湖南嘉谱云自动化设备有限公司

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      SIEMENS（上海）有限公司（西门子授权一级代理商）

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优点

• 表 2-5 参数应答中的故障值说明1
  

   

  表 2-6 参数应答中的故障值说明2
  

  3 S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS 非周期通信实例

  3.1 S7-1200组态
  CU240E-2 DP F非周期通信与所选择的报文结构无关，选择任何一种报文格式都可以进行非周期通信，在使用系统功能“RDREC”和“WRREC”读写变频器数据记录时需要使用报文标识符。本示例以组态353报文为例。
  S7-1200与CU240X-2 DP的PROFIBUS通信基本组态过程以及变频器通信参数设置请参考《S7-1200与G120 CU240X-2 DP的PROFIBUS PZD通信》文档，在此不做详细介绍。
  • 组态与CU240E-2 DP F通信报文
  1） 将硬件目录中“SIEMENS telegr 353, PKW+PZD-2/2”?？橥献У?ldquo;设备概览”视图的个插槽中，系统自动分配了输入输出地址。
  2）为方便编程将插槽1的PKW区重命名为“PKW”（在调用系统功能“RDREC”和“WRREC”时将用到此名字），将插槽2的PZD区重命名为“PZD”。
  
  图3-1组态与CU240E-2 DP F通信报文

  
  • 编程：在S7-1200中调用扩展指令“RDREC”读取从站数据记录区，调用扩展指令“WRREC”写入从站数据记录区。
  1） 双击项目树下的“Main（OB1）”打开OB1程序编辑窗口；
  2） 扩展指令目录中“分布式I/O -> 其它 -> 驱动器 -> RDREC和WRREC”指令拖拽到程序编辑窗口中；
  3） 分别“RDREC和WRREC”的背景数据块，使用系统自动分配即可，点击“确认”按钮。

  
  图3-2 S7-1200编程

  
  • 为系统功能“RDREC”和“WRREC”分配硬件标识：
  1） 单击块参数“ID”；
  2） 在下拉列表中选择“PKW[AI/AO]”。

  
  图3-3分配硬件标识符

  • 为系统功能“RDREC”和“WRREC”分配其它参数：

  1） 块参数INDEX = 47
  2） M10.0上升沿触发写任务，M20.0上升沿触发读任务。
  3） WRREC写入缓冲区从MB100开始的40个字节；
  4） RDREC读取缓冲区从MB200开始的40个字节；
  5） 其它参数分配请参考右图。

  
  注意：也可以使用西门子CPU模块1211CDB块作为缓冲区，创建DB时请将块访问模式定义为“标准-与S7-300/400兼容”模式。

  
  图3-4分配其它参数

  
  3.2示例1：读取P2900、P2902[2]~P2902[5]多个参数值
  通过出售全新西门子1200CPU?？?ES7211-1BE40-0XB0非周期通信读P2900、P2902[2]~P2902[5]参数值，变量表模拟程序参考图3-5。

• 按照读参数请求结构将数据写入“WRREC”数据缓冲区MB100~MB115的16个字节中，数据格式参考表3-1 ；
• 设置写数据记录长度16个字节，MW16 = 16；
• 设置M10.0 = 1，启动“WRREC”写从站数据记录任务；MD12指示“WRREC”指令执行状态，具体状态含义请参考TIA PORTAL在线帮助；
• 写数据记录完成后，设置M20.0 = 1，启动“RDREC”读从站数据记录任务；西门子CPU?？?211C
• MW26中指示读取从站数据记录的长度28字节，MD22指示“RDREC”指令执行状态；西门子1200PLC代理商
• 按照读参数应答结构分析MB200~MD227中28字节的数据，数据格式参考表3-2，读取到的P2900=33.0，P2902.2=10.0，P2902.3=20.0，P2902.4=50.0，P2902.5=100.0；

• 
  图3-5 S7-1200读取P2900、P2902[2]~P2902[5]多个参数值

   

