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湖南嘉普云自动化设备有限公司

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进入ZG16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ZG汽车市场的变化。

经历了前几年的迅猛加速时期，到2012年ZG超过美国和欧洲，跃升至首位，ZG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ZG的业务每年平均增长近50%。”

然而，这样的业绩并非一蹴而就。

多年前的一天，当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已经是诸多汽车制造商可以选择]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所有分支机构中的新技术引领者，不但成功交付了多家汽车巨头在华工厂的车身焊接、动力总成等项目，还为推动ZG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大中华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JZ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，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）完成了当年大的项目——为菲亚特（ZG）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。”

柯马通过模拟仿真为客户提供了优的解决方案，赢得了客户的信任与认可。如今，柯马即将模拟和调试菲亚特项目的二期工程，通过缩短生产周期和成倍增加机器人工作站，将该生产线的产能提升近一倍。

从初需要从意大利总部获得技术支持，到如今超越欧洲成为新技术的引领者，柯马的技术革新之路与其同西门子的合作密不可分。

当大多数的汽车制造商还习惯于用Tecnomatix中的Robcad解决方案进行模拟测试时，柯马已经应ZG客户的需求使用新版本Tecnomatix中的Process Designer和Process Simulate解决方案了。“前者是针对于单一工作站点的仿真模拟，而后者自身拥有数据库，可以对整个一条生产线进行仿真模拟，更易于实现整个项目的协同。”Siemens PLM Software大中华区市场总监权奎奭表示。

此外，Process Designer和Process Simulate解决方案使工程速度和规划模拟的可视化程度都能得到提升，柯马可以通过应用这一解决方案实现整条生产线的可视化。而Process Designer和Process Simulate解决方案还支持工程及财务平台，为工程师制作报价和标书也奠定了基础。

“不可否认，应用Process Designer和Process Simulate解决方案进行整条生产线的协同规划已成为行业趋势。柯马（上海）已经开始扮演新技术引领者的角色，并不断将该方案介绍给越来越多的客户，这对于推动汽车制造产业技术的进步是具有重大意义的。”Siemens PLM Software大中华区市场总监权奎奭说。

在柯马实现技术革新的道路之上，西门子始终是其携手同行的伙伴。秉承推动产业进步的相同目标，西门子为柯马提供的不仅仅是Tecnomatix这样一个工具平台，而是成功交付项目的鼎力支持。 “我们将柯马作为重要的合作伙伴，每次都是从欧洲派来强大的专家团队为其提供培训和技术支持。”Siemens PLM Software大中华区市场总监权奎奭表示。

同时，西门子也会协助柯马解决项目中遇到的许多问题，以保证工程实施更为顺利。Siemens PLM Software大中华区市场总监权奎奭举过这样一个例子，柯马曾经被要为多个客户准备多台服务器的问题困扰，西门子PLM为其提供了“虚拟机”方案，用一台服务器即可同时对应多个客户，而柯马为项目设计进行IT准备的时间也从4周缩短为了3天。

经过多年的历练，目前柯马已经拥有ZG大、技能高超的3D模拟团队，包括几十位使用Robcad、Process Designer和Process Simulate的模拟工程师。这进一步巩固了其在ZG市场车身焊接和动力总成等领域的领军地位。

而其实，柯马与西门子共同追求技术革新的旅程才刚刚起步。

据悉，下一步，在“虚拟制造”方面，双方还计划携手展开更具创新性的合作。

“不单单进行机械工艺的模拟仿真，也将电控制信号引入到仿真过程之中，使之更趋向于真实的场景。这会帮助其进一步缩短工程交付时间，同时节省成本。”Siemens PLM Software大中华区市场总监权奎奭表示。而另据他透露，柯马还将引入西门子PLM的Teamcenter软件用于产品数字制造环节。包括Tecnomatix和Teamcenter在内的数字工具都将在柯马的企业成长过程中发挥重要作用。

1．概述

       ET200S工艺模块主要包括四种类型：模块1Count24V/100kHz，1Count5V/500kHz，1SSI，2PULSE。本文通过一个简单的调试例程，描述怎样按照工艺要求设置ET200S工艺模块1Count24V/100kHz的功能应用，以及应用、操作和测试相应的软硬件。

