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標準CPU315 具有中、大容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),如果需要,可以供 SIMATIC 組態(tài)工具使用 對二進制和浮點數(shù)運算具有較高的處理能力 PROFIBUS DP 主站/從站接口 用于大量的 I/O 擴展 用于建立分布式 I/O 結(jié)構(gòu) CPU 運行需要 SIMATIC 存儲卡(MMC) CPU 315-2 DP 是一個帶有大中型程序存儲器和 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU。除了集中式 I/O 結(jié)構(gòu)外,它還可用于分布式自動化結(jié)構(gòu)。 它在 SIMATIC S7-300 中經(jīng)常被用作標準 PROFIBUS DP 主站。 該 CPU 也被用作分布式智能設(shè)備(DP從站)。 它已經(jīng)依照量化框架作了優(yōu)化,以便使用 SIMATIC 工程工具,如: 用SCL編程 用S7-GRAPH進行順序控制編程 另外,CPU 為采用軟件來實現(xiàn)一些簡單的工藝任務提供了一個理想的平臺,例如: 簡單的運動控制 使用 STEP 7 塊或運行軟件“標準/模塊化PID控制” 來實現(xiàn)閉環(huán)控制任務的解決方案 通過使用 SIMATIC S7-PDIAG 可以實現(xiàn)擴展過程診斷。 CPU 315-2 DP 安裝有: 處理器; 處理器對每條二進制指令的處理時間大約為 50 ns,每個浮點預算的時間為 0.45 μs。 256 KB 工作存儲器(相當于大約 85 K 條指令); 與執(zhí)行程序段相關(guān)的大容量工作存儲器可以為用戶程序提供足夠的空間。作為程序裝載存儲器的型存儲卡(為 8 MB)也允許將可以項目(包括符號和注釋)保存在 CPU 中。裝載存儲器還可用于數(shù)據(jù)歸檔和配方管理。 靈活的擴展能力; 多達 32 個模塊,(4排結(jié)構(gòu)) MPI多點接口; 集成的 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程設(shè)備、PC、OP 的 16 條連接。在這些連接中,始終為編程器和 OP 分別預留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通訊”,MPI可以用來建立多16個CPU組成的簡單網(wǎng)絡(luò)。 PROFIBUS DP 接口:
西門子與蘇州國科數(shù)據(jù)中心(國科)宣布合作建立物聯(lián)網(wǎng)賦能平臺,并在制造業(yè)和樓宇領(lǐng)域?qū)嵤┰圏c項目。西門子將依托國科數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有云平臺,結(jié)合產(chǎn)業(yè)特性,建設(shè)集成的物聯(lián)網(wǎng)平臺、構(gòu)建數(shù)據(jù)中臺,建立一個區(qū)域經(jīng)濟數(shù)字化轉(zhuǎn)型公共服務平臺。未來,西門子與國科將深化合作,打造園區(qū)內(nèi)面向多項垂直領(lǐng)域的試點應用。
西門子(中國)有限公司物聯(lián)網(wǎng)服務事業(yè)部總經(jīng)理朱驍洵博士表示:“在客戶實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的道路上,西門子物聯(lián)網(wǎng)服務業(yè)務可謂賦能者。我們基于客戶自身的數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)設(shè)施,幫助其實現(xiàn)集成云平臺的服務模式。西門子與國科攜手,旨在為雙方客戶提供物聯(lián)網(wǎng)咨詢及實施服務,幫助客戶開拓新的商業(yè)機會,滿足客戶不斷變化的需求。”
國科云是基于SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))技術(shù)的集成平臺,與西門子合作將進一步加強國科的云平臺能力,鞏固其企業(yè)級、定制化、即需即供、按需付費的服務模式。物聯(lián)網(wǎng)賦能平臺將為跨行業(yè)的企業(yè)提供支持,驅(qū)動變革性的商業(yè)價值,幫助企業(yè)從降低成本,的收益、質(zhì)量、透明度和預測能力中獲益。
蘇州國科綜合數(shù)據(jù)中心有限公司董事長兼總經(jīng)理顧宗根表示:“國科是蘇州乃至全省范圍內(nèi)重要的公共技術(shù)服務平臺。我們很高興能與西門子這樣的行業(yè)引領(lǐng)者合作,加強技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力。我們期待與西門子攜手為客戶帶來創(chuàng)新的技術(shù)和行業(yè)洞察,提供更高的靈活性、更大的價值,加速客戶業(yè)務的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。”