  表3-1 读参数 - 写数据记录请求

  	字节n		字节n+1		地址
  报文头	请求参考	01hex	请求ID	01 hex	MW100
  	驱动对象ID	01 hex	参数数量m	02 hex	MW102
  参数1	属性	10 hex	索引的数量	00 hex	MW104
  	参数号 = 0B54 hex				MW106
  	个索引的编号 = 0000 hex				MW108
  参数2	属性	10 hex	索引的数量	04 hex	MW110
  	参数号 = 0B56 hex				MW112
  	个索引的编号 = 0002 hex				MW114

   

  表3-2读参数 - 读数据记录应答

  	字节n		字节n+1		地址
  报文头	请求参考映射	01hex	应答ID	01 hex	MW200
  	驱动对象ID映射	01 hex	参数数量m	02 hex	MW202
  参数1的值	数据格式	08 hex	参数值数量	01hex	MW204
  	参数值 = 33.0(浮点数)				MW206
  					MW208
  参数2的值	数据格式	08 hex	参数值数量	04hex	MW210
  	参数值 = 10.0(浮点数)				MW212
  					MW214
  	参数值 = 20.0(浮点数)				MW216
  					MW217
  	参数值 = 50.0(浮点数)				MW220
  					MW222
  	参数值 = 100.0(浮点数)				MW224
  					MW226

  3.3示例2：修改P2900、P2901参数值
  通过非周期通信设置P2900=11.0、P2901=22.0，变量表模拟程序参考图3-6。

• 按照写参数请求结构将数据写入“WRREC”数据缓冲区MB100~MB127的28个字节中，数据格式参考表3-3；
• 设置写数据记录长度28个字节，MW16 = 28；
• 设置M10.0 = 1，启动“WRREC”写从站数据记录任务；MD12指示“WRREC”指令执行状态，具体状态含义请参考TIA PORTAL在线帮助；
• 写数据记录完成后，设置M20.0 = 1，启动“RDREC”读从站数据记录任务；
• MW26中指示读取从站数据记录的长度4字节，MD22指示“RDREC”指令执行状态；
• 按照写参数应答结构分析MB200~MD3中4字节的数据，数据格式参考表3-4，正确写入P2900=11.0、P2901=22.0。

• 

  挑戰

• 根据《中国制造2025》的指示，培养人才，推动中国成为制造强国
• 实施以培养适合制造业高层职位的人才为核心的课程计划
• 将数字化平台和虚拟仿真技术引入到人才培养中

• 成功的關鍵

• 实施Siemens PLM Software解决方案，为学生提供有利的学习环境，助其获得数字化制造企业的青睐
• 实施Teamcenter和Tecnomatix解决方案，让学生有机会在产品生命周期各阶段对产品设计进行仿真和验证

• 結果

• 西门子的工业软件应用于清华大学，面向全校学生开放（3000 多名学生）
• Tecnomatix应用于本科生的机械制造实践
• 帮助学生建立对于坐标系、路径规划和插补形式等概念的理解
• 实际操作机器人完成相关任务
• 学生通过出售全新西门子1200CPU?？?ES7211-1BE40-0XB0仿真建立对相关知识点的正确认识

• 本次合作，其意义不仅是引进了新的软件平台，更在推动院校专业建设与教学改革；提高人才培养的针对性和有效性；促进科研成果转化；引导建立符合教育规律的人才评价体系等方面影响深远。栾 艳,北方渠道经理 Siemens PLM Software数字化技术也代表了未来工业的发展方向。所以，将相关工程软件引入工程实践教育，采用虚实结合的教学方式很有必要。栾 艳,北方渠道经理 Siemens PLM Software

  Siemens PLM Software的优势在于覆盖领域 广，包含产品设计到制造的全过程，同时结合西门子在自动化领域的优势，为虚实结合提供了一整套可行方案。王 健美,清华大学基础工业训练中心

  产学研深度合作，推动院校专业建设与教学改革

  清华大学（Tsinghua University）是中国高等学府，坐落于北京西北郊风景秀丽的清华园，是中国高层次人才培养和科学技术研究的重要基地。随着制造业的持续发展和技术变革，人才资源总量稳步增长，人才结构、人才素质和人才培养体系逐步改善，制造业人才工作取得了新进展?！吨泄圃?025》强调要健全完善中国制造从研发、转化、生产到管理的人才培养体系，为推动中国制造业从大国向强国转变提供人才保障。 出售全新西门子1200CPU?？?ES7211-1BE40-0XB0