    工艺模块1Count24V/100kHz主要包括以下几种操作模式：

   （1）计数模式：包括连续计数，周期计数和单次计数

   （2）测量模式：包括频率测量，周期测量和转速测量

   （3）位置检测：这个模式是连续计数功能的一部分，用来在等时模式作为一个纯输入模块使用。

    本文主要描述该模块在计数模式下的使用，测量模式等请参考计数功能使用。

2．系统的硬件体系结构

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图 1 系统的硬件体系结构

    本示例为一套S7-300 PLC通过ET200S 1Count24V/100kHz模块从24V增量型编码器读取计数数据，监控旋转状态。

    图1为示例系统的配置图，图中包含如下的硬件：

    ?一台笔记本电脑或PG/PC

    ?一块CP5512

    ?一套S7-300 PLC

    ?一套ET200S系统

3．硬件和软件需求

表3－1硬件订货信息
 

表3－2软件订货信息

4．硬件安装与接线

连接的编码器类型：

（1）24V脉冲发生器（不带方向信号）

（2）24V脉冲发生器（带方向信号）

（3）24V增量型编码器

图2 编码器连接

5．系统组态及参数设置

  （1）硬件配置 

       按照图1硬件配置图进行连接，一套S7-300 PLC作为DP主站连接ET200S
   从站系统，24V增量型编码器按图2接线图依次接入
   ET200S   1Count24V/100kHz模块。

  （2）系统组态及参数设置

    在STEP7管理器中新建一个名为Latch_ET200S_1COUNT的项目，插入一个SIMATIC 300 STATION，命名为1COUNT，然后在硬件组态中按订货号和硬件安装次序依次插入机架、CPU、ET200S标准从站模块和ET200S 1COUNT计数模块（从硬件列表中选择模块1COUNT 24V/100kHz C）。

图3主站硬件组态

ET200S 1COUNT模块参数配置如图4所示。

图4参数设置

 

    参数Signal evaluation A*    B *和Sensor A*    B * DI 根据连接的编码器类型进行选择，此处选择PNP类型24V增量型编码器；

    参数Direction input B *可设置成正方向或反方向；

    参数Type of counting mode可设置三种计数模式：连续计数，周期计数和单次计数；

    其他参数设置选择默认值即可。

   （3）例程

       循环程序OB1：

//预设

      L     0                                     //删除控制位

      T     DB1.DBD    0

      T     DB1.DBD    4

      SET

      S DB1.DBX4.0                         //打开软件门

//写控制接口

      L     DB1.DBD    0                     //写8字节到 1SSI模块

      T     PQD  264

      L     DB1.DBD    4                            //输出起始地址

      T     PQD  268

//读反馈接口

      L     PID  264                         //从 1SSI模块读8字节

      T     DB1.DBD    8

      L     PID  268                         //输入起始地址

      T     DB1.DBD   12

控制接口的参数分配如图5，在硬件组态里，对应计数模块的输出区8个字节（PQB264 ~ PQB271）。在上面例程中，DB1中8个字节（DB1.DBB0~DB1.DBB7）用来存放控制接口的参数。

图5 控制接口参数分配

反馈接口的参数分配如图6，在硬件组态里，对应计数模块的输入区8个字节（PIB264 ～PIB271）。在上面例程中，DB1中8个字节（DB1.DBB8 ～ DB1.DBB15）用来存放反馈接口的参数。

图6 反馈接口参数分配

 

6．测试、监控与诊断

图7 变量表监控

在STEP7管理器Blocks中建立变量表，在变量DB1.DBD 8（反馈接口Bytes 0～3）中监控测量的编码器值，通过变量DB1.DBX 13.6 （STS_C_UP）和DB1.DBX 13.7（STS_C_DN）监控编码器值的变化方向。

7．功能

    7．1计数输入的控制：

   通过软件门控制

   软件门与硬件门(“与”逻辑操作)

   7．2门控功能

   软件门：通过用户程序控制

      当使能软件门控制位时，在参数配置里采用“interrupt counting
    procedure”，从装载值开始计数，当软件门停止后再使能，计数从停止时的
  计数值开始继续计数；

      在参数配置里采用“terminate counting procedure”，从装载值开始计
  数，当软件门停止后再使能，计数从装载值开始重新计数；

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