西门子6SL3040-0LA00-0AA0

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SINAMICS S120 控制单元 CU310 DP 带 PROFIBUS 接口 不带 CF 卡

装配机器人无需专门编程即可进行产品装配；工厂生产线可以自我优化；列车或风机可以基于运行数据和人工智能（AI）申请维护，它们的自我检查和预判能力甚至优于开发它们的工程师。人工智能的强势发展必将进一步改变人类的工作模式，这是为什么呢？西门子股份公司*技术官博乐仁（Roland Busch）对此进行了详细解读。

如果我们能引导人工智能朝着有益人类的方向发展，让它成为我们的有力帮手，那么发展即机遇。毫无疑问，人工智能的强势发展将进一步改变人类的工作模式。市场研究机构*预测，多达50％的生产活动都可以由机器自动完成。这意味着，机器不但可以执行这些活动，而且比人类做得更好、更快。当然，这也意味着，一旦摆脱了这些琐碎的任务，我们就有更多时间来评估执行结果，为客户提供建议，发掘并培养员工能力。

人形机器人将为人类的研究工作、工业发展和日常生活提供帮助，但不会取代人类

不存在“人机对抗”

“人机对抗”的说法难免有危言耸听之嫌，进一步了解人工智能，人们早已发现情况并非如此。如今，变革已经开始，德国各工业企业正在试图互相挖角，尤其是那些跨学科人才，比如具备物理工程知识的数据科学家。只有他们能将人工智能生成的相关数据转化为现实应用。例如，列车操作员收到指令，要在某个时间前更换某节列车的某个部件。而要发出这条指令，需要兼具预测性维护、风险分析的相关知识，还要了解替换部件的可用性，甚至是列车所在国家的法律法规。所以说，只有人类才可以将数字化世界的洞察运用到现实世界中。

正因如此，在高精度作业时我们总是依赖于娴熟的手工劳动。例如，在慕尼黑Allach区的工厂里，生产和维护机车时的工作精度达到十分之一毫米。只有交给专业技术人员，我们才能保证列车的性能。

目前有三大趋势并行：新的就业机会正在产生、一些岗位逐渐被淘汰、还有一些岗位则正在发生着改变。若想人工智能对人类社会产生积极影响，就必须确保商业企业——包括大中小企业甚至零售商——都能广泛应用人工智能。我所讲的是工业人工智能，即结合了专业知识的人工智能。我们的目标是创造“数字化伴侣”，它相当于人类的智能助力器。这种为人类赋能的人工智能技术必须得到普及。但是，我们不能只投资研发，还要投资培训，把这些技能在幼儿园、小学、高中和大学中推广。

我们通过“工业4.0”成功开启了数字化转型，而工业人工智能将这一转型提升至全新高度 

人工智能推动“工业4.0”进入下一阶段

工业大国想要从当前的工业革命中获益，需要工业企业、政府官员、科学家和社会各界合作伙伴们通力合作，制定类似德国“工业4.0”的成功举措。“工业4.0”已是世人皆知的术语，它将在人工智能的助力下迭代升级，因为未来的一切都将和人工智能息息相关，包括IT技术、工业生产、工厂运营、产品性能和服务模式等。工业人工智能将推动“工业4.0”进入下一阶段，巩固德国等工业大国的实力，这一点与美国和中国企业主导的消费品产业所应用的人工智能有所不同。

在位于慕尼黑的西门子机器人实验室内，机器人在没有预先编程的情况下组装产品

人工智能是未来发展的关键

有关人工智能的恐慌论是片面的。我认为人们忽视了重要的一点，那就是人工智能对国内生产总值（GDP）的未来增长十分关键。考虑到人口结构的变化趋势，年均3.5％的GDP增长率注定难以为继。经济必须转型，可以通过人工智能技术和技术密集型劳动力而非劳动密集型劳动力来实现，基于资质和生产力创造价值。

无论是国家还是企业，若想在今天取得成功，就必须使经济适应未来发展。市场研究机构*预测，如果人工智能得以正确并且持续地应用，它将有可能提高德国等经济体的GDP。我们已经通过“工业4.0”开启了数字化转型，而工业人工智能可以帮助我们达到一个全新的高度。

随着新一代的成长，对人工智能的恐慌是否会爆发？显然，未来的发展重点在于技术密集型劳动力，而非劳动密集型

说明

有一系列从入门级CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量结构;多个CPU可以在一个多值计算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间，可缩短机器的循环周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存储器，地址范围，连接数量和执行时间。十款款标准的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 总线接口。

应用

• S7-400尤其适合于加工工业中的数据密集型任务。高处理速度和确定性的响应时间，缩短高速机械制造业设备控制的循环周期。

• S7 - 400好用于整体协调各种设备，控制低级别的系统。这是由高速通讯能力和集成接口来保证的。

• 在S7- 400的许多器件也可用于环境条件下的SIPLUS版本。

S7-400 的成功应用如下：

• 汽车工业

• 标准机械设备制造包括定制的机械设备制造

• 仓储系统

• 建筑工程

• 钢铁行业

• 发电和配电

• 造纸和印刷业

• 木工

• 纺织业

• 医药制品

• 食品和饮料行业

• 处理工程，例如水和废水处理设施

• 化工和石化

效益

• 由于采用各种级别的CPU，S7-400可以灵活扩展升级；I/O能力几乎是无限的。

• 强大的CPU允许集成新的功能，无需额外硬件投资，例如处理质量数据，用户友好的诊断，到更高层次的MES解决方案或通过总线系统的高速通讯。

• 可以以模块化的方式构建S7 - 400，有各种用于集中配置和分布式结构的模块，以实现处理备件方面的低成本。

• 在操作过程中可以修改S7- 400 的分布式I/O配置（在运行中配置）。另外在工作时还可以删除和插入信号模块（热插拔）。这使得很容易扩展系统或出现故障时替换模块。

