发动机电子控制系统-西门子

中华轿车西门子防盗系统介绍元征软件国产车开发工程师李晓龙摘要：本文主要介绍了用在中华轿车上面的西门子防盗系统的工作原理及如何用元征X-431匹配该防盗系统和匹配中的注意事项。

一． 西门子防盗系统介绍1.1中华轿车1.8T车型采用西门子防盗系统。

整个防盗系统是由防盗器控制单元、钥匙、感应线圈和发动机控制单元（ECM）组成。

对以上四部分中的任何一个进行了更换后都必须使用X-431对该套防盗系统进行匹配，否则无法启动。

以上四个组成部分可以单独更换一部分而不需要更换整套系统，例如防盗器坏了，则只需要更换防盗器，再用X-431对其进行匹配，该套系统同样可以正常工作。

西门子防盗系统的工作原理如图-1：图-1说明：上图中按照序号的顺序执行工作。

（1）：通过线圈把钥匙的Fix-Code读到防盗器；（2）：存储于防盗器中的Fix-Code和钥匙的Fix-Code进行比较；（3）：如果上述两个Fix-Code相同，发动机ECU发送请求给防盗器闭合（4）和（5）；（6）、（7）：发动机ECU通过防盗器发验证请求给钥匙；（8）－（14）：钥匙芯片中的Transponder ID 与Secret key分别和发动机ECU中的Transponder ID 与Secret key进行比较，如果相同，则可以启动发动机。

1.2一套全新没有经过匹配初始化的防盗系统如图-2：图-2说明：1.未经过匹配的新钥匙中有：Transponder ID 和 Transponder Fixcode；2.未经过匹配的新防盗器中有：Secret Key；3.未经过匹配的发动机ECU中有Transponder ID；1.3经过X431匹配后的一套防盗系统如图-3：图-3说明：1.经过匹配后钥匙中有：Transponder ID 、 Transponder Fixcode 和 Secret Key；2.经过匹配的防盗器中有：Transponder Fixcode 、Secret Key 和 Security Code；3.经过匹配的发动机ECU中有Transponder ID、Secret Key 和 Security Code；注意：上述钥匙的Transponder ID和发动机ECU的Transponder ID是不同的，除此之外，三个部分中Secret Key，Security Code都是相同的。

一体化启动-发电机原理和技术由于常规发电机性能的限制，未来的42V车用电源不得不考虑采用新型的启动-发电机。

该启动-发电机除了具有更大的功率和更高的效率之外，还肩负着其它功能。

本文将对比各种不同类型的启动-发电机，阐述由西门子VDO汽车公司（位于德国维茨堡）研制的采用异步发电机的启动-发电机系统。

一、启动-发电机的基本方案启动-发电机由两部分组成：电机部分和电子控制单元（ECU）部分。

图1介绍了启动-发电机可能的方案概况。

出于价格原因，人们原则上力求尽可能简单的机械结构。

因为启动-发电机主要承担启动机和发电机的功能，所以可将电机直接布置到发动机的曲轴上，为此设计出了融入动力传动系的启动-发电机如果可以选择，人们情愿选择外部解决方式，利用这种解决方式，电机经过传动带或齿轮传动变速与动力传动系相连。

