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S7-1200 擴(kuò)展電纜
S7-1200 提供一條長度為2.0m 的擴(kuò)展電纜，用于連接安裝在擴(kuò)展機(jī)架上的SM 12XX IO 模塊,。一個(gè) S7-1200 CPU 多使用一根擴(kuò)展電纜,。
電纜訂貨號為： 6ES7 290-6AA30-0XA0
電纜長度：2.0m
擴(kuò)展電纜的安裝視頻
擴(kuò)展電纜的安裝方法，請參考以下視頻：
插頭與終端電阻在Profibus通訊中有著非常重要的作用,，它們使用起來非常簡單,，沒有很多復(fù)雜的設(shè)置；但是正是由于使用簡單,，使得很多工程師在使用當(dāng)中忽略了一些細(xì)節(jié)，導(dǎo)致很多通訊問題,。
1 Profibus插頭的結(jié)構(gòu)與簡單用法
圖1Profibus插頭結(jié)構(gòu)
這是常見的Profibus插頭,，如果我們有A、B兩個(gè)站點(diǎn)要做Profibus通訊,，應(yīng)該如何連接插頭呢,？因?yàn)榭偩€上只有兩個(gè)站，顯然終端電阻都要打到ON位置,。那么插頭上的接線是否要一進(jìn)一出呢,。
圖2 兩個(gè)DP站點(diǎn)的連接
正確的做法是兩個(gè)插頭都連接進(jìn)線端。因?yàn)榻K端電阻與插頭的出線端是2選1的。終端電阻打ON,，進(jìn)線端連接終端電阻,，斷開與出線端的連接；終端電阻打OFF,，進(jìn)線端斷開與終端電阻的連接,，連接出線端。
2常見的Profibus總線連接
圖3 主站在總線一端點(diǎn)
圖3所示的是一般的Profibus總線連接方法,，主站位于總線的一端,，終端電阻打ON。
然后依次連接后面的站點(diǎn),，中間的站點(diǎn)終端電阻打OFF,，后面的站點(diǎn)終端電阻打ON。
圖4 主站在總線中間
有時(shí)候由于現(xiàn)場設(shè)備分布的原因,，主站也可以安裝在Profibus總線的中間,，具體做法如圖4所示。
終端電阻打ON的設(shè)備不能斷電,，如圖5所示Profibus插頭上除了220歐的終端電阻以外還有兩個(gè)390歐的偏置電阻,，并且偏置電阻上必須連接電源。
圖5 終端電阻和偏置電阻
如果終端設(shè)備需要經(jīng)常斷電維護(hù),，或者終端設(shè)備只有接線端子而沒有9針D型插座,，就需要使用有源終端模塊作為Profibus總線的終端(6ES7 972-0DA00-0AA0)。
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圖6 Profibus有源終端模塊
如果Profibus電纜不夠長,，需要把兩根電纜接起來,，不能簡單的把兩根銅芯擰起來，因?yàn)檫@樣會破壞電纜的特征阻抗,，可能會導(dǎo)致通訊問題,。好使用圖7中的接頭來連接兩根需要接起來的電纜。
圖7 Profibus連接接頭
3 RS485中繼器的終端電阻使用方法
Profibus通訊電纜的大長度取決于通訊的波特率,，如果電纜超過了所能通訊的大長度,，就需要使用RS485中繼器來延長通訊距離。
表1 總線長度與傳輸速率的關(guān)系
| 傳輸速率（kbit/s） | 9.6-187.5 | 500 | 1500 | 3000-12000 |
| 總線長度（m） | 1000 | 400 | 200 | 100 |
中繼器上有接線端子,，Profibus電纜可直接連接到端子上,。另外中繼器上也配有終端電阻。其用法與電纜插頭相同,。
圖8 1網(wǎng)段只有進(jìn)線,，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線
圖9 1網(wǎng)段只有進(jìn)線，2網(wǎng)段只有進(jìn)線
圖10 1網(wǎng)段有進(jìn)線出線,，2網(wǎng)段有進(jìn)線出線
4 OLM上插頭終端電阻使用方法
如果現(xiàn)場設(shè)備通訊距離較遠(yuǎn),，或者現(xiàn)場電磁干擾嚴(yán)重,，可以使用OLM把電信號轉(zhuǎn)化成光信號，使用光纜來傳輸信號,。OLM上有RS485電氣接口,，需要使用Profibus插頭來連接電纜。并且OLM電氣接口不論連接主站還是從站,，接法都一樣,。