• 项目的完整数据存储包括CPU上的符号和注释，简化了服务和维护过程。

• 可以将安全技术和标准自动化集成到一个单一的S7- 400控制器，可以通过S7- 400的冗余结构增加设备的可用性。

• S7- 400的许多器件也可用于外部环境条件SIPLUS版本，例如：扩展温度范围（-25+60°C）和在恶劣环境/冷凝条件下使用。

• S7- 400的高速背板总线确保集中式I/ O模块的高速通讯。

设计和功能

模块化

S7 - 400的一个重要特点是它的模块化。S7- 400的高速通讯背板总线和允许直接插入CPU集成的DP接口，允许多条通讯线路的高性能运行。例如，把一根总线用于HMI通讯和编程任务，一根总线用于高性能运动控制，一根总线用于普通I / O现场总线通讯。
此外，也可以实现另外连接到MES-/ERP系统或通过SIMATIC IT连接到互联网的需要。根据任务情况，可对S7 – 400进行集中扩展或分布式配置。附加设备和接口模块也可集中用于此目的。在CPU中集成的PROFIBUS或PROFINET接口上也可实现分布式扩展。如果需要，也可以使用通讯处理器（CP）。

设计

设计一个S7 - 400系统基本上包括机架，电源，和中央处理单元。它可以以一个模块化的方式安装和扩展。所有的模块都可以自由地放置在左侧插入的电源旁边。S7- 400具有无风扇的坚固设计。信号模块可以热插拔。一个多层面的模块范围可用于中央扩展以及具有ET200的分布式拓扑结构的简单配置。
在集中式扩展中，额外安装机架直接连接到中央控制器。西门子6SL3040-0LA00-0AA0

除了标准的安装机架，也提供9槽和18槽铝合金安装机架。这些铝机架可以很高地耐受不利环境条件，紧固耐用，重量轻25％左右。

多值计算

多值计算，也就是在一个S7- 400中央控制器中的几个CPU的同时操作，为用户提供不同的益处：

• 可通过多值计算共享的S7 - 400的整体性能。例如，在技术复杂的任务中，如开环控制，可以将计算机或通讯分割和分配给不同的CPU每个CPU分配给自己的，用于此目的本地输入/输出。

• 有些任务也可以从每个多值计算方式中断开，一个CPU处理关键时间的处理任务，另一个处理非关键时间的任务。

在多值计算操作中，所有的CPU的运行行为像一个CPU，也就是说，当一个CPU进入STOP状态，其他的也停止。几个CPU的动作可以通过同步指令选择性地协调调用。此外，CPU之间的数据交换通过高速的全局数据通讯机制。

数据/程序存储器

从精细分级的各种CPU中选择合适的CPU取决于集成工作存储区的大小。集成装载存储器（RAM）足以满足中小型企业方案。对于大型程序，通过插入RAM或FEPROM存储卡增大装载内存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

• 从工程工作站通过网络更新固件实现更简单和快速的升级

• 通过一个系统功能实现额外的写保护（例如没有从PC器件下载到CPU）

• 通过读取存储卡的序列号获得保护，因此，保证了程序只与特定的存储卡一起运行

集成的路由功能允许在不同总线系统和网络数据记录，例如控制级PC可以通过S7 -400控制器与连接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的现场设备进行通讯。

1. 概况

本文介绍了如何利用西门子组态软件WinccFlexbile实现屏与S120通过DP的直接连接，文中以MP270和CU320间的通讯为例介绍。
软件：Step7 V5.4 sp4; WinccFlexible 2008; Scout V4.1 sp2
硬件：PG/PC; MP270; CU320; 单轴电机模块
网络结构如下：

图 1 网络结构图

Profibus网络地址：
CU320：7
MP270：1
以太网地址设定：
PG/PC：192.168.20.88
MP270：192.168.20.11
CU及Servo轴的装置号如下：

图 2 装置号

驱动的调试过程请参考其它文档，在此不再赘述。

2. WinccFlexible配置
首先在Step 7中插入HMI Station

图 3 插入HMI

然后选择相应的屏和版本：

图 4 选择屏的型号

如果版本不对可通过OS更新来达到*：

图 5 OS更新

打开WinccFlexible后首先建立新的连接：

图 6 通讯连接设定

然后建立变量：

图 7 新建变量

变量地址的设定规则如下：
DB:=参数号
DBX:=1024*装置号+参数下标 注X可为W或D，根据S120参数的数据类型而定。
注：装置号参见图2

参数读写例子：
(1) 读写CU的P2098.1
变量地址为DB2098.DBD1025 ，数据类型：DWORD；其中DBD中的1025=1024*1(装置号)+1（参数下标）。
(2) 读写SERVO_02的P2900.0
变量地址为DB2900.DBD2048 ，数据类型：REAL；其中DBD中的2048=1024*2(装置号)+0（参数下标）。
可将驱动的速度主给定P1155设为P2900，然后修改P2900的值实现变频器的速度给定的修改。

下载屏的项目前需进行MP270的数据传送设置：

图 8 屏的IP地址设定

再进行屏组态数据下载的设置：

图 9 下载方式设定

后设定计算机的IP地址，与屏在同一网段：

图 10 计算机IP地址设置

之后即可正常下载屏的组态数据并和S120建立直接的通讯连接。