不过，一般这种传动大大限制了可传送的功率，而且还必须考虑机械传动时的其它损耗。

根据各汽车制造商的意见，外部启动-发电机与电源电压无关，一般只适用于传送较小的功率。

为此，西门子VDO汽车公司研发出这一一体化解决方式。

图2显示的是建立在12V基础之上的带有一个双离合器系统的一体化启动-发电机。

启动过程中，两个离合器处于分离状态；电机转子首先被单独加速；其惯量矩将帮助发动机和启动-发电机之间的离合器闭合（飞轮启动）。

过渡到42V电源电压可以显著提高启动-发电机的功率。

在这种情况下，可以放弃第二个离合器；直接启动发动机，既可以应用图3带有离合器的手动换挡变速机构，也可以应用带有变矩器的自动变速机构。

但原则上42V启动-发电机也可以采用双离合器系统。

西门子VDO公司追求的目标是，用启动-发电机提高电源供电能力。

出于这方面的缘故，采用42V制式的一体化启动-发电机具有这样的优先解决办法（图1中用粗线来强调）。

在多数情况下，采用第二个离合器的费用太高了，以至于生产厂商更偏爱直接启动的离合器闭合式解决办法。

在这种情况下，电机和整个系统大多要放在一起考虑，一方面要考虑冷启动时电源能够提供的电瓶功率，另一方面还要考虑提供足够高的发电机功率。

西门子840D系统五轴转换及系统参数配置韩亚洲【摘要】This article takes Siemens 840D as example, mainly introduces three kinds of the basic geometric form of the 5-axis machining center, then expands how to configure the parameters of geometric form and how to define the signal for the revolution axis. This paper also expatiates the geometric meaning of several offset vectors for the 5 axis machining center in detail and introduces the assignment of 5-axis sequence simply. At last, the paper also introduces some contents of high version 5-axis transform type in SIEMENS 840D.%以SIEMENS的840D数控系统为例,介绍了五轴加工中心的3种基本几何形式,阐述了如何配置机床几何形式的参数、如何定义旋转轴的符号,并详细阐述了若干五轴偏置向量的几何意义,简单介绍了如何定义五轴顺序.最后,还介绍了SIEMENS 840D中一些高版本五轴转换的内容.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】4页(P151-154)【关键词】五轴转换;机床几何形式;偏置向量【作者】韩亚洲【作者单位】中航工业哈尔滨东安发动机集团公司制造工程部,黑龙江哈尔滨150066【正文语种】中文【中图分类】TH17随着制造水平的日益提高，高端精密数控设备——五轴加工中心数量日益增多。

发动机电气系统一样事项 1.6 DOHC(VVT) MFI点火系统起动系统充电系统温度补偿-7 ± 3 mV / °C蓄电池类型CMF 60AH冷起动电流量[ -18°C(-0.4°F)]550 A 额定容量92 min在[20oC（68°F）]时的比重 1.280 ± 0.01• 冷起动电流量：在规定温度和最低电压保持7.2V以上情形下,30秒钟蓄电池所能供应的电流。

• 额定容量：在26.7°C(80.1°F)温度下,保证最低电压10.5V,蓄电池以25A电流放电的总时刻。

点火系统说明点火正时由电控点火正时系统操纵。

发动机运转情形下的标准参考点火正时数据预编在ECM（发动机操纵模块）内的储备器内。

发动机工作状况（转速、负荷、加热状态等）由各传感器检测。

基于ECM接收各传感器检测到的信号和点火正时数据,至截断初级线圈电流信号,激活点火线圈并操纵点火正时。

充电系统说明充电系统包括蓄电池、内置调剂器的发电机、充电警告灯和线束。

交流发电机有8个内置二极管,把AC电流整流为DC电流。

发电机内安装有二极管整流器。

发电机所产生的交流电由整流器整流为直流电通过发电机“B”端子输出直流电。

另外,发电机的充电电压调剂为蓄电池电压检测型。

发电机的要紧部件是转子、定子、整流器、电刷组、轴承和带加强肋的V型皮带轮。

电刷架包含内置式电压调剂器。

1. 定子2. 转子3. 皮带轮起动系统说明起动系统包括蓄电池、起动机、电磁开关、点火开关、档位开关（A/T）、点火锁止开关、连接线束及蓄电池线束。

. 当点火开关置于“ST”位置时,蓄电池电压向起动机电磁线圈供电。

现在,电磁线圈产生磁场,吸拉铁芯及拨叉并推动驱动齿轮,使它与飞轮齿圈啮合。

电磁开关B+与M接线柱闭合,起动机转动。

发动机起动时,为防止起动机电枢旋转过度造成电机的损坏,当发动机转速超过起动机转速时,利用单向离合器分离驱动齿轮和飞轮齿圈。

设备管理与维修2021翼4（上）图3工艺特点西门子S7-1500PLC 在汽车发动机生产线中的应用李向文（北汽福田汽车股份有限公司，北京102206）摘要：依据发动机项目产品型谱进行制造工程开发，采用SIMATIC S7-1500系列PLC 实现发动机生产线的控制系统功能，通过对西门子高性能PLC 和全集成自动化TIA 博图编程软件的研究，有助于深入掌握S7-1500核心技术，缩短工程师的故障诊断和调试时间，提高企业生产效率。