未來雙方將合作采用語義本體建模等變革性技術(shù),并通過物聯(lián)網(wǎng)賦能平臺為更多客戶提供這些技術(shù)。西門子還將快速構(gòu)建和擴展物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系,以滿足客戶對于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求。
在單側(cè)配置中,I/O 模塊具有單通道設(shè)計,僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設(shè)備中。在 I/O 尋址設(shè)備工作正常的情況下,從單側(cè)讀入的息始終提供給兩個中央控制器。發(fā)生故障時,受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。
單側(cè)配置用于:
?不需要很高可用性的工廠部分。
?連接基于用戶程序的冗余I/O。此時,必須對系統(tǒng)進行對稱設(shè)置。高可用性(切換式配置)
有關(guān)詳細息,請參見手冊《S7-400 自動化系統(tǒng) S7-400 模塊技術(shù)規(guī)格》。設(shè)計
S7-400 系統(tǒng)可方便地構(gòu)建為模塊化系統(tǒng)。S7-400 的突出特點是不帶風扇,運行可靠,支持號模塊的熱插拔。
S7-400 設(shè)計簡潔,使用靈活,操作極為方便:
?模塊安裝十分簡單。
?背板總線集成在安裝機架中。
?模塊更換簡單,不會將模塊相互混淆
?成熟可靠的連接技術(shù)
?TOP Connect 連接方式:
通過 1 芯到 3 芯接頭和螺釘型或彈簧型端子進行預接線。
?規(guī)定的安裝深度:
所有接頭和連接器都應該嵌入到模塊內(nèi)并通過蓋板來保護。
?小限度的插槽規(guī)則通
CPU 和通處理器支持以下通類型:
?過程通;
通過總線(AS-Interface、PROFIBUS DP 或 PROFINET)對 I/O 模塊進行循環(huán)尋址(交換過程映像)。從循環(huán)執(zhí)行級調(diào)用過程通
?數(shù)據(jù)通;
在自動化系統(tǒng)之間或 HMI 與多個自動化系統(tǒng)之間
進行數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通可循環(huán)進行,或在發(fā)生特定事件時通過塊從用戶程序調(diào)用。數(shù)據(jù)通
SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通機制:
?
上饒德興楚控自動化設(shè)備有限公司生產(chǎn)制造 西門子通訊電纜等產(chǎn)品。本企業(yè)文化是企業(yè)發(fā)展的原動力,公司歷來注重企業(yè)的文化建設(shè),以人為本,厚德載物,共贏俱進,從 西門子通訊電纜產(chǎn)品的開發(fā),企業(yè)的管理到市場的推廣都賦予人性化的理念。在人才的引進和培養(yǎng)、提拔上奉行“德才兼?zhèn)洌ú攀桥e”的原則,吸引了一大批各地的人才共創(chuàng)事業(yè)。
“依托數(shù)字化企業(yè)套件,我們能夠支持離散行業(yè)的產(chǎn)品制造商與設(shè)備制造商實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。”西門子股份公司數(shù)字化工廠集團首席執(zhí)行官Jan Mrosik表示,“我們可以針對產(chǎn)品、生產(chǎn)和績效建立數(shù)字化雙胞胎,對其進行的虛擬仿真。通過利用從MindSphere中獲得的知識,我們能夠持續(xù)幫助客戶優(yōu)化其整個價值鏈。這不僅適用于不同行業(yè)和傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,也適用于增材制造等新技術(shù)。”增材制造也是西門子在本年度展會上的一個焦點。西門子是全球一家涵蓋增材制造價值鏈各個環(huán)節(jié)的集成式軟件和硬件解決方案的供應商。對用戶而言,這意味著整個數(shù)字化流程鏈都將整合在一個集成的軟件環(huán)境下。工程、仿真、產(chǎn)品制備和3D打印所需的工具都合并在一個集成系統(tǒng)中,并可通過標準化的用戶界面來訪問。這樣就不必進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,也避免了相關(guān)息內(nèi)容丟失的可能。這使用戶能從單機的原型設(shè)計和小批量生產(chǎn)迅速轉(zhuǎn)化為完全工業(yè)化的批量生產(chǎn)。
