西門子6ES7211-1BE40-0XB0詳細說明

增材制造為西門子等企業創造了許多新的機會，在服務行業尤其如此。位于德國埃爾蘭根的西門子增材制造能力中心已在快速地為鐵路行業制造單獨的定制化備件。

埃爾蘭根是一個位于紐倫堡北部的大學城，城中的西門子園區內有一棟兩層的建筑物。它看起來并不像一座備件生產工廠。這里既沒有煙囪，也沒有廠房，更沒有裝配線。相反，這里有巨大的窗戶、百葉窗和一塵不染的過道。

然而，在過道門后，西門子交通集團正大步邁向備件制造的新時代。在這里，部件是打印出來的，而不是從模具中取出或是由金屬塊銑削而來。以西門子在3D打印方面的專業知識為基礎，2014年，西門子在埃爾蘭根設立了增材制造能力中心。

鐵路行業的理想之選

在工廠展廳，業務運營負責人Tina Eufinger從玻璃陳列柜中取出一只黑色的塑料扶手。乍看之下，它似乎只是有軌電車上一個符合人機工程學的組件，但其實遠不止于此。這個組件是工廠為展示3D打印技術在制造備件領域應用的*性而開展的試點項目的成果。

西門子增材制造能力中心內的激光裝置打印出金屬部件。

3D打印的大潮正在襲來。美國市場調查機構IDC預計，從2016年到2019年，3D打印市場銷售額每年將增加30%，zui終達到260億美元以上。在這個領域內的技術創新也將有助于各行各業大幅提升靈活性。例如，由于相關技術將幫助人們更快推出設計和原型，飛機發動機和控制系統將能夠使用更多經濟劃算且批量打印而得的備件。3D打印也適用于生產少量組件。在鐵路行業，列車的使用壽命往往長達30年以上。3D打印可以快速、經濟地生產出鮮少使用的塑料或金屬備件。而從打印組件中積累的操作經驗將有助于進一步推動技術進步。中心研發負責人Maximilian Kunkel表示：“增材制造技術將非常適合交通集團。我們可以制造出復雜部件，而無需擔心zui小生產量或使用工具的成本。"

德國南部烏爾姆市的市政公用事業公司就是增材制造技術的受惠者。2003年，這家公司投放了少量西門子Combino有軌電車。后來，一些有軌電車司機提出希望在駕駛座扶手上加裝轉彎信號燈開關和切換軌道開關。但由于所需數量很少，常規制造方法比較不便。然而，借助扶手的數字模型，制造者可以在上面重新設計出用于安裝開關的空間。生產過程采用激光燒結，首先在3D打印機中鋪一層塑料粉末，以此為底可逐層打印出每一個扶手。當激光照射到塑料粉末上時，粉末會立即變粘，并很快變成塊狀。清除多余粉末之后，操作人員便得到了一個坯件，經過著色和表面處理后即可使用。

計算機輔助設計專家Linda Sch?nwei?和Nina Meller制作出用于3D打印的模型。

Lars Buchmann從3D打印裝置中取出剛剛制作好的金屬組件。

3D打印專家Thomas Harsch站在塑料組件打印裝置前。

在過去，每當備件缺貨，有軌電車運營商通常需要花費數周甚至數月時間來等待昂貴的制造工具被生產出來。不僅如此，他們通常還不得不按zui小批量購買部件。如今，埃爾蘭根能力中心能在短短幾天內制作出備件并交付給客戶。3D打印還可以快速而又輕松地制作出采用常規方法極難制作的具有復雜幾何形狀的組件。事實上，3D打印往往比采用其他方法制造部件再貯存備用更為經濟劃算。

不只是扶手

針對增材制造任務，西門子能力中心團隊會首先創建一個計算機輔助設計（CAD）模型。通過優化設計、選用材料，以及改進打印過程等，這個模型往往比部件的初始模型好得多。為制作出與模型相對應的實物，相關數據被發送至中心的三臺打印裝置之一處，裝置會利用塑料、鋁或不銹鋼制作出部件。之后，還需要進行操縱測試、硬度測試，以及zui為重要的防火測試。為了防火，整個中心幾乎全部使用了一種低易燃性的高性能塑料。Maximilian Kunkel表示：“當其他制造商還在進行部件測試時，我們已在標準化金屬和塑料的打印過程，這樣就能事先保證諸如功能和使用壽命等屬性達到要求。自中心建立以來，埃爾蘭根和柏林的西門子*研究院的同事一直給予我們鼎力支持。

帶集成電阻溫度計的BaseUnit

此類BaseUnit用于在連接熱電偶時補償基準結溫度：BU..T

3 aseUnit的選型：

BaseUnit的選項涉及到以下幾個方面，電位組的劃分；是否需要AUX輔助接線端子；BaseUnit與所安裝的信號模塊是否匹配等多方面的問題。

3.1 電源分組的確定

帶有電源分組能力的BaseUnit均為淺色，根據ET 200SP系統工作原理（圖6），在下列情況下，必須采用帶電源分組能力的BaseUnit；

圖 6 ET200SP系統工作原理

?         ET 200SP接口模塊后的個BaseUnit；

?         一個電位組的所有I/O模塊及負載的總供電負荷已超過10A；

?         模塊間的AUX輔助接線端子所接電壓等級不同；

?         由于個別模塊（如RQ 4×120VDC-230VAC/ NO ST數字量輸出模塊、電能測量模塊等）只能使用不帶電位分組功能的BaseUnit，因此如果一個分布式ET 200SP上只有此類模塊，則這些模塊左側必須有一個帶電位分組功能的BaseUnit。

電位組也可根據實際功能劃分，如數字量輸入信號使用一個電位組，數字量輸出信號使用另一個電位組；或者根據BaseUnit的供電能力對電位組進行分組。各電位組可使用的I/O模塊數取決于下列因素： 

1.  此電位組上運行的所有 I/O模塊的電源總需求；

2.  從外部連接到此電位組上的所有負載的電源總需求；

1和2中計算出的總電流數不得超過10 A 。

3.2 根據模塊選擇相對應的BaseUnit

數字量模塊和不帶溫度測量的模擬量模塊（6ES7 134-6GD00-0BA1除外）選型: 

圖 7 I/O模塊和不帶溫度測量的模擬量模塊BaseUnit選型圖

1淺色BaseUnit：組態新的電位組，電氣隔離左側相鄰模塊。ET 200SP的*個BaseUnit始終是淺色的BaseUnit，用于饋電電源電壓L+。深色BaseUnit：從左側相鄰模塊傳導內部電源和AUX總線。

2AUX端子：可獨立使用的10個內部橋接端子，高達24V DC/10A或用作保護導體。

3AI 4xI 2/4-wire ST模塊（6ES7 134-6GD00-0BA1）選擇BaseUnit不適用于此圖。

模擬量模塊AI 4xI 2/4-wire ST（6ES7 134-6GD00-0BA1）選型:

圖8 AI 4xI 2/4-wire ST BaseUnit選型圖