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傳感器和執(zhí)行器的新通訊標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò) IO-Link 實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)

因全集成自動(dòng)化技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的透明集成

由于具有一個(gè)革新和標(biāo)準(zhǔn)化的傳感器/執(zhí)行器接口，可通過(guò) IO-Link 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)功能進(jìn)行一致性擴(kuò)展。通過(guò)西門(mén)子公司的 IO-Link 解決方案，可在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)下面以佳方式將帶有全部自身性能的傳感器和執(zhí)行器集成在全集成自動(dòng)化 (TIA) 環(huán)境中。

除過(guò)程數(shù)據(jù)外，在整個(gè)工廠范圍內(nèi)還可獲得診斷中斷和傳感器參數(shù)。這樣就加速了調(diào)試過(guò)程，提高了工廠可用性，并降低了通常因工廠中的大量傳感器和執(zhí)行器而產(chǎn)生的維護(hù)成本。由于采用集中數(shù)據(jù)管理，因此可根據(jù)需要經(jīng)常對(duì)反復(fù)進(jìn)行的傳感器或執(zhí)行器參數(shù)化進(jìn)行調(diào)整，無(wú)需對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置。更換一臺(tái)設(shè)備后，參數(shù)將被自動(dòng)重新加載，這樣就縮短了停產(chǎn)時(shí)間。由于常規(guī)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也可在 IO-Link 接口上運(yùn)行，因此與常規(guī)傳感器和執(zhí)行器的兼容性不會(huì)受到影響。

連接是通過(guò)帶有 IO-Link 端口的 ET 200S 的主站模塊、以成熟的靈活布局完成的。除了傳感器和執(zhí)行器，IO-Link現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還提供4點(diǎn)和8點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)輸入IO-Link設(shè)備(IP67)，用于經(jīng)濟(jì)地集成到標(biāo)準(zhǔn)傳感器中。

通過(guò)將設(shè)備組態(tài)集成到 STEP 7 環(huán)境中，可以發(fā)現(xiàn)故障，并快速、輕松地將故障清除。這樣，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)的所有階段內(nèi)（組態(tài)、調(diào)試和運(yùn)行）的效率都得到提高。

工程組態(tài)軟件

降低工程組態(tài)成本

• 采用集中數(shù)據(jù)管理，并可重復(fù)傳感器和執(zhí)行器參數(shù)，組態(tài)更加快速
• 在 STEP 7 中進(jìn)行集中組態(tài)和數(shù)據(jù)管理，大大削減了參數(shù)化工具的數(shù)目
• 采用定義的行規(guī)，設(shè)備的集成更加容易
• 實(shí)現(xiàn)高靈活性：通過(guò)采用 IODD 標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式 IO-Link 解決方案，可以與 GSD 相同的方式來(lái)集成第三方設(shè)備
• 通過(guò)保留成熟拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和與常規(guī)連接方法的兼容性來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)

調(diào)試

調(diào)試時(shí)間縮短

• 采用標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)屏蔽三線制連接，可一致性地連接各種傳感器和執(zhí)行器，接線開(kāi)銷(xiāo)大大降低
• 無(wú)需單獨(dú)進(jìn)行參數(shù)化，節(jié)省時(shí)間；可針對(duì)相同設(shè)備組態(tài)來(lái)復(fù)制參數(shù)
• 參數(shù)化因集中數(shù)據(jù)管理而變得簡(jiǎn)單 - 無(wú)需對(duì)傳感器和執(zhí)行器反復(fù)進(jìn)行預(yù)設(shè)置
• 可對(duì)設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯與示教，因此傳感器/執(zhí)行器的參數(shù)化十分靈活

操作和維護(hù)

工廠可用性提高

• IO-Link 標(biāo)準(zhǔn)可集成到全集成自動(dòng)化環(huán)境中，因此可取得直至現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的高透明度
• 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行集中參數(shù)與配方管理，縮短了轉(zhuǎn)換時(shí)間
• 可實(shí)現(xiàn)直至現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的工廠范圍診斷和快速故障清除，并通過(guò)針對(duì)傳感器和執(zhí)行器采取預(yù)防性維護(hù)而在故障之前報(bào)告和顯示消息，因此停產(chǎn)時(shí)間縮短
• 通過(guò)在運(yùn)行過(guò)程中交換設(shè)備而簡(jiǎn)便清除故障，無(wú)需重新參數(shù)化，因?yàn)?PLC 中提供了集成的參數(shù)存儲(chǔ)器
• 西門(mén)子系統(tǒng)中的組件具有可靠性，因?yàn)樗鼈兙?jīng)過(guò)全面的系統(tǒng)測(cè)試