該企業(yè)主要從事全色系超高亮度LED外延片、芯片,、化合物太陽能電池及Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體等的研發(fā),、生產(chǎn)與銷售，產(chǎn)品性能指標(biāo)居水平,。目前擁有10000級到100級的現(xiàn)代化潔凈廠房,，上萬臺（套）的外延生長和芯片制造等設(shè)備。公司憑借強(qiáng)大的企業(yè)實(shí)力,，實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)外延片2400萬片,、芯片3000億粒的生產(chǎn)規(guī)模，占到國內(nèi)總產(chǎn)能的58%以上,。2014年,，公司進(jìn)一步擴(kuò)大和延伸LED產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，在廈門投資新建的LED產(chǎn)業(yè)基地和通訊微電子器件項(xiàng)目,，使公司的生產(chǎn)規(guī)模直接邁入優(yōu)秀行列,，并成為上具備規(guī)模化生產(chǎn),、研發(fā)化合物半導(dǎo)體芯片能力的企業(yè),。
為適應(yīng)公司快速發(fā)展和打造LED芯片產(chǎn)業(yè)和智能化*，公司啟動(dòng)了數(shù)字化工廠戰(zhàn)略,，并選擇了北京天拓四方科技有限公司作為數(shù)字化工廠整體解決方案戰(zhàn)略合作伙伴,，共同推進(jìn)戰(zhàn)略落地，以數(shù)字化工廠業(yè)務(wù)咨詢?yōu)榛A(chǔ),，以產(chǎn)品研發(fā)和芯片制造業(yè)務(wù)主線,，以信息集成為技術(shù)手段，建設(shè)支撐產(chǎn)品生命周期全過程的數(shù)字化統(tǒng)一平臺,，實(shí)現(xiàn)研發(fā)過程中管理信息,、需求信息、研發(fā)信息,、制程信息、資源信息,、制造信息,、質(zhì)量信息等基于標(biāo)準(zhǔn)化的有效整合和管理,，在數(shù)字化統(tǒng)一平臺上，建立研發(fā)協(xié)同體系,、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)和制造的高效運(yùn)行模式,，有效提升企業(yè)的管理能力、研發(fā)能力,、制程能力,、制造能力、協(xié)同效率和快速反應(yīng)能力,，增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力,。
二、項(xiàng)目實(shí)施方案：
在客戶現(xiàn)行信息技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,，以業(yè)務(wù)發(fā)展需求為導(dǎo)向,，遵循基本原則：“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織,、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一管理”,，簡稱“五統(tǒng)一原則”,，針對客戶戰(zhàn)略，此項(xiàng)目遵循如下實(shí)施原則：
? 業(yè)務(wù)牽引,，需求驅(qū)動(dòng)：數(shù)字化工廠建設(shè)將以工廠業(yè)務(wù)需求為發(fā)啟,，通過工程化的推進(jìn)管理模式，分階段推進(jìn)數(shù)字化工廠建設(shè),。在推進(jìn)過程中,，特別要重視需求調(diào)研和需求分析，只有完整準(zhǔn)確的需求調(diào)研才能做好數(shù)字化工廠建設(shè),。
? 統(tǒng)籌規(guī)劃,，突出重點(diǎn)：數(shù)字化工廠建設(shè)涉及的業(yè)務(wù)面廣而復(fù)雜，而資源是有限的,。在推進(jìn)數(shù)字化工廠建設(shè)過程中,，需要在一定時(shí)期內(nèi)以有限的資源，根據(jù)統(tǒng)籌規(guī)劃和數(shù)字化工廠規(guī)劃,，確保以科研生產(chǎn)管理平臺為重點(diǎn)的管理信息化建設(shè)落實(shí),。
? 注重協(xié)同，加強(qiáng)集成：在建設(shè)數(shù)字化工廠前應(yīng)該充分考慮各系統(tǒng)之間的集成,，統(tǒng)一數(shù)據(jù)源,。同時(shí)在數(shù)據(jù)共享的情況下注重各部門各業(yè)務(wù)的協(xié)同。
