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(guó)第一汽車(chē)股份有限公司(“中國(guó)一汽”)研發(fā)中心是中國(guó)汽車(chē)行業(yè)最大的研發(fā)、測(cè)試及檢驗(yàn)機(jī)構(gòu),是原設(shè)備制造商中國(guó)一汽集團(tuán)以及中國(guó)政府的重要技術(shù)中心之一。公司重點(diǎn)開(kāi)發(fā)商用車(chē)和汽車(chē)零部件,工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)覆蓋整個(gè)汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期。
中國(guó)一汽研發(fā)中心給智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)研發(fā)部下發(fā)建立研發(fā)功能,研發(fā)智能汽車(chē)的任務(wù),這是“中國(guó)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(dòng)化的駕駛,增加了系統(tǒng)復(fù)雜性,并需要在前期驗(yàn)證控制器。
目前智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)家研發(fā)的熱點(diǎn),相關(guān)技術(shù)在同步研發(fā)推進(jìn),是國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠(chǎng)家追趕國(guó)際知名汽車(chē)廠(chǎng)家的一次契機(jī)。不過(guò),設(shè)計(jì)先進(jìn)汽車(chē)需要使用先進(jìn)開(kāi)發(fā)技術(shù),這對(duì)中國(guó)一汽智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)研發(fā)部而言是一大挑戰(zhàn)。
實(shí)施基于模型的系統(tǒng)工程
中國(guó)一汽網(wǎng)聯(lián)車(chē)研發(fā)部當(dāng)時(shí)正在尋找具有整車(chē)建模(包括實(shí)時(shí)和在線(xiàn)物理建模及控制開(kāi)發(fā))經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商。此外,他們還想改進(jìn)開(kāi)發(fā)流程,并希望能找到一個(gè)愿意與其共享知識(shí)和方法的合作伙伴。
中國(guó)一汽網(wǎng)聯(lián)車(chē)研發(fā)部科室主任鄭磊博士表示,“一方面,我們需要開(kāi)展整車(chē)模型離線(xiàn)仿真,以分析車(chē)輛性能,并滿(mǎn)足對(duì)硬件在環(huán)(HIL)測(cè)試平臺(tái)實(shí)時(shí)仿真的需要;另一方面,我們還需要一個(gè)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(shí)?!?
通過(guò)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(guó)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(hù)按照車(chē)輛開(kāi)發(fā)不同階段的需求創(chuàng)建不同復(fù)雜程度的模型。中國(guó)一汽不僅在Simcenter Amesim內(nèi)開(kāi)發(fā)了高度精確的離線(xiàn)仿真模型,而且還能在大量實(shí)時(shí)仿真情景中使用這些模型 ,從而能夠進(jìn)行混合硬件在環(huán)(HIL)測(cè)試、控制驗(yàn)證及模型驗(yàn)證。
鄭博士表示,“Simcenter Amesim提供了一個(gè)易用、開(kāi)放的開(kāi)發(fā)環(huán)境,在不同部門(mén)之間甚至在各部門(mén)和供應(yīng)商之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)合建模和有效部署,盡管整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)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(tuán)隊(duì)還提供技術(shù)轉(zhuǎn)讓。在整個(gè)協(xié)同過(guò)程中,Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)就如何將相同方法用于其它情景為中國(guó)一汽員工提供培訓(xùn),使其集成為中國(guó)一汽標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)過(guò)程的一部分。鄭博士對(duì)此大加贊賞,“Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)能夠認(rèn)真了解客戶(hù)的需求,與客戶(hù)分享他們的最新技術(shù),定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家舉行講座和技術(shù)交流,善于為客戶(hù)著想。Simcenter工程服務(wù)的技術(shù)能力得到中國(guó)一汽項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的高度認(rèn)可。
無(wú)縫協(xié)作
中國(guó)一汽網(wǎng)聯(lián)車(chē)研發(fā)部與Simcenter Engineering工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)無(wú)縫協(xié)作,為與離線(xiàn)和實(shí)時(shí)仿真相關(guān)的先進(jìn)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)分析搭建了一個(gè)可靠框架。
Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)幫助中國(guó)一汽采用虛擬方式驗(yàn)證車(chē)輛電控器(ECU),比如電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)。首先,工程專(zhuān)家協(xié)助中國(guó)一汽定義過(guò)程,集成模型。利用Simcenter Amesim軟件搭建發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和動(dòng)力系統(tǒng)的精確模型。然后通過(guò)廣西銷(xiāo)售西門(mén)子原裝SMART模塊ST30動(dòng)畫(huà)設(shè)置、創(chuàng)建并運(yùn)行情景。定義了20多個(gè)要在HIL試驗(yàn)臺(tái)上驗(yàn)證的情景,這些情景能夠在虛擬儀表上實(shí)時(shí)顯示。最后,在Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)的協(xié)助下,中國(guó)一汽開(kāi)發(fā)了基于模型預(yù)測(cè)控制的(MPC)駕駛員模型,用于車(chē)輛軌線(xiàn)控制。該模型提供了一個(gè)系統(tǒng)性簡(jiǎn)化程序,用于設(shè)計(jì)非常復(fù)雜的多變量控制系統(tǒng),能夠自動(dòng)生成道路和目標(biāo)軌跡。
由于Simcenter Engineering工程師在為各個(gè)平臺(tái)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(yùn)行不同硬件系統(tǒng)的模型。
充分利用Simcenter
通過(guò)使用廣西銷(xiāo)售西門(mén)子原裝SMART模塊ST30Simcenter Amesim并且利用Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)知識(shí),中國(guó)一汽為自主開(kāi)發(fā)的一款車(chē)型完成了實(shí)時(shí)建模項(xiàng)目。中國(guó)一汽通過(guò)HiL仿真與測(cè)試進(jìn)行整車(chē)控制器測(cè)試與故障診斷,減少了控制器開(kāi)發(fā)時(shí)間,大大縮短了整車(chē)電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期。
中國(guó)一汽網(wǎng)聯(lián)車(chē)研發(fā)部各單位都用Simcenter Amesim來(lái)設(shè)計(jì)車(chē)輛系統(tǒng),從而讓系統(tǒng)集成、控制驗(yàn)證、HiL仿真以及模型驗(yàn)證變得更加容易。使用的Simcenter Amesim功能包括發(fā)動(dòng)機(jī)高頻模型、實(shí)時(shí)模型簡(jiǎn)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(jìng)爭(zhēng)力
長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)一汽集團(tuán)公司研發(fā)中心一直是中國(guó)HiL系統(tǒng)仿真和測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,始終致力于趕超國(guó)際先進(jìn)水平。
鄭博士表示,“通過(guò)使用Simcenter解決方案,我們能夠自主建模,從而進(jìn)一步提升了我們的競(jìng)爭(zhēng)力。我們將繼續(xù)與Siemens PLM Software這樣的世界級(jí)供應(yīng)商合作,不斷推動(dòng)產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展。