关键词：发动机；TIA 博图；I-Device ；UDP 中图分类号：TP278；U468文献标识码：BDOI ：10.16621/ki.issn1001-0599.2021.04.550引言欧康发动机工厂位于潍坊市高新区，是北汽福田汽车股份有限公司以“工业4.0”和《中国制造“2025”》战略建成的年产30万台的现代化发动机生产线。

包括发动机缸体、缸盖柔性加工线、发动机整机装配及测试线，主要生产2.0升及2.5升的涡轮增压柴油发动机。

通过西门子S7-1500系列的PLC ，配合分布式I/O 在发动机整机装配线的实际应用。

包括ET200SP 、ET200MP 以及SINAMICS G120C 变频器。

实现整机智能装配线控制工艺要求。

1布局规划与总体设计1.1发动机整机智能装配线发动机整机智能装配线由一条环形总装线（冷试与装配共线，共用托盘）和缸盖分装线组成，大量采用机器人、拧紧机、模块化设计，提高柔性，满足不同型号发动机共线生产要求。

装配线规划长度128m ，宽度22m ，共计109个工位，工位结构采用空中吊挂方式，提高车间通透度，发动机整机智能装配线如图1所示。

整线联动全部采用S7-1500PLC 控制，全线分为自动工位和手动工位，自动工位分别由CPU1517独立控制，手动工位分别由CPU1512SP 独立控制；全线配置MES （Manufacturing Exe原cution System ，制造执行系统）进行现场管理，ANDON 板生产拉动，设备的在线质量信息全部通过PLC 上传到MES 系统，拧紧工作站全部采用可编程控制电动扳手或拧紧机，实现联动控制；托盘装配Moby 载体，实现全过程生产信息存储及质量追溯；手动工位独立钢结构布置，每个工位配置HMI ；工艺流程如图2所示，工艺特点如图3所示。

生产机械制造行业的范例- SIMOTIONSIMOTION是一个全新的西门子运动控制系统，它是世界上第一款针对生产机械而设计的控制系统，将运动控制，逻辑控制及工艺控制功能集成于一身，为生产机械提供了完整的解决方案。

机械运动越来越复杂，对速度及精度的要求也越来越高。

SIMOTION面向的行业主要是包装机械，橡塑机械，锻压机械，纺织机械，以及其他生产机械领域，正是针对复杂运动控制而推出的全新运动控制系统。

SIMOTION运动控制系统：∙由一个系统来完成所有的运动控制任务∙适用于具有许多运动部件的机器SIMOTION系统具有三个组成部分∙工程开发系统工程开发系统可以实现由一个系统解决所有运动控制、逻辑及工艺控制的问题，并且它还能够提供所有必要的工具，从编程到参数设定，从测试调试到故障诊断。

∙实时软件模块这些模块提供了众多的运动控制及工艺控制功能。

针对某一特定的机器所需的功能，灵活地选择相关的模块。

∙硬件平台硬件平台是SIMOTION运动控制系统的基础。

使由工程开发系统所开发的且使用了实时软件模块的应用程序可以运行在不同的硬件平台上，用户可以选择最适合自己机器的硬件平台。

SIMOTION的不同之处在于，可按任务层次划分的系统，具有灵活的功能，且使用同一种工程开发工具。

SIMOTION 运动控制系统可连接三种硬件平台，即：∙SIMOTION D-集成在驱动器中的紧凑型系统。

SIMOTION D的功能是集成在新的SINAMICS S120多轴驱动系统的控制模板上。

使之成为一个极其紧凑的拥有控制器及驱动器的系统。

将运动控制与驱动器功能集成在一起，使得系统具有极快的响应速度。

o典型应用领域根据其紧凑的设计，以及集成于驱动器上这一特点，SIMOTION D特别适用于：▪小型机械▪分布式自动化结构，例如拥有多轴的机器▪模块化设计的机器，也可以与SIMOTION P或SIMOTION C配合使用▪实时性要求极高的多轴耦合应用∙SIMOTION C -模块化与灵活性SIMOTION C230-2控制器是装配在S7-300机壳中。

