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二、常發生的故障現象分析： 當PLC的RS485口經非隔離的PC/PPI電纜與電腦連接、PLC與PLC之間連接或PLC與變頻器、觸摸屏等通時有通口損壞現象發生，較常見的損壞情況如下： ●R1或R2被燒斷，Z1、Z1和SN75176完好。這是由于有較大的瞬態干擾電流經R1或R2、橋式整流、Z1或Z1到地，Z1、Z2能承受10A電流的沖擊，而該電流在R1或R2上產生的瞬態功率為：102×10=1000W，當然會將其燒斷。 ●SN75176損壞，R1、R2和Z1、Z2完好。這主要可能是受到靜電沖擊或瞬態過電壓速度快于Z1、Z2的動作速度造成的，靜電無處不在，僅人體模式也會產生±15kV的靜電。 ●Z1或Z2、SN75176損壞，R1和R2完好。這可能是受到高電壓低電流的瞬態干擾電壓將Z1或Z2和SN75176擊穿，由于電流較小和發生時間較短因而R1、R2不至于發熱燒斷。 由以上分析得知PLC接口損壞的主要原因是由于瞬態過電壓和靜電造成，產生瞬態過電壓和靜電的原因很多也較復雜，如由于PLC內部24V電源和5V電源共地，24V電源的輸出端子L+、M為其它設備混合供電可能導致地電位變化，從而造成共模電壓超出允許范圍。所以EIA-485標準要求將各個RS485接口的號地用一條低阻值導線連接在一起以保證各節點的地電位相等，地線環流！ 當帶電插拔未隔離的連接電纜時，由于兩端電位不相等電路中又存在諸多電感、電容之類的器件，插拔瞬間必然產生瞬態過電壓或過電流。 連接在RS485總線上的其它設備產生的瞬態過電壓或過電流同樣會流入到PLC，總線上連接的設備站點數越多，產生瞬態過電壓的因素也越多。 當通線路較長或有室外架空線時，雷電必然會在線路上造成過電壓，其能量往往是巨大的，常有用戶沮喪地說：“聯網的幾十臺PLC全部遭打壞了！”。 三、 解決辦法： 1、從PLC內部考慮： ●采用隔離的DC/DC將24V電源和5V電源隔離，分析了三菱、歐姆龍、施耐德PLC以及西門子的PROFIBUS接口均是如此。 ●選用帶靜電保護、過熱保護、輸入失效保護等保護措施完善的高擋次RS485芯片，如：SN65HVD1176D、MAX3468ESA等，這些芯片價格一般在十幾元至幾十元，而SN75176的價格僅為1.5元。 ●采用響應速度更快、承受瞬態功率更大的新型保護器件TVS或BL浪涌吸收器，如P6KE6.8CA的鉗制電壓為6.8V，承受瞬態功率為500W，BL器件則可抗擊4000A以上大電流沖擊。 ●R1和R2采用正溫度系數的自恢復保險PTC，如JK60-010，正常情況下的電阻值為5歐，并不影響正常通，當受到浪涌沖擊時，大電流流過PTC和保護器件TVS（或BL），PTC的電阻值將驟然增大，使浪涌電流迅速減小。 2、從PLC外部考慮： ● 使用隔離的PC/PPI電纜，盡量不用廉價的非隔離電纜（特別是在工業現場）。西門子公司早期出產的PC/PPI電纜（6ES7 901-3BF00-0XA0）是不隔離的，現在也改成隔離的電纜了！ ● PLC的RS485口聯網時采用隔離的總線連接器. ● 與PLC聯網的第三方設備，如變頻器、觸摸屏等的RS485口均使用RS485隔離器BH-485G進行隔離，這樣各RS485節點之間就無“電”的聯系，也無地線環流產生，即使某個節點損壞也不會連帶其它節點損壞。 ● RS485通線采用PROFIBUS總線專用屏蔽電纜，保證屏蔽層接到每臺設備的外殼并后接大地。 ● 對于有架空線的系統，總線上設置專門的防雷擊設施。
基于數字化平臺，實現機床行業全價值鏈的數字化
西門子能夠借助其解決方案，在虛擬世界中對機床用戶的實際工藝鏈進行仿真設計，創建機床制造全價值鏈數字化雙胞胎，涵蓋產品設計、生產規劃、生產工程、生產制造和數字化服務。
西門子為機床行業提供的數字化企業解決方案依托于一系列集成、統一的開放式數字化平臺：
? 西門子基于云的開放式物聯網操作系統MindSphere能夠幫助機床行業客戶充分利用基于云的數字化優勢。
? 西門子工業邊緣計算（Siemens Industrial Edge）平臺支持在機床端直接完成本地高性能數據處理，并將其集成到相關的自動化解決方案之中。在這個平臺中，西門子專為機床行業的邊緣計算應用提供了Sinumerik Edge平臺，可在機床運行過程中實現高頻的數據處理，并與自動化解決方案相集成。
? 西門子數控系統數據采集與分析平臺（Sinumerik Integrate）可以實現對機床生產車間的生產管理、加工性能分析、機床狀態監控等功能，而且提供了標準的數據接口，能夠將機床集成到制造執行系統（MES）和企業資源管理系統（ERP）等生產IT中，從而發揮工廠內數據處理的各種優勢。
針對以上數字化平臺，西門子還推出了一系列應用。例如，在用于狀態監測的Manage MyMachines應用之外，西門子MindSphere的新應用Analyze My-Performance/OEE Monitor，為用戶分析設備的可用性與利用率，計算和評估設備綜合效率（OEE），從而大幅簡化生產規劃過程； Sinumerik Edge邊緣計算的新應用Optimize MyMachining/Trochoidal則能夠幫助機床用戶持續改進應用，減少刀具損耗、延長機床使用壽命、從而降低總庫存成本，以提高機床的可用性并顯著提高生產力。Sinumerik Integrate數控系統集成的新應用Manage MyResources可呈現刀具整個生命周期的狀態，而Optimize MyPro-gramming/NX CAM Editor則可輕松實現加工程序的優化和調整。