? 完善基礎(chǔ),，深化應(yīng)用：在完善網(wǎng)絡(luò)與硬件基礎(chǔ)的同時(shí),，通過數(shù)據(jù)規(guī)范,、標(biāo)準(zhǔn)配合、制度約束的方式構(gòu)建扎實(shí)的數(shù)字化工廠數(shù)據(jù)基礎(chǔ),，并在此基礎(chǔ)上開展深化應(yīng)用工作,，分析評估基于數(shù)字化工廠的科研生產(chǎn)管理，從而解決瓶頸問題,、優(yōu)化流程,。
該數(shù)字化工廠項(xiàng)目實(shí)施方案包括數(shù)字化頂層設(shè)計(jì)、數(shù)字化研發(fā),、數(shù)字化制造管理和EAP機(jī)臺自動(dòng)化及落地實(shí)施,。
圖1 項(xiàng)目實(shí)施方案及框架
? 數(shù)字化頂層設(shè)計(jì)：天拓四方對客戶當(dāng)前業(yè)務(wù)模式、業(yè)務(wù)流程,、管理瓶頸及信息化現(xiàn)狀進(jìn)行綜合診斷和優(yōu)化,，同時(shí)結(jié)合企業(yè)智能制造優(yōu)秀實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采取頂層設(shè)計(jì)與咨詢?分模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)?分階段實(shí)現(xiàn)?持續(xù)性變革管理,，這一標(biāo)準(zhǔn)化路線圖,，實(shí)現(xiàn)客戶數(shù)字化工廠的頂層咨詢規(guī)劃與落地。
圖2 數(shù)字化工廠項(xiàng)目咨詢方法
? 數(shù)字化核心解決方案：客戶數(shù)字化解決方案由數(shù)字化研發(fā),、數(shù)字化制造運(yùn)營管理和EAP組成,。首先通過PLM建立協(xié)同研發(fā)平臺，實(shí)現(xiàn)LED芯片研發(fā)創(chuàng)新,，然后MES構(gòu)建企業(yè)級的芯片制造管理平臺,，通過這一層的MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)/柔性化生產(chǎn)線和的PLM和ERP連接和貫通，后通過機(jī)臺連線自動(dòng)化（EAP）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò),，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)線自動(dòng)化,。
圖3 數(shù)字化實(shí)施方案
三、技術(shù)路線：
基于客戶構(gòu)建智能工廠的長遠(yuǎn)愿景,，參考標(biāo)準(zhǔn)ISA-95對企業(yè)架構(gòu)層級定義,，客戶數(shù)字化工廠項(xiàng)目將全面構(gòu)建各個(gè)層級的能力，分層次打造全新的數(shù)字化工廠,?？蛻魯?shù)字化工廠將通過制造評估和工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)營管理,、全集成自動(dòng)化控制以及生產(chǎn)線的構(gòu)造,，開展業(yè)務(wù)活動(dòng)并協(xié)同工作
圖4 數(shù)字化技術(shù)架構(gòu)
（1）企業(yè)層 & 管理層：主要是產(chǎn)品研發(fā)PLM和企業(yè)管理ERP層面。尤其是應(yīng)用PLM中的數(shù)字化制造技術(shù),，實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字化建模和仿真分析,，并基于虛擬工廠展現(xiàn)和操控生產(chǎn)。為數(shù)字化工廠奠定基礎(chǔ),，通過產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字制造和虛擬制造實(shí)現(xiàn)工程信息化,，通過ERP和綜合管理平臺打造管理信息數(shù)字化,。車間層的技術(shù)與生產(chǎn)管控方面，通過工藝評估,、工藝設(shè)計(jì)及仿真實(shí)現(xiàn)工廠的指導(dǎo)思想的數(shù)字化，通過工廠規(guī)劃建立支撐車間優(yōu)化和產(chǎn)線優(yōu)化,，通過生產(chǎn)運(yùn)營管理,，達(dá)到實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)訂單、在制品,、質(zhì)量,、設(shè)備利用率、物料等*管控,。