在工業(yè)通信領(lǐng)域中，無(wú)線通信開(kāi)創(chuàng)了全新的應(yīng)用遠(yuǎn)景 - 自工廠部分現(xiàn)代化改造，直至復(fù)雜物流或生產(chǎn)過(guò)程的設(shè)計(jì)。
基于工業(yè)無(wú)線遠(yuǎn)程控制、工業(yè)無(wú)線局域網(wǎng)和 WirelessHART，西門(mén)子公司利用工業(yè)無(wú)線通信技術(shù)針推出了高可靠性自動(dòng)化解決方案。

采用 IWLAN 實(shí)現(xiàn)可靠的無(wú)線通信

無(wú)線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò) - 低成本、多功能的遠(yuǎn)距離無(wú)線技術(shù)

無(wú)線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)為用戶帶來(lái)了難以計(jì)數(shù)的好處，例如，水/廢水處理業(yè)彼此遠(yuǎn)離的工廠區(qū)段之間的連續(xù)通信、在地球的另一側(cè)高速地遠(yuǎn)程訪問(wèn)需要維護(hù)的機(jī)器和設(shè)備。得益于遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)或 HMI/SCADA 系統(tǒng)集成了該技術(shù)，通過(guò)移動(dòng)無(wú)線設(shè)備可以隨時(shí)訪問(wèn)傳輸過(guò)來(lái)的過(guò)程數(shù)據(jù)。

工業(yè)無(wú)線局域網(wǎng) - 靈活的工廠級(jí)無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施

無(wú)線解決方案日益成為機(jī)器和設(shè)備中理所當(dāng)然的組成部分。在對(duì)數(shù)據(jù)通信具備高要求的場(chǎng)合，工業(yè)無(wú)線 LAN（IWLAN）對(duì)例如確定性無(wú)線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) PROFINET 等創(chuàng)新技術(shù)提供了有力的支撐。得益于使用了 PROFIsafe via IWLAN，PROFINET 開(kāi)創(chuàng)了全新的應(yīng)用遠(yuǎn)景 - 自高效工程設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)解決方案，直至與安全相關(guān)的任務(wù)。
此外，IWLAN 基礎(chǔ)設(shè)施也可以用于例如視頻監(jiān)控等的其它應(yīng)用。

無(wú)線 HART - 無(wú)線連接過(guò)程儀表

WirelessHART 是一種開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)旨于解決過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)無(wú)線通信的特殊要求。它完全滿足了與可靠性、信息安全性、經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)級(jí)用戶操作友好性等相關(guān)的全部特定要求。目前，全球已經(jīng)安裝了 3000 萬(wàn)臺(tái)以上 HART 技術(shù)設(shè)備。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)智能過(guò)程儀表來(lái)說(shuō)，HART 技術(shù)是常用的通信協(xié)議。WirelessHART 后向兼容于有線 HART 技術(shù)，因此，該技術(shù)為硬件、軟件和專家知識(shí)提供了大的安全性。

基于控制器的 IWLAN 適用于有大量網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的應(yīng)用，例如，集裝箱碼頭

無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)

• 較高的移動(dòng)性帶來(lái)較大的靈活性，因而提高競(jìng)爭(zhēng)能力
• 維護(hù)工作得到簡(jiǎn)化，維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間降低，人員得到佳利用
• 旋轉(zhuǎn)及移動(dòng)設(shè)備或系統(tǒng)部件無(wú)磨損
• 公司所有部門(mén)范圍內(nèi)的聲音和數(shù)據(jù)集成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
• 從一個(gè)中心位置對(duì)不同的生產(chǎn)機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷從而降低了維護(hù)成本
• 易于訪問(wèn)難于接觸的裝置，無(wú)需復(fù)雜連線

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟(jì)型入門(mén)級(jí) CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計(jì)形式為 3 端口交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過(guò)端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)?，并且也可通過(guò)端口 3 來(lái)連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時(shí)，CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)在本地對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式預(yù)處理，并且僅將實(shí)際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢(shì)：

• 減輕中央控制器的工作負(fù)荷
• 縮短對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要信號(hào)的響應(yīng)時(shí)間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負(fù)荷降低
• 各單元經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)試并進(jìn)行平行調(diào)試，設(shè)置更快速
• 由于自帶機(jī)械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨(dú)立于中央控制器運(yùn)行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運(yùn)行。

位模塊化設(shè)計(jì)的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實(shí)現(xiàn)面向功能的站設(shè)計(jì)。

