西门子模块6ES7515-5FN03-0AB0型号介绍

西门子模块6ES7515-5FN03-0AB0型号介绍

装配线上共计20余个工位，包括7个普通转台、2个维修转台、4个无滚轮举升台、7个单向滚轮举升台以及2个翻转机。
整个被控对象包括22个工位,每个工位上包含必需的转移电机或举升电机,此外还有32个生产线传输电机。每个工位均由一个ET200S和一个ET200eco从站组成,用于该工位的I/O点数据采集和发送以及分散控制。
2 系统结构及功能
系统包括操作员站、工程师站、自动化系统、网络和现场I/O站等几个部分。
系统各部分功能:
操作员站:提供全汉化人机界面，实现控制系统的监控操作功能(操作、显示、报表、报警、趋势)，并且可以在人机界面上直接查看对应的step7源程序。
工程师站:用于系统的组态和维护。
自动化系统:使用SIMATIC控制器完成回路调节和逻辑运算。
现场I/O站:使用现场总线技术，在设备现场直接采集现场仪表的信号,控制现场的执行机构。
现场总线ProfiBus:用于连接控制单元与操作员站以及管理网络。
本系统采用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模块相连构成系统的主站。CP342-5是用于连接S7-300和profibus-DP的主/从站接口模块，CP 343-1是用于连接S7-300和工业以太网的接口模块。在该控制系统中，除了上述主站外，从站是由22个ET200S和22个ET200eco组成，分别分布在两条profibus网络上。CPU上自带的profibus-DP接口构成profibusⅠ线，CP 342-5接口模块构成profibusⅡ线。
系统中ET200S从站上采用的IM151-1接口模块有两种: 基本型和标准型，基本型的接口模块所能挂接的电源管理模块和I/O模块个数范围为2~12个，标准型的接口模块其范围为2~63个。所以当从站I/O模块较多时，宜选用标准型的接口模块。接口模块上带有profibus地址设定拨码开关。
系统中ET200eco从站中选用了8DI和16DI两种模板，模板结构紧凑，模板的供电采用7/8’电源线，模板的通讯采用M12通讯接头。接线灵活而快速，方便拔插。其接口模块上带有2个旋转式编码开关用于profibus地址分配。
网络设备按照适应工业现场环境的程度，以及生产线的布局来考虑选用不同防护等级。控制箱中的模块采用防护等级为20的ET200S I/O模块，对应每个控制箱的还有一个防护等级为67的ET200eco模块，置于生产线滚轮下方，由于该模块需要接触到现场较为恶劣的生产环境，因此需要有防水防油防尘等功能。
3 目标控制系统
3.1 系统设计
汽车发动机装配线是一个对发动机顺序装配的流水线工艺过程。由于工艺的繁琐性，工程的计算机控制系统考虑采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC为核心构成的计算机控制系统，各独立工位控制系统之间通过网络实现数据信息、资源共享。该装配线在整个生产过程中较为关键，由于每个工位之间是流水线生产，因此每个环节的控制都必须具备高可靠性和一定的灵敏度，才能**生产的连续性和稳定性。从站中的每个ET200S站和其对应的ET200eco站共同构成一个工位, ET200eco主要是采集现场数据之用。ET200S站的模块置于小型控制箱内, 对于工位的基本操作有两种方式，就地控制箱手动方式和就地自动方式。由于每个控制工位的操作进度不一致，操作工可以按照装配要求进行手自动切换。特殊情况下亦可通过手动操作进行工件位置的修正。
安装在各工位的分布式I/O模块ET200S和ET200eco通过现场检测元件和传感器将系统主要的监控参数(主要是开关量)采集进来，ET200S和ET200eco将现场模拟量信号转换为高精度的数据量，通过较高速度可达12M的Profibus-DP现场总线网络将采集数据上传到中央控制器，控制器根据具体工艺要求进行处理，再通过Profibus-DP网络将控制下传给ET200S，实现各工位的控制流程。PROFIBUS是**应用较广泛的过程现场总线系统。 PROFIBUS有三种类型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自动化;PROFIBUS-DP用于制造业自动化;PROFIBUS-PA用于过程自动化。使用PROFIBUS过程现场总线技术可以使硬件、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。PROFIBUS-DP的技术性能使它可以应用于工业自动化的一切领域，包括冶金、化工、环保、轻工、制等领域。除了安装简单外，它有较高的传输速率，可达12Mbits/s，通讯距离可达到1000米，如果加入中继器可以将通讯距离延长到数十公里，具有多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)可供选择。在一个网段上较多可连接Profibus-DP从站即ET200S或是ET200eco 32个。

MEMS传感器具有个性化、分散化特点

集成电路发展迅速的原因是标准化，晶体管是其核心，制造围绕标准单元晶体管进行，产品是即插即用的标准集成电路，技术发展可通过摩尔定律清晰预测。令人遗憾的是，MEMS传感器的特点是个性化的：一是没有像晶体管那样功能强大的标准单元，制造呈现个性化；二是没有像CPU和存储器市场那么大的标准产品，产品呈现个性化。因此，其发展速度远低于业界的预测。

尽管MEMS传感器个性化特点影响了其发展速度，但却有利于我国实现跨越发展。主要体现在两方面：一是制造个性化还没有形成通用制造流程，技术更新换代缓慢，对工艺设备要求远低于集成电路的要求，有利于我国实现制造突破；二是产品个性化带来的是细分市场，产品形态与客户高度关联，单一公司难以，有利于我国发挥本土优势实现应用突破。