  西门子将数字化的力量融入各行各业，在深化与中国企业合作推进“中国制造2025”的同时，西门子也一贯注重回馈社会、关注教育；Academic Partner Program-“教育合作伙伴项目”是Siemens PLM Software公司的数字 化技术人才培养战略项目，旨在通过与国内的工科院校展开合作，在师资培训、工程教育和学科建设等领域推动设计制造管理教学方面达到水平，并在中国高等院校普及和应用，和高校合作共同培养未来的高素质数字化人才。

  应运而生，源远流长

  在当前新技术、新业态、新产业为特点的新经济蓬勃发展形势下，要求高校培养具备更高工程实践能力、创新能力、跨界整合能力的高素质复合型人才。2016年12月，教育部、人力资源和社会保障部、工业和信息化部联 合印发了《制造业人才发展规划指南》。2017年2月，教育部发布《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》。纷纷针对当前我国工程教育与新兴产业、新经济发展、企业实际需求有所脱节，产教融合不够深入，工程教育实践环节薄弱等问题，提出深化工程教育改革，提升工程技术人才培养能力的建设目标。目前，随着制造业人才工作的推进，人才结构、人才素质和人才培养体系逐步改善，制造业人才培养体系逐步完善。制造业企业在培养人才中的主体作用开始得到发挥，一批高校紧贴市场需求，与企业密切合作，在加快培养后备制造业人才方面发挥了重要基础作用。清华大学与西门子的合作就是其中的代表。

  作为国内的工程类院校，清华大学通过校企合作的方式推进培养体系与课程改革。清华大学基础工业训练中心作为面向本科生的工程训练基地，近年来，在新经济形势下，全面提升学生实践能力、创新能力、跨学科交叉培养等方面，做出了有益的探索：（1）在教学内容上，不断引入新技术，先后拓展了增材制造、机器人、大数据等新方向，并在实践教学中融合信息化手段。这些新的教学内容和手段，有效激发了学生的创新思维与能力，在学生中反响良好。（2）在教学模式上，在以工科生为主的工程训练基础上，拓展了面向全校学生的工程文化素质教育，形成了集合工程教育、通识教育、创新教育为一体的综合型教育形态，不仅为培养工程师服务，也为培养复合型创新人才服务。（3）在教学体系上，训练中心遵循清华大学“四位一体”大学使命、与“一体两翼”实施路径的创新创业理念，在教务处的下，于2016年9月联合校多个院系共同成立技术创新辅修专业，形成国内国内个专门面向双创教学的辅修专业，系统性开展创新创业教育。

  西门子是工业4.0的主要推行者，其所提出的“数字化双胞胎”对实现虚拟世界与物理世界的融合提供了有效的解决方案。西门子产品的优势在于覆盖领域广，包含产品设计到制造的全过程，同时结合西门子在自动化领域的优势，为虚实结合提供了西门子1200PLC代理商一整套可行方案。

  2016年，基础工业训练中心先后引入了西门子公司的Siemens PLM Software系列软件，旨在打通从设计到制造的产品全生命周期价值链，通过具体产品为牵引，实现学生全面参与产品研制全过程，建立对制造流程的系统认知。

  产学研深度合作

  清华大学基础工业训练中心统筹规划、具体实施全校工程实践教学和相关科研工作，因此如何将数字化平台以及虚拟仿真技术引入到工程技术人才培养中，是基础工业训练中心一直在探索的内容。本着“虚实结合、能实不虚、各有侧重”的原则，基础工业训练中心充分注重实践与仿真的结合。通过仿真，实现抽象概念的形象化，帮助学生了解工作原理，掌握理论知识点。再回到实践中去，应用知识，加深理解。通过这种方式，学生在实践中能够起到事半功倍的效果，也有效规避了由于认识不清晰、操作不熟练等带来的安全隐患等问题?；诙允只こ喙亟萄勘甑男枨?，清华大学基础工业训练中心引进Siemens PLM Software软件平台。