另外,西門子還將展示圍繞Simatic自動化系統(tǒng)的一系列新應用。全新Simatic MindApps應用程序如 Machine Monitor、Notifier和Performance Monitor是專為MindSphere而設(shè)計的特殊應用,讓用戶可以充分利用云服務的優(yōu)勢并實現(xiàn)增值。Simatic MindApps從生產(chǎn)設(shè)備導出相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析,將其處理成有意義的息并顯示在儀表板上,或?qū)⑵溆米髦悄軋缶到y(tǒng)和消息顯示的基礎(chǔ)。為確保這些數(shù)據(jù)與其所服務的工廠和基礎(chǔ)設(shè)施一樣,Simatic MindApps采用了符合IEC 62443標準的“縱深防御”理念,以防范當前和未來的網(wǎng)絡(luò)威脅。
西門子將推出新一代軟起動器Sirius 3RW5,能滿足從簡單到復雜的驅(qū)動需求。該系列設(shè)備專為確保5.5-1,200 kW三相異步電機的平穩(wěn)啟動而設(shè)計,可用于以極其簡單、經(jīng)濟的方式實施的、面向未來的機器概念。
過程工業(yè)各行業(yè)進入數(shù)字化
“現(xiàn)在正是利用數(shù)字化潛力和優(yōu)勢來優(yōu)化過程工業(yè)整個價值鏈的時機。”西門子股份公司過程工業(yè)與驅(qū)動集團首席執(zhí)行官Jürgen Brandes強調(diào),這對新建(綠地)工廠與現(xiàn)有(棕地)工廠同樣適用。重要的步是一致地使用公司已有的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù),以實現(xiàn)全生命周期各個環(huán)節(jié)的透明度,以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)優(yōu)化。“得益于我們深厚的電氣化和自動化專業(yè)知識,我們支持不同企業(yè)實施相應的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在每個案例中,我們的產(chǎn)品都根據(jù)客戶的增值和商業(yè)模式量身定制。”在此,西門子全新“數(shù)字化咨詢”理念能夠起到重要作用。這需要與客戶開展合作,理清整個價值鏈各個環(huán)節(jié)公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型范圍,并繪制數(shù)字化路線圖,包括計算所需的投資。
過程工廠的數(shù)字化雙胞胎在其中發(fā)揮著重要作用。數(shù)字化雙胞胎模型始于工程設(shè)計階段,并且通過工廠整個生命周期不同階段的數(shù)據(jù)獲得更新和豐富。對來自工廠現(xiàn)場層的過程數(shù)據(jù)及其他智能傳感器數(shù)據(jù)的持續(xù)分析,可帶來全新的透明度水平,從而實現(xiàn)過程維護和服務的顯著改善。數(shù)字化雙胞胎在工廠試車時也能帶來決定性的益處。在此,Simit仿真軟件9.1版本能以更簡單的方式結(jié)合虛擬工廠試車和用戶培訓,從而將實際試車速度加快60%,并將停機時間降至——特別是在工廠轉(zhuǎn)型和升級過程中。
西門子在漢諾威工業(yè)博覽會上展示的另一項創(chuàng)新成果是Sidrive IQ,這是利用MindSphere評估驅(qū)動數(shù)據(jù)的一個全新數(shù)字化平臺。它能為工廠和設(shè)備用戶提供針對已安裝驅(qū)動系統(tǒng)的全新數(shù)據(jù)透明度,簡化機隊管理并優(yōu)化維修服務。對數(shù)據(jù)的連續(xù)分析可以節(jié)省時間并延長設(shè)備正常運行時間,譬如通過及早發(fā)現(xiàn)并糾正可能的錯誤根源的方式。這些益處使Sidrive IQ成為在整個生命周期各個環(huán)節(jié)提高驅(qū)動技術(shù)的效率和生產(chǎn)力的基礎(chǔ)。
時間敏感型聯(lián)網(wǎng)TSN是本次展示的另一個主題。即使在極端的網(wǎng)絡(luò)負載下,TSN也可以實現(xiàn)自動化設(shè)備之間更強大、可靠和標準化的以太網(wǎng)通。Profinet網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施未來將會逐步升級,集成基本的TSN技術(shù)。作為實現(xiàn)這一目標的步,西門子將展示基于TSN的OPC UA PubSub如何用在控制層級——以展會機器人模型為例。
智能能源管理
如果沒有穩(wěn)定的能源供應,順暢的生產(chǎn)運行和不間斷的生產(chǎn)流程是不可想象的。工業(yè)對能源的需求日益增長,需要全新的能源解決方案—提率以降低能源成本,從而增強競爭力。漢諾威展會上西門子展位的亮點之一是無縫交互帶來的客戶受益,這些交互發(fā)生在可靠的能源供應解決方案、具備通功能的計量設(shè)備和復雜的數(shù)據(jù)分析之間。這些交互帶來能源透明度,能源透明度對實現(xiàn)能源管理至關(guān)重要。西門子股份公司能源管理集團首席執(zhí)行官Ralf Christian表示:“這還包括尋找更智能的方法,處理當今配電領(lǐng)域不斷增加的海量數(shù)據(jù)。利用數(shù)字化應用,我們能為客戶提供智能分析工具,提高運營效率。”以西班牙汽車制造商Gestamp為案例,西門子將展示更高的能源透明度如何助力實現(xiàn)節(jié)能15%并使二氧化碳的排放顯著降低。