Debion
Signal modules are the interface of the SIMATIC S7-300 to the process. The multi-facetted module range of S7-300 allows modular customization to suit the most varied tasks.
S7-300 supports multi-facetted technological tasks and offers exhaustive communication options. Apart from the CPUs with integrated functions and interfaces, there is a wide range of special modules in S7-300 design for technology and communication.
Benefit
The sensors/actuators are connected through front connectors. These are available for the following connection bs:
When a module is replaced, the connector is simply plugged into the new module of the same type; the wiring is retained. The coding of the front connector avoids mistakes.
Connection with SIMATIC TOP connect is even simpler and faster (not for the onboard I/O of the compact CPUs). Preassembled front connectors with single cores and a complete plug-in modular system comprising a front connector module, connecting cable and terminal block are available.
The high number of channels on the modules provides for the space-saving design of the S7-300. Modules are available with 8 to 64 channels (digital) or 2 to 8 channels (analog) per module.
The modules are configured and beterized using STEP 7, and there are no inconvenient switch settings to be made. The data are stored centrally and, following module replacement, they are automatically transferred to the new module so that no setting errors can occur. No software upgrade is required when using new modules. A configuration can be copied as often as required, e.g. for standard machines.
Design and functions
A host of different digital and analog modules provide exactly the bs/outputs required for each task.
Digital and analog modules differ as regards the number of channels, voltage and current ranges, electrical isolation, diagnostics and alarm functions, etc.
In all the module ranges named here, SIPLUS components are also available for extended temperature range -25…+60°C and aggressive atmosphere/condensation.
Diagnostics, interrupts
Many modules additionally monitor signal acquisition (diagnostics) and the signals from the process (process interrupt). This makes it possible to react immediaby to process errors, e.g. wire breaks or short circuits, and any process event, e.g. rising or falling edge at a digital b. The response of the controller can easily be programmed with STEP 7.
Special modules
For test and simulation, the simulation module can be plugged into the S7-300. It enables simulation of encoder signals via switches and indicates output signals via LEDs.
The module can be plugged in anywhere regardless of slot rules. The dummy module reserves a slot for an unconfigured signal module. When the module is installed later, the mechanical configuration and address assignment of the overall configuration remain unchanged.
中國第一汽車股份有限公司(“中國一汽”)研發(fā)中心是中國汽車行業(yè)最大的研發(fā)、測試及檢驗機構(gòu),是原設(shè)備制造商中國一汽集團以及中國政府的重要技術(shù)中心之一。公司重點開發(fā)商用車和汽車零部件,工程專業(yè)知識覆蓋整個汽車開發(fā)周期。
中國一汽研發(fā)中心給智能網(wǎng)聯(lián)車研發(fā)部下發(fā)建立研發(fā)功能,研發(fā)智能汽車的任務(wù),這是“中國制造2025”的重要技術(shù)發(fā)展方向。駕駛功能的電氣化和自動化的駕駛,增加了系統(tǒng)復(fù)雜性,并需要在前期驗證控制器。
目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車是國內(nèi)外廠家研發(fā)的熱點,相關(guān)技術(shù)在同步研發(fā)推進,是國內(nèi)汽車廠家追趕國際知名汽車廠家的一次契機。不過,設(shè)計先進汽車需要使用先進開發(fā)技術(shù),這對中國一汽智能網(wǎng)聯(lián)車研發(fā)部而言是一大挑戰(zhàn)。
實施基于模型的系統(tǒng)工程
中國一汽網(wǎng)聯(lián)車研發(fā)部當時正在尋找具有整車建模(包括實時和在線物理建模及控制開發(fā))經(jīng)驗的供應(yīng)商。此外,他們還想改進開發(fā)流程,并希望能找到一個愿意與其共享知識和方法的合作伙伴。
中國一汽網(wǎng)聯(lián)車研發(fā)部科室主任鄭磊博士表示,“一方面,我們需要開展整車模型離線仿真,以分析車輛性能,并滿足對硬件在環(huán)(HIL)測試平臺實時仿真的需要;另一方面,我們還需要一個技術(shù)合作伙伴提供技術(shù)轉(zhuǎn)讓服務(wù),增加我們的內(nèi)部知識?!?