  清华引入的Siemens PLM Software包括三个核心部分：NX、Teamcenter和Tecnomatix。NX软件是集成产品设计、工程与制造于一体的解决方案，是完整、灵活且有效的产品设计、工程和制造解决方案。Teamcenter作为统一的产品生命周期管理平台将人员、流程与知识有机地起来，从而加速实施过程、提高生产效率，并加强企业内外的协同；数字化制造解决方案Tecnomatix，则把各种制造学科，从工艺布局规划和设计、工艺过程仿真和验证、制造执行和产品工程连接起来。三者的深度结合，可以实现从产品的设计、制造、仿真，车间的生产布局、设备的运行情况及整个产品生命周期的各环节的仿真和验证。

  自2016年开始，基础工业训练中心开始使用出售全新西门子1200CPU模块6ES7211-1BE40-0XB0Siemens PLM Software软件平台。西门子的机器人仿真软件ROBCAD已经用于本科生工程实践训练?；诟萌砑教ǖ钠溆嗫纬袒乖诼叫ㄉ柚小Ｄ壳?，在基础工业训练中心的公共机房和展示中心的电脑中安装该软件平台，并面向全校学生开放使用。学生可以利用该软件平台自主进行多种形式的科研活动，不仅有课堂教学，还有SRT 项目、竞赛、创新创业活动等。以基础工业训练中心开设的“工业机器人仿真与实践”实验单元为例。学生先在西门子公司ROBCAD软件平台上，实现工业机器人的运动控制、运动路径规划、工具操作等内容?；谝桓黾虻ナ道?，把抽象的内容通过图形化地方式直观展示出来，一步步地帮助学生理解坐标系、位姿、路径规划、操作空间等基本概念和实现方法。在实际操作中，由于有了上述知识做基础，学生能够很快上手，实现机器人的操作；同时也对示教编程、离线编程等方式有了体会。同时有效降低了由于知识点不明晰带来的误操作等潜在安全隐患。

  作为综合教育项目的一部分，西门子不仅提供了NX、Teamcenter以及Tecnomatix软件套装，还提供了教材、讲义、西门子的课程等*的支持服务。基于西门子强大的行业经验和丰富的应用实例，通过为教师提供软件应用相关培训，并提供相关培训文档，为教师开展教学活动提供参考。在实践环节中，西门子代理商技术人员协助开发相关案例并提供西门子PLM系列教材。

  厚积薄发，培养未来数字化工厂中的工程师

  随着信息化，数字化与工业化的融合，制造技术已从物质形式的制造向信息制造转变，产品中知识信息的价值占据越来越高的比例，这不但反映在产品本身，而且体现在产品的整个生命周期，特别是生产制造环节。新的人才需求形势下，高校需以人才需求为导向，实施针对性的学科建设和课程改革。

  清华大学基础工业训练中心深刻意识到校企合作的重要性，只有实现校企深度融合，才能实现人才的贯通性培养。在校企合作方面，训练中心探索了多种模式：（1）吸引企业参与高校学校工程教育基础建设。训练中心与国内外多个企业都建立了良好的合作关系，企业在中心的软硬件设施建设方面也给予了大力支持；近年来，更是在服务方面加大了力度。（2）邀请企业名家参与学生教学。在中心开设的创新创业课程中，多次邀请企业界人士为学生进行课程讲授、创业辅导。中心还建立了创业导师制度，聘请企业名家作为创客导师，定期与学生开展如授课、沙龙等多种形式的交流。这种邀请企业到学校中来的方式，成为了同学们了解产业形态的一扇窗口，在学生中反响强烈。（3）让学生到企业中去。在中心的《工业系统基础》等课程中，会组织学生多次到企业现场参观，引起了同学的浓厚兴趣。在未来的建设中，训练中心希望能够与企业开展更为深入的合作，一方面，是希望企业能够将新的技术、知识引入到学校，真正实现学以致用；另一方面，是希望可以探索一些合作模式，实现校企一体化育人。