SIMATICS7-1500/ET 200MP 自动化系统系统手册01/2023A5E03461186-AKSiemens AG Digital Industries Postfach 48 48 90026 NÜRNBERG 德国Ⓟ 02/2023 本公司保留更改的权利Copyright © Siemens AG 2013 - 2023.保留所有权利法律资讯警告提示系统为了您的人身安全以及避免财产损失，必须注意本手册中的提示。

人身安全的提示用一个警告三角表示，仅与财产损失有关的提示不带警告三角。

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危险表示如果不采取相应的小心措施，将会导致死亡或者严重的人身伤害。

警告表示如果不采取相应的小心措施，可能导致死亡或者严重的人身伤害。

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合格的专业人员本文件所属的产品/系统只允许由符合各项工作要求的合格人员进行操作。

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由于具备相关培训及经验，合格人员可以察觉本产品/系统的风险，并避免可能的危险。

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发动机电控系统概述和传统的机械控制的发动机相比，电控发动机通过一个中央电子控制单元（ECM）来控制和协调发动机的工作，ECM就象人的大脑一样，通过各种传感器和开关实时监测发动机的各种运行参数和操作者的控制指令，通过计算后发出命令给相应的控制元件，如喷油器等，实现对发动机的优化控制。

控制系统通过精确控制喷油时间和喷油量，以达到降低排放和提高燃油经济性的目的。

如下示意图所示，ECM处在整个发动机控制系统的核心位置。

各种输入设备，包括传感器、开关和油门踏板向ECM提供各种信息，ECM通过这些信息来判断发动机当前的运行工况和操作者的控制指令。

输出设备为执行元件，它们执行ECM通过计算得出的各种控制指令。

在所有的执行元件中，最重要的执行元件是实现喷油量控制和喷油时间控制的元件。

一、电子控制单元（ECM）电子控制单元(ECM)是整个控制系统的核心。

ECM内部有存储器，存储控制系统运行的程序。

这些程序在ECM没有物理损伤的前提下可以通过服务软件擦除重写。

ECM是精密的电子元件，在对车辆系统进行维修时要注意保护。

♦在查拔ECM上的连接插头前，请断开系统电源。

不允许带电插拔ECM上的连接插头。

♦在对ECM插头内的针脚进行测量时，一定要使用合适的转接导线，不可以用万用表的表笔直接测量。

在需要对底盘和发动机进行焊接作业时，一定要将ECM从发动机上拆下来，否则将损伤ECM，导致ECM失效。

输入设备输入设备向ECM输入各种参数，ECM通过这些参数来判断发动机当前的运行工况、司机的操作指令和其它的一些信号。

只有基于输入设备输入的正确参数，ECM才能做出正确的判断，控制发动机的运行。

按照输入设备功能的不同，可简单地将其分为三类，传感器、开关和油门踏板。

输入设备由ECM提供工作电源，大部分输入设备的工作电压都为5伏。

发动机主要通过安装在发动机和车辆上的各种传感器来实时监测当前的运行参数，不同的机型在传感器类型和数量上会有所不同，对柴油电控发动机，这些传感器通常包括：机油压力和温度传感器，进气温度和压力传感器，冷却液温传感器，柴油压力和温度传感器，发动机转速传感器，发动机位置传感器，大气压力传感器等等。

内外新能源汽车电控系统供应商汇总电控系统被称为新能源汽车的大脑，作为三大核心技术之一，其主要还涵盖了电机控制系统和电池管理系统。

电控系统，一般是由主机厂来参与研发。

由此可见，新能源汽车市场的竞争，意味着电控系统技术对市场竞争有很大的影响。

目前国内外新能源汽车电控市场呈如下特点：新能源汽车电控销售持续爆发，大幅超出市场预期，预计全年将有望实现翻倍以上增长。

今年下半年以来新能源汽车的产销数据持续超预期，最新工信部公布2015年1-9月份产量15.6万辆，同比增长近3倍。

第四季度是新能源汽车产销旺季，预计新能车产量还会一路上升。

受益于新能源汽车市场规模的迅速扩展，新能源汽车电控的产销量也将随之增长。

就国内而言，目前已于主机厂配套的新能源汽车电控研发的厂家为数不多，多以合资研发为主。

整车厂中，比亚迪新能源汽车电控自主配套。

在国内，自主与合资的知名厂家有华域汽车电动，上海联合电子，北汽大洋电机，浙江智慧电装，上海大郡，上海电驱动（2015年6月被大洋电机收购）等。

在国外，很多电控系统为内部配套，像特斯拉、宝马、本田、日产等的电控系统均为体系内供应商直接供货，另外还有一种情况是整车厂和零部件供应商共同参与，福特和麦格纳联合开发电机控制系统。