收集的數(shù)據(jù)還將上傳到MindSphere。MindApp Energy Efficiency Analytics應用程序可計算能源需求,根據(jù)實際情況給出減少負荷的并利用來自多個地點的實時耗能數(shù)據(jù),幫助優(yōu)化工廠和生產(chǎn)流程,從而降低企業(yè)的總能耗。Ralf Christian解釋說,“在業(yè)界尋找降低生產(chǎn)成本的新方法方面,除優(yōu)化能源效率外,自發(fā)電變得越來越有吸引力。”在漢諾威展會上,西門子將展示公司如何消弭用電高峰,充分利用波動電價,并創(chuàng)造額外收入—譬如通過參與能源平衡市場的方式。需求響應、電池儲能系統(tǒng)和電網(wǎng)控制相關(guān)方面也納入在西門子的解決方案中。
除位于9號展廳的主展位外,西門子還與位于6號展廳的合作伙伴密切合作,展示PLM軟件組合。在27號展廳“綜合能源廣場”,來訪者將能了解整個綜合系統(tǒng)的工作原理,其中涉及能源生產(chǎn)、分配和儲能、能源需求等各個環(huán)節(jié)。在此背景下,西門子將展示電動汽車亮點:來訪者將能發(fā)現(xiàn)充電基礎(chǔ)設(shè)施的完整解決方案,并了解組件、充電管理系統(tǒng)和完整的端到端解決方案相關(guān)息。
二、常發(fā)生的故障現(xiàn)象分析: 當PLC的RS485口經(jīng)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(xiàn)象發(fā)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(tài)干擾電流經(jīng)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(chǎn)生的瞬態(tài)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(tài)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(chǎn)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(tài)干擾電壓將Z1或Z2和SN75176擊穿,由于電流較小和發(fā)生時間較短因而R1、R2不至于發(fā)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(tài)過電壓和靜電造成,產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓和靜電的原因很多也較復雜,如由于PLC內(nèi)部24V電源和5V電源共地,24V電源的輸出端子L+、M為其它設(shè)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(jié)點的地電位相等,地線環(huán)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(chǎn)生瞬態(tài)過電壓或過電流。 連接在RS485總線上的其它設(shè)備產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓或過電流同樣會流入到PLC,總線上連接的設(shè)備站點數(shù)越多,產(chǎn)生瞬態(tài)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(lián)網(wǎng)的幾十臺PLC全部遭打壞了!”。 三、 解決辦法: 1、從PLC內(nèi)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(tài)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(tài)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(shù)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(yè)現(xiàn)場)。西門子公司早期出產(chǎn)的PC/PPI電纜(6ES7 901-3BF00-0XA0)是不隔離的,現(xiàn)在也改成隔離的電纜了! ● PLC的RS485口聯(lián)網(wǎng)時采用隔離的總線連接器. ● 與PLC聯(lián)網(wǎng)的第三方設(shè)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(jié)點之間就無“電”的聯(lián)系,也無地線環(huán)流產(chǎn)生,即使某個節(jié)點損壞也不會連帶其它節(jié)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(shè)備的外殼并后接大地。 ● 對于有架空線的系統(tǒng),總線上設(shè)置專門的防雷擊設(shè)施。
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