另外，CPU 通過(guò)易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動(dòng)器的能力。

CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導(dǎo)軌上，并具有：

• A powerful processor:
  The CPU achieves command execution times as low as 72 ns per binary instruction.
• 大容量工作存儲(chǔ)器：
  100 KB 用于程序，750 KB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡作為裝載存儲(chǔ)器；
  允許附加固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等功能
• 位模塊化擴(kuò)展性，靈活性好；
  任意組合達(dá) 64 個(gè) I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊）。大 1 m 的站寬度。
• 采用 ET 200AL 的混合配置； 
  通過(guò)“BU-Send”基本單元和“BA-Send”總線適配器，可以在可擴(kuò)展的 I/O 系統(tǒng) ET 200SP (IP20) 裝置中集成進(jìn) ET 200AL (IP65/IP67) I/O 系統(tǒng)的多 16 個(gè) I/O 模塊。
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機(jī)：
  • 端口 1 和 2 通過(guò)總線適配器來(lái)連接（CPU 1510SP-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運(yùn)行）。
    如果需要，相應(yīng)的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需單獨(dú)訂購(gòu)。）
  • 端口 3 通過(guò)集成式 RJ45 接口來(lái)連接
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開(kāi)放式 IE 通訊（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
  • OPC UA 器 (數(shù)據(jù)存取)
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數(shù)據(jù)集路由
• 免維護(hù)數(shù)據(jù)備份（無(wú)電池）
• 用于錯(cuò)誤 (Error)、運(yùn)行狀況 (RUN/Stop)、維護(hù) (MT)、電源 (PWR) 以及每個(gè)端口一個(gè)鏈路 LED 的診斷顯示
• 可選標(biāo)簽采用淺灰色或黃色標(biāo)簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標(biāo)簽箔和帶有 500 個(gè)標(biāo)簽條的標(biāo)簽卷，用于熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)
  • 標(biāo)簽紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個(gè)標(biāo)簽條，適用于激光打印機(jī)
• ET 200SP CPU 可帶有一個(gè)參考 ID 標(biāo)簽
• 借助于總線適配器，可實(shí)現(xiàn)不同的 PROFINET 連接類(lèi)型
  • 在具有中等機(jī)械及 EMC 負(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用中，可以使用帶 RJ45 接口的 SIMATIC 總線適配器，如總線適配器 BA 2xRJ45。
  • 對(duì)于設(shè)備上承受較高機(jī)械和/或 EMC 負(fù)荷的機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)，建議使用通過(guò) FastConnect (FC) 進(jìn)行連接的 SIMATIC 總線適配器。
  • 不能將帶有光纖電纜接口（SCRJ、LC）的 SIMATIC 總線適配器與 CPU 1510SP-1 PN 相連。
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個(gè) I/O 模塊時(shí)，應(yīng)將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個(gè)基本單元

供貨清單：

CPU 1510SP-1 PN（包括器模塊）、24 V DC 連接器和總線適配器端口蓋（總線適配器須單獨(dú)訂購(gòu)）

• 高效性
  • 高速命令處理
  • 功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)接口：
    每個(gè) CPU 均配備 PROFINET IO IRT (3 端口交換機(jī)) 作為標(biāo)準(zhǔn)接口。
• 集成技術(shù)
  • 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動(dòng)器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動(dòng)器
  • 支持轉(zhuǎn)速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)軸之間的同步操作
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實(shí)時(shí)診斷和偶發(fā)故障檢測(cè)
  • 全面的控制功能，例如，通過(guò)便于組態(tài)的塊可自動(dòng)控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)量
• 等時(shí)同步模式
  • 通過(guò)恒定總線循環(huán)時(shí)間，將分布式信號(hào)采集、信號(hào)傳輸和程序執(zhí)行與 PROFIBUS 循環(huán)進(jìn)行同步
• 集成安全功能
  • 通過(guò)密碼進(jìn)行知識(shí)保護(hù)，防止未經(jīng)許可證讀取和修改程序塊
  • 通過(guò)復(fù)制保護(hù)，可綁定 SIMATIC 存儲(chǔ)卡的程序塊和序列號(hào)：只有在將配置的存儲(chǔ)卡插到 CPU 中時(shí)，該程序塊才可運(yùn)行。
  • 4-級(jí) 授權(quán)理念：
    Communication to the HMI devices can also be restricted.
  • 操作保護(hù)：
    The controller recognizes changed or unauthorized transmissions of the engineering data.
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • TIA Portal 中、HMI 設(shè)備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來(lái)自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會(huì)進(jìn)行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無(wú)須進(jìn)行特殊組態(tài)。
• 通過(guò)集中設(shè)置進(jìn)行組態(tài)控制（選項(xiàng)處理）
  • 控制器中可存儲(chǔ)各種硬件配置：
    在用戶程序中修改配置（啟動(dòng) OB100）
    配置結(jié)束時(shí)改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲(chǔ)卡(用來(lái)運(yùn)行 CPU)
  • 用作插入式裝載存儲(chǔ)器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲(chǔ)附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過(guò)用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/讀取
• 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
  • 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲(chǔ)卡中；
    便于使用 Office 工具或通過(guò) web 器，訪問(wèn)工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)
  • 通過(guò) Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問(wèn)機(jī)器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 update 3 或更高版本進(jìn)行編程