电控比较知名的厂商有电装、西门子、日立、大陆等。

从全球范围来看，新能源汽车被公认为是未来汽车行业的主流，很多国家都在积极发展和引导新能源汽车。

随着新能源汽车的发展，这也为电控的发展带来了契机。

国内市场，随着国家的政策的帮扶，一些实力较强企业，正从电机控制系统或是电池管理系统向新能源汽车电控方向发展。

电控方面，呈现出百花齐放的态势。

以下是国内外以及合资中比较知名的新能源汽车电控供应商：西门子（SIEMENS）-德国简介：西门子股份公司是全球领先的技术企业，创立于1847年，业务遍及全球200多个国家，专注于电气化、自动化和数字化领域。

是SIEMENS 世界最大的高效能源和资源节约型技术供应商之一。

电喷柴油发动机技术介绍目前柴油机实现三次排放的电控方式有三条主流技术路线，分别是电控单体泵、电控泵喷嘴和高压共轨。

目前主要的国际汽车配件供应商都在进行着柴油共轨喷射系统的开发，如：博世、德尔福、西门子、电装公司、VDO和玛格纳-马瑞利公司，它们是全球主要的共轨喷射系统供应商，而目前在国内生产共轨柴油喷射系统的还只有博世一家。

下面分别介绍几种包括三条主要技术路线在内的电控技术：1、电控单体泵技术 (EUP)德国 Bosch公司的电控单体泵系统 ,采用较短的高压油管 ,可实现较高的喷油压力 ,最高喷油压力可达 250 MPa.该系统采用高速电磁阀控制喷油定时及喷油量。

2、电控泵喷嘴技术优良的混合气是提高柴油发动机动力性、燃油经济性；降低排放率、噪音率的关键因素。

这就要求喷射系统产生足够高的喷射压力，确保燃油雾化良好，同时还必须精确控制喷油始点和喷油量。

而泵喷嘴系统能够符合上述的严格要求。

因此，早在1905年柴油发动机的创始人Rudolf diesel 先生就提出了泵喷油器概念，设想将喷油泵和喷嘴合成一体，省去高压油管并获得高喷射压力。

20世纪50年代，间歇控制泵喷射系统的柴油发动机就已应用在轮船及卡车上。

之后，Volkswagen和Robert Bosh AG公司合作研制出适用于乘用车的电磁阀控制泵喷射系统。

泵喷嘴的结构如图3所示。

1. 隔热密封垫2. O 型环3. 高压腔4. 喷射凸轮5. 滚柱式摇臂6. 球销7. 泵活塞8. 活塞弹簧9. 电磁阀针阀10. 喷嘴电磁阀11. 回油管12. 收缩活塞13. 供油管14. 喷嘴弹簧15. 针阀缓冲元件16. 缸盖17. 针阀图3 泵喷嘴结构图及示意图泵喷嘴工作原理（如上图所示）：泵喷嘴的喷油始点和喷油终点由快速启闭的电磁阀控制。

电磁阀关闭，将柱塞高压油腔与低压油路切断，燃油加压并开始喷射。

电磁阀开启则泄掉喷射压力，结束喷射。

喷油量由中低压油泵的供油压力和电磁阀的关闭延续时间决定。

柴油机电子控制系统的发展摘要：柴油机是迄今为止热效率最高的热动力机械，柴油机的发展水平一直是车辆发展水平的重要标志，大力发展柴油机对于节约能源和解决温室效应的问题具有重要意义。