设立以产业化为导向的MEMS传感器专项

我国还没有为传感器专门制订过科技计划，尽管在许多国家科技计划中包含传感器的内容，但基本都属于从属地位，没有得到足够的重视，发展速度远不尽如人意，使得国内市场一直被国外产品。另一方面，国产传感器的落后也使得国内用户大多不选用国货，进一步拉大了国产传感器与国外产品差距，造成了产品越没人用越不行的恶性循环。目前的**芯片供应链形势，给许多国内传感器用户带来了**的危机感，有了构内稳定供应链的迫切需求。

因此，应该抢抓机遇，针对MEMS传感器的特点，尽快设立以产业化为导向的MEMS传感器专项，全力构建MEMS传感器制造体系，扶植有特色的MEMS传感器企业做大做强，提升国产传感器的市场占有率，提升传感器芯片自主能力，改变严重受制于人的局面。

二次开发集成电路产线 构建MEMS传感器制造体系

MEMS传感器制造从本质上讲是基于微电子技术，但与集成电路又有很大不同，因此，不能直接将常规集成电路产线用来制造传感器芯片。集成电路芯片制造的核心是晶体管，制造工艺为平面工艺，关注的主要是电性能。

MEMS传感器芯片制造的核心是微机械结构，需要进行三维微机械结构加工，除了要关注电性能外，更要关注机械和力学等性能。而且，微机械结构呈现个性化，还没有一种像晶体管那样功能强大的标准微机械结构。不过微机械结构的尺寸一般都在微米量级，对工艺设备的要求远低于集成电路，通常的集成电路产线经过二次工艺开发，都能满足MEMS传感器的制造需求。

因此，可通过MEMS传感器专项支持，选择合适的集成电路产线，进行二次工艺开发，打造出适应MEMS传感器个性化制造需求的量产线。

由于MEMS传感器芯片需求量远小于集成电路芯片，而且转产MEMS传感器芯片投入大，为提高集成电路芯片厂转产MEMS传感器芯片的积极性，应对MEMS传感器芯片量产线给予资金支持和税收优惠。同时，选择合适科研机构，建立MEMS传感器芯片研发平台，用于MEMS传感器前期开发样品研制，建立MEMS传感器中试平台，用于MEMS传感器产品开发量产工艺验，全力构建出我国MEMS传感器制造体系。

发挥本土优势 做大做强企业

MEMS传感器呈现出小批量多品种的个性化特色，不同的传感器产品形态有明显的不同，即使是同一种传感器，使用场合不同其产品形态也有明显的不同。例如，仅汽车压力传感器就有进气压力传感器、机油压力传感器、刹车压力传感器、变速箱压力传感器、燃油箱蒸汽压力传感器、高压共轨压力传感器等，其产品形态与应用场合密切相关，是典型的用户关联产品。

用户关联产品的市场营销需要与用户密切互动，这可充分发挥本土企业与用户沟利、进行定制半定制保姆式服务等优势，使本土企业在与国外公司竞争中处于有利地位。

因此，MEMS传感器专项可选择一些用户关联度高、市场规模大和存在供应链风险的产品，如汽车传感器、仪器仪表传感器和量大面广的消费传感器等，扶植有优势的MEMS传感器企业进行产品研发，在MEMS传感器量产线实现量产，提高国产传感器的市场占有率，做大做强本土MEMS传感器企业。

完善我国MEMS传感器产业链

MEMS传感器的产业链包括用户、产品公司和制造体系。由于MEMS传感器的个性化特点，其产品开发必须与用户密切结合，用户是其产业链中的一个重要环节；产品公司根据用户需求，进行MEMS传感器产品开发；由于MEMS传感器的制造涉及芯片加工，工艺线投入大，一般产品公司可通过共享来完成。这三个环节密切联系在一起，产品公司可实现MEMS传感器的大规模销售。

因此，通过MEMS传感器专项的实施，可将我国MEMS传感器的大用户、有优势的MEMS传感器产品公司和研发量产线组织在一起，针对大用户的产品需求，进行相应的产品研发和应用验证，并在集成电路产线进行二次工艺开发，实现传感器大规模量产，打造出我国MEMS传感器产业链，提升国产传感器的市场占有率，解决传感器芯片受制于人的问题。

MEMS传感器的产业化离不开集成电路企业的参与，2010年我国有集成电路企业开始参与MEMS制造。产业链上下游开展产学研用合作，进行了打造MEMS传感器产业链的初步尝试，建立了用户、产品公司和量产线的有机联系，取得了好的效果。目前在无锡华润上华科技有限公司建立的MEMS传感器量产线，代工产品涉及汽车压力传感器、麦克风和红外传感器等产品，代工客户数**过30家，客户包括主板上市企业和科创板上市企业，客户MEMS麦克风的市场份额处在世界前几位，支持了一批MEMS产品公司的发展。

特别是发生后，无锡华润上华科技有限公司参加了工信部组织的红外额温联合会战，不到3个月的时间为抗击提供了**过3700万只红外传感器芯片，有的代工客户还是应对肺炎联防联控机制（医疗物资**组）重点防控物资任务调拨单位，建立的量产线在抗击肺炎的关键时刻发挥了重要作用