（2）操作層：主要是執(zhí)行和發(fā)布各種生產(chǎn)指令,；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、工藝,、設(shè)備,、測量儀器等各種數(shù)據(jù)的傳遞和采集。
（3）控制層 & 現(xiàn)場層：主要是接收操作層的指令,，來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場層的各種硬件的自動(dòng)化控制和驅(qū)動(dòng),，確保其準(zhǔn)確執(zhí)行。現(xiàn)場部分主要是生產(chǎn)線現(xiàn)場的各種設(shè)備,、工裝,、工具、測量儀器和物流設(shè)施等各方面的內(nèi)容,。
四,、項(xiàng)目成果：
此項(xiàng)目取得了以下八大成果：
序號 | 八大能力 | 成果描述 |
1 | PLM | 運(yùn)用PLM解決方案來驅(qū)動(dòng)企業(yè)價(jià)值鏈的縱向及橫向集成 |
2 | R&D Trailblazer | R&D的設(shè)計(jì)過程中，通過對工廠所有的設(shè)備,、在制品的狀態(tài),，都有全面的了解及分析及模擬，對潛在有問題的步驟進(jìn)行預(yù)判,，減少等待及維護(hù)步驟的發(fā)生頻率來縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間 |
3 | Ecosystem Modeling Simulation | 通過在系統(tǒng)里進(jìn)行虛擬建模來優(yōu)化工廠布局 |
4 | Decision Tree | 對工廠所有運(yùn)營及成本數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤及分析,，找出節(jié)約成本的機(jī)會，提升工廠運(yùn)營效率 |
5 | Forward-look Process Management System | 對Wafer的每個(gè)生產(chǎn)步驟及工業(yè)流程進(jìn)行*跟蹤,，通過預(yù)防式維護(hù)及Decision Tree等方法去主動(dòng)發(fā)現(xiàn)潛在的風(fēng)險(xiǎn),，規(guī)避問題的發(fā)生 |
6 | Yield Management | 通過自我完善體系，對生產(chǎn)流程及不同可選方案進(jìn)行分析及學(xué)習(xí),，不斷完善自我判斷能力,，是系統(tǒng)在某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生故障時(shí)能給出相應(yīng)的備用方案 |
7 | Big Data Based Architecture Design | 通過打造一個(gè)以大數(shù)據(jù)及云計(jì)算為架構(gòu)的智能制造生態(tài)體系來實(shí)現(xiàn)企業(yè)在其價(jià)值鏈上端到端的集成及協(xié)同 |
8 | Equipment Automation Program | EAP作為設(shè)備的底層接口負(fù)責(zé)生產(chǎn)設(shè)備之間的連接以及設(shè)備中各數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)的運(yùn)行 通過設(shè)備自動(dòng)化 (EAP) 提升生產(chǎn)效率 |
五、幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)了：
（1）優(yōu)化業(yè)務(wù)流程,，提升業(yè)務(wù)效率：實(shí)現(xiàn)研發(fā)和制造業(yè)務(wù)一體化,、生產(chǎn)過程透明化,，具有協(xié)同研發(fā)、制程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化,、車間排產(chǎn)動(dòng)態(tài)化,、生產(chǎn)反饋實(shí)時(shí)化的支撐能力，實(shí)現(xiàn)知識管理,，累積產(chǎn)品設(shè)計(jì)訣竅,，提高知識重用率，支撐形成精益文化,。
