMENSAGFWB：SIE，NYSE：SI）是世界的机电类公司之一，1847年由维尔纳-冯-西门子建立。西门子SIAMTIC模块化控制器有着很大的优势，它可以即买即用，长期兼容性和可用性，可以在恶劣环境下工作，模块还可以扩展和升级。西门子的产品十分的抗震动，通过集中式和分布式I/O控制。所以西门子在近的一些年内能够很有力的打进中国的市场并能在中国的市场牢牢的扎根。这和西门子产品的质量和性能有着十分大的关系。其中就有S7-200、S7-300、S7-400。
S7-200它适用于一系列机械设备的制造或用作独立的解决方案，型自动化系统的组成部分，STEP7Micro/WIN工程组态软件应用于它，，应用于性能要求较低的自动化任务。它是低成本的型系统。西门子S7-300它设计紧凑，安装在DIN导轨上，在CPU中集成了
许多功能，通过在型存储器上保持数据实现免维护，PROFIBUS上的等时模式，属于故障类型。西门子S7-400具有多种机架类型的机架系统，优异的高速处理能力和通讯性能，可以在运行中更改组态，PROFIBUS上的等时模式（图1），还支持PROFIBUS连接分布式I/O（如图2），属于故障和容错类型，热插拔。S7-400的三个HCPU，支持硬件同步，功能强大的解决方案，不会发生任何息损失，且可对工程任务提供高级支持，无需额外的编程费用，可以为应用轻松扩展H系统。
西门子plc现在不仅使用16位、32位高性能处理器，高性能位片式处理器，RISC（reducedinstructionsetcomputer）精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个处理器，进行多通道处理，同时生产了大量内含处理器的智能模块，使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通功能的真正名符其实的多功能控制器。
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