由于世界石油危机和严重的环境污染，柴油机面临着日趋严格的排放法规和降低油耗等要求，采用电子控制技术是使柴油机同时满足各种要求的有效手段。

柴油机的结构比较复杂，尤其是新兴的电子控制技术，对于广大汽车驾驶与维修人员来说有着十分重要的意义。

本文介绍了柴油机电子控制系统中各种技术的控制原理、应用特点以及柴油机电子控制系统的发展趋势和未来的研究方向。

关键词：柴油机电子控制发展Development of diesel electronic control systemAbstract：Diesel engine is by far the highest thermal efficiency thermodynamic ma chinery, the development level of diesel engine has been the important symbol of the levels of vehicle development, vigorously develop diesel engine to save energy and solve the problem of the greenhouse effect is of great significance. Due to world oil crisis and serious environmental pollution, diesel engine is faced with in creasingly stringent emission regulations and reduce fuel consumption and other re quirements, using electronic control technology is to make the diesel engine at the same time meet the requirements of various effective means. The structure of the diesel engine is more complex, especially the emerging of electronic control tech nology, for the broad masses of vehicle driving and maintenance personnel has ve ry important significance. Diesel engine electronic control system were introduced in this paper the control principle, the application characteristics of the various tec hnologies and the development trend of diesel engine electronic control system an d the future research direction.Keywords: diesel engine; electronic control ;development目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2何谓柴油机电子控制系统 (1)1.3柴油机电子控制系统的特点 (2)1.4柴油机电子控制系统的发展历程 (2)2 柴油机电子控制技术介绍 (5)2.1电控泵喷嘴技术 (5)2.1.1商用车电控泵喷嘴 (6)2.1.2轿车用电控泵喷嘴 (6)2.2电控单体泵技术 (6)2.2.1电控单体泵的优点 (7)2.2.2电控单体泵的不足 (7)2.3高压共轨技术 (7)2.3.1高压共轨系统的优点 (9)3 电控柴油机新技术应用 (10)3.1柴油机电子控制新技术分析 (10)3.2新型喷油系统的研发应用 (10)3.2.1 电控单体泵和高压共轨喷油器组成的混合式喷油系统 (11)3.2.2电控单体泵和高压共轨喷油器加共轨管组成的混合式喷油系统.. 114 柴油机电子控制系统的发展趋势 (12)4.1柴油机电子控制系统的发展趋势 (12)结论 (13)参考文献 (14)谢辞 (15)1 绪论1.1引言自1897年Rudolf Diesel发明的第一台柴油机至今，柴油机已经历了一个多世纪的发展。

Internal Combustion Engine &Parts0引言随着现代信息技术的快速发展，计算机技术在各行各业都有了较为深入的应用，可以说现阶段我国的工业生产离不开计算机技术的支持。

就目前来看，在工业生产中为了能够提高生产效率需要大量使用自动化和数控技术，而西门子PLC 就是一类可以较好满足现阶段我国工业生产应用需求的控制设备，西门子PLC 的应用可以有效的提高生产效率，降低工业生产成本，是当前各企业提高自身产品质量和核心竞争力的重要设备之一，本文就针对于西门子PLC 的应用及其干扰进行分析。

1西门子PLC 的概述1.1西门子PLC 概述所谓PLC ，实际上就是一种通过自由编程来实现各种控制功能的控制器。

在工业企业中，由于生产项目日益复杂，在实际的生产过程中如果仅靠人工是无法满足现阶段社会发展对工业生产日益增长的需求，而通过使用PLC 来对工业生产流程进行管理和控制就可以大大提高生产效率，同时也能够降低生产成本，所以在目前工业发展过程中是离不开PLC 及其相关技术的。

在PLC 控制生产设备的过程中，控制系统已经不再是简单的接线逻辑，而是通过算法、逻辑运算来实现数字化控制，通过多种形式的控制方法来完成对生产过程进行管控。

在具体的生产流程中，企业一般都通过PLC 来获取各设备的运行状态，并通过PLC 给出相应的控制命令，使生产设备工作中可靠性和产品的质量得以显著地提高。

1.2西门子PLC 的应用价值为了能够更好地提高工作效率，需要针对于西门子PLC 的应用价值进行分析，确保其能够在生产流程中得到更加科学的应用。

首先，通过西门子PLC 的应用可以有效地提高生产过程中的控制性能，对各设备运行状态进行严格的管理和控制，这比人工管理效率更高，在数据的处理上更加高效，从而更好地提高工业生产的效益。

其次就是在工业生产中使用西门子PLC 可以有效的降低生产风险，管理人员可以通过PLC 来更好地落实管理制度和生产规范，降低在生产中的风险，从而更好的满足相应的生产计划，提高产品的质量和生产效率。