（2）通過協(xié)同研發(fā)平臺,，提升產(chǎn)品創(chuàng)新管理能力：對以項(xiàng)目計(jì)劃為主線、產(chǎn)品為核心,，建立可視化的數(shù)字化協(xié)同研發(fā)環(huán)境,。實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計(jì)、器件采購,、工藝準(zhǔn)備,、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)執(zhí)行進(jìn)行管理，包括多項(xiàng)目計(jì)劃的管理,、產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度,、物資采購進(jìn)度、工藝準(zhǔn)備進(jìn)度,、生產(chǎn)準(zhǔn)備進(jìn)度和生產(chǎn)進(jìn)度的可視化監(jiān)控,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理、集中反饋,、統(tǒng)一決策的科研管理信息流處理機(jī)制,，為企業(yè)決策支持服務(wù)，有效處理多項(xiàng)目管理能力,。
（3）通過精細(xì)化的車間現(xiàn)場管理環(huán)境,，提升數(shù)字化車間執(zhí)行能力：建立數(shù)字化制造現(xiàn)場管理平臺，構(gòu)建車間資源,、計(jì)劃,、執(zhí)行、控制全面管理和控制的精細(xì)化和可視化的車間現(xiàn)場管理和監(jiān)控環(huán)境,。實(shí)現(xiàn)包括車間生產(chǎn)計(jì)劃,、生產(chǎn)過程監(jiān)控、質(zhì)量管理,、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析,、工具工裝管理、車間數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)過程管理,、看板管理,、統(tǒng)計(jì)分析、產(chǎn)品追溯管理,、生產(chǎn)經(jīng)營與績效管理,、報(bào)表管理等內(nèi)容管理。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控與優(yōu)化,、完善制造資源分配,、提高資源利用率、優(yōu)化配置以及與其他系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞,，達(dá)到生產(chǎn)前規(guī)劃、生產(chǎn)中監(jiān)控,、生產(chǎn)后追蹤的*支撐,，提升研究所的數(shù)字化制造能力。
六,、實(shí)施成效及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
項(xiàng)目為企業(yè)帶來了如下具體指標(biāo)的優(yōu)化,。
七、數(shù)字化工廠項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
（1）重視數(shù)字化工廠頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃：由專業(yè)的方案顧問梳理與規(guī)劃頂層架構(gòu),。
（2）夯實(shí)數(shù)字化企業(yè)平臺：一方面進(jìn)行端到端價(jià)值鏈整合（整合PLM,、ERP、MES和CRM系統(tǒng),，厘清產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈實(shí)施PLM系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和開發(fā)；另一方面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)路化的縱向集成,，打造數(shù)字化工廠（實(shí)施MES/WMS系統(tǒng),，建立工業(yè)4.0的核心系統(tǒng)與框架，打通SCADA,、EAP,、WCS與MES、WMS的整合,，提升工廠的自動(dòng)化運(yùn)作程度）,。
（3）完善決策與計(jì)劃平臺：監(jiān)控/報(bào)表/看板體系完善與移動(dòng)化應(yīng)用、大數(shù)據(jù)平臺建立與整合,、*產(chǎn)能計(jì)劃與線上排程規(guī)劃等,。
（4）項(xiàng)目持續(xù)升級及優(yōu)化：智能工廠不是目的，其目的為提升產(chǎn)品競爭力與質(zhì)量智能工廠,，無法一蹴而就,，需要企業(yè)長期的努力與變革。
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