通過使用Simcenter Amesim?軟件 – Siemens PLM Software提供的Simcenter組合的一部分 – Simcenter工程服務(wù)為中國一汽提供了最新工具和方法。Simcenter Amesim支持基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE),幫助用戶按照車輛開發(fā)不同階段的需求創(chuàng)建不同復(fù)雜程度的模型。中國一汽不僅在Simcenter Amesim內(nèi)開發(fā)了高度精確的離線仿真模型,而且還能在大量實時仿真情景中使用這些模型 ,從而能夠進行混合硬件在環(huán)(HIL)測試、控制驗證及模型驗證。
鄭博士表示,“Simcenter Amesim提供了一個易用、開放的開發(fā)環(huán)境,在不同部門之間甚至在各部門和供應(yīng)商之間實現(xiàn)聯(lián)合建模和有效部署,盡管整個開發(fā)過程不同階段的模型復(fù)雜程度各不相同,它仍然確保了模型的一致性?!?
除軟件許可之外,Simcenter工程服務(wù)團隊還提供技術(shù)轉(zhuǎn)讓。在整個協(xié)同過程中,Simcenter工程服務(wù)團隊就如何將相同方法用于其它情景為中國一汽員工提供培訓(xùn),使其集成為中國一汽標準設(shè)計過程的一部分。鄭博士對此大加贊賞,“Simcenter工程服務(wù)團隊能夠認真了解客戶的需求,與客戶分享他們的最新技術(shù),定期邀請國內(nèi)外專家舉行講座和技術(shù)交流,善于為客戶著想。Simcenter工程服務(wù)的技術(shù)能力得到中國一汽項目團隊的高度認可。
無縫協(xié)作
中國一汽網(wǎng)聯(lián)車研發(fā)部與Simcenter Engineering工程服務(wù)團隊無縫協(xié)作,為與離線和實時仿真相關(guān)的先進車輛動力學(xué)分析搭建了一個可靠框架。
Simcenter工程服務(wù)團隊幫助中國一汽采用虛擬方式驗證車輛電控器(ECU),比如電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)。首先,工程專家協(xié)助中國一汽定義過程,集成模型。利用Simcenter Amesim軟件搭建發(fā)動機、傳動系和動力系統(tǒng)的精確模型。然后通過廣西銷售西門子原裝SMART模塊ST30動畫設(shè)置、創(chuàng)建并運行情景。定義了20多個要在HIL試驗臺上驗證的情景,這些情景能夠在虛擬儀表上實時顯示。最后,在Simcenter工程服務(wù)團隊的協(xié)助下,中國一汽開發(fā)了基于模型預(yù)測控制的(MPC)駕駛員模型,用于車輛軌線控制。該模型提供了一個系統(tǒng)性簡化程序,用于設(shè)計非常復(fù)雜的多變量控制系統(tǒng),能夠自動生成道路和目標軌跡。
由于Simcenter Engineering工程師在為各個平臺制定軟件和硬件集成方案方面提供的出色指導(dǎo)和協(xié)助,公司現(xiàn)在能夠運行不同硬件系統(tǒng)的模型。
充分利用Simcenter
通過使用廣西銷售西門子原裝SMART模塊ST30Simcenter Amesim并且利用Simcenter工程服務(wù)團隊的專業(yè)知識,中國一汽為自主開發(fā)的一款車型完成了實時建模項目。中國一汽通過HiL仿真與測試進行整車控制器測試與故障診斷,減少了控制器開發(fā)時間,大大縮短了整車電控系統(tǒng)開發(fā)周期。
中國一汽網(wǎng)聯(lián)車研發(fā)部各單位都用Simcenter Amesim來設(shè)計車輛系統(tǒng),從而讓系統(tǒng)集成、控制驗證、HiL仿真以及模型驗證變得更加容易。使用的Simcenter Amesim功能包括發(fā)動機高頻模型、實時模型簡化工具、用于模型交換和工具耦合的功能模型(FMU)接口等。
提升競爭力
長期以來中國一汽集團公司研發(fā)中心一直是中國HiL系統(tǒng)仿真和測試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,始終致力于趕超國際先進水平。
鄭博士表示,“通過使用Simcenter解決方案,我們能夠自主建模,從而進一步提升了我們的競爭力。我們將繼續(xù)與Siemens PLM Software這樣的世界級供應(yīng)商合作,不斷推動產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展。