機床制造商及用戶都能夠借助西門子數字化平臺，靈活使用本地數據處理和基于云的數據處理，實現數控系統與IT的集成，從而大幅提高生產靈活性與效率、縮減工程投入和產品上市時間，并通過數字化來鞏固并擴展在全球市場中的競爭力。在展會現場，有數十臺來自機床廠商的設備連接到了MindSphere應用程序 Manage MyMachines以及Analyze MyMachines。
此外，西門子還能夠為機床廠商的數字化升級提供從需求分析到方案實施、跟蹤分析、再到生產過程持續優化的服務。
西門子以“數字化雙胞胎”應用推進機床工業的數字化
? 以“數字化雙胞胎”為核心的數字化企業解決方案為機床制造商和機床用戶創造全價值鏈優勢? MindSphere的“Manage MyMachines”應用程序開啟數字化企業的新型業務模式
? 軟硬件升級的Sinumerik 840D sl數控系統可集成到全集成自動化（TIA）環境，與PLC直接通訊
西門子在今天開幕的第十屆中國數控機床展覽會（CCMT 2018）上，重點展示了機床加工與制造過程中如何借助“數字化雙胞胎”來實現從產品研發、設計、生產、直到服務的全過程，從而提高生產力、可用性和過程可靠性，優化加工精度、設計、加工過程乃至維護和服務。同時，西門子在本次展會上延續了 2017漢諾威國際機床展的展示理念，借助實際案例展示了“數字化雙胞胎”在機床制造商和機床用戶中的應用以及其所帶來的優勢。
“產品研發到生產的不斷整合是邁向‘工業4.0’的關鍵。” 西門子（中國）有限公司數字化工廠集團副總裁、運動控制部總經理Frank Golueke表示，“西門子一直致力于數控制造領域的仿真、虛擬機床以及數控系統與工廠IT系統的集成，以持續深化這一過程。”
借助“數字化雙胞胎”實現機床加工與制造的數字化
采用西門子控制技術的機床，其虛擬機床的控制系統與西門子的Sinumerik數控系統使用相同的語言代碼。借助虛擬NC內核，可生成仿真和試運轉的“數字化雙胞胎”，即完全對應的虛擬鏡像，從而提前對程序和復雜運動序列進行虛擬測試，以提高實體機床后續加工的度和可靠性，限度縮短調整時間。這些優勢在小批次、定制化產品的生產中更為明顯。
在西門子還展示了其功能強大的、基于云的開放式物聯網操作系統MindSphere在機床領域應用的多種連接和安裝選項。利用MindSphere上的“Manage MyMachines”應用程序，西門子在展臺上連接了北京數控技術應用中心的兩臺機床，向現場觀眾展示借助該應用程序所采集和分析的相關機床數據。“Manage MyMachines”能輕松快速地將Sinumerik 840D sl 這樣的機床數控系統與MindSphere相連，為用戶提供來自聯網機床的息，使用戶能清晰地了解機床的當前以及歷史狀況，從而縮短機床停機時間，優化服務和維修流程，提高生產力。
Sinumerik ——數控系統軟硬件升級
在本次展會上，西門子還展出了一系列數控系統軟硬件的新產品，其全系列的Sinumerik 808D、828D和840D數控系統，覆蓋從普及型和標準機床控制方案、到模塊化高級解決方案，再到高端工件生產的智能解決方案。Sinumerik 808D ADVANCED 是基于操作面板的普及型數控系統，其結構緊湊、使用方便，適用于車削和銑削應用。Sinumerik 828D BASIC、828D 以及828D ADVANCED都是高性價比的數控系統，數控性能高，便于調試。
全新升級的Sinumerik 840D sl數控系統采用多核處理器技術、基于驅動的高性能 NCU（數控單元），性能潛力更高。在 NCU 鏈路中，30 個加工通道可控制多達 93 根軸。使用該數控系統的多軸機床，可在短的加工時間內完成極高的加工精度。Sinumerik 840D sl 的NCU 性能可擴展，其操作部件還采用了高度模塊化設計。例如，借助于靈活 M:N 操作，所有操作面板都可與 NCU 配套使用。此外，Sinumerik 840D sl還具有的開放式架構，通過采用Sinumerik Integrate，可根據機床的工藝條件對數控系統進行調整，從而確保生產自動化環境的高度靈活性。Sinumerik 840D sl 采用領先的工業以太網標準Profinet進行通，出色的通功能可完美集成到西門子全集成自動化 (TIA) 環境，并通過TIA博途工程軟件平臺進行工程組態。先進的觸控屏幕技術為機床操作帶來嶄新的智能生產體驗。
在軟件方面，Sinumerik擁有便捷操作的用戶界面。Sinumerik Operate用戶界面上設計了大量功能來簡化Sinumerik的操作。比如預先配置好的邊屏顯示（Sidescreen），不僅豐富了人機界面（HMI） 的原有界面，還能提供更多功能。針對當前操作任務，邊屏顯示會顯示所有相關息，一目了然。另外，用戶可以隨時合上或展開、水平或垂直滾動邊屏顯示來瀏覽內容。其次，為了保障機床的高可用性，Sinumerik還提供了實時的防碰撞功能CollisionAvoidance。無論是使用一個 NCU 的單通道加工，還是五軸同步銑削等復雜加工，防碰撞功能都可有效防止機床上發生意外干涉，為生產保駕護航。
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