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SIMATIC 基于 PC 的自動化

AS-Interface

AS-Interface – 智能通信標(biāo)準(zhǔn)，用于現(xiàn)場層至控制器系統(tǒng)的通用連接

AS-Interface (AS-i) – 更準(zhǔn)確地說，是執(zhí)行器-傳感器接口 – 是一種現(xiàn)場級智能總線系統(tǒng)。該總線系統(tǒng)可以比任何一種其它系統(tǒng)更簡便、更靈活、更高效地將現(xiàn)場中的全部傳感器和執(zhí)行器連接至上層控制系統(tǒng)。

復(fù)雜自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并非總能一眼看出。帶大量具備實時性要求的設(shè)備的現(xiàn)場級，尤其必須擁有清晰的結(jié)構(gòu)。

這正是 AS-I 現(xiàn)場總線可以提供的：AS?i 網(wǎng)絡(luò)中，采用簡單的雙芯電纜（一種黃色的 AS?i 電纜），多可將 62 個總線節(jié)點連接至 AS?i 主站，而且，還可以同時向該些主站和總線節(jié)點供電。該標(biāo)準(zhǔn)適用于實現(xiàn)惡劣環(huán)境中的可靠數(shù)據(jù)傳輸，而且，還對 AS-interface 提供了高程度的保護(hù)功能。

西門子公司的 AS-I 產(chǎn)品具有各種優(yōu)勢

• 一站式提供基于總線標(biāo)準(zhǔn)和安全技術(shù)的全部 AS-I 系列產(chǎn)品
• 在系統(tǒng)范圍內(nèi)將 AS-i 設(shè)備集成到 SIMATIC、SINUMERIK 以及 TIA Portal 工程組態(tài)框架中
• 將 ASIsafe 應(yīng)用程序集成到 SIMATIC F 控制器安全編程中
• 在 TIA Portal 和 STEP 7 Classic 中集中組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)及安全技術(shù) – 控制器、AS-i 和安全功能只需一個工程組態(tài)框架
• 通過 Web 瀏覽器、HMI 或 TIA Portal 快速診斷主站和從站組件
• 在安全工具（已經(jīng)獲得 Tü?¤￡©?D?ùóú ASIsafe ??????°2è?á′??DD1??®?￠?à1àoí?é?¤
• 下位 AS-I 網(wǎng)絡(luò)與 PCS 7 過程控制系統(tǒng)之間的集成
• 全球化的備件供應(yīng)、咨詢和維護(hù)

通用型 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)具有其獨特的可升級結(jié)構(gòu)和出色的系統(tǒng)特性，是在整個生命周期中以經(jīng)濟(jì)、高效的方式組建和運行控制技術(shù)工廠的理想基礎(chǔ)。

一套完整的完美匹配的產(chǎn)品、系統(tǒng)和解決方案，適用于生產(chǎn)工業(yè)、加工工業(yè)和混合型工業(yè)的所有領(lǐng)域，在西門子的全集成自動化 (TIA) 內(nèi)集成，是公司整個過程鏈（從進(jìn)貨到出貨物流）分層集成自動化所必備的。

通過附加功能的無縫集成進(jìn)行了專門的擴(kuò)展，例如，批處理自動化、材料運輸控制、先進(jìn)的過程控制、資產(chǎn)管理、遠(yuǎn)程控制和安全應(yīng)用、過程數(shù)據(jù)分析/管理或 MES 任務(wù)，SIMATIC PCS 7 所具有的優(yōu)勢已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了典型的過程控制系統(tǒng)。

如果這還不足以滿足要求，如模塊化、靈活性和開放性等系統(tǒng)屬性也可以為將輔助組件和解決方案（SIMATIC PCS 7 的“附加件”）實際集成到過程控制系統(tǒng)中提供理想的條件。西門子針對特殊自動化任務(wù)內(nèi)部開發(fā)的附加件致力于擴(kuò)展過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，并進(jìn)而鞏固其地位。

為了在全球化引發(fā)的國際競爭下保持我們的競爭優(yōu)勢，必須連續(xù)提高工廠的生產(chǎn)率，而同時在大程度上縮短產(chǎn)品時間。在這種形勢下，必須對陳舊的自動化工廠進(jìn)行現(xiàn)代化更新改造，并逐步地將它們遷移到新一代的控制系統(tǒng)中。

西門子為其自己的控制系統(tǒng)提供了種類繁多的創(chuàng)新產(chǎn)品，以遷移到 SIMATIC PCS 7，例如，TELEPERM M、APACS、SIMATIC PCS/TISTAR 或 OpenPMC，但是也可以遷移其他供應(yīng)商的控制系統(tǒng)，如 ABB 或 Bailey。

壓力蓋測量儀表的測量范圍：

SITRANS P 變送器
• 用于壓力、絕壓、差壓、流量和液位
• 用于食品、制藥和生物技術(shù)
• 帶有用于造紙業(yè)的 PMC 連接
• 帶有無線通信 WirelessHART
• 用于液壓液位
• SITRANS P 遠(yuǎn)程密封件
• 配件

SITRANS TS 系列溫度傳感器用于工業(yè)設(shè)備中的溫度測量。

西門子可以提供以下溫度傳感器：

• SITRANS TS100
  • 一般用途
  • 設(shè)計緊湊，連接電纜
• SITRANS TS200
  • 一般用途
  • 設(shè)計緊湊，帶插頭/導(dǎo)線端子
• SITRANS TS300
  • 用于食品、制藥和生物技術(shù)
  • 模型化或卡裝式設(shè)計
• SITRANS TS500
  • 一般用途
  • 模塊化設(shè)計，帶連接頭和保護(hù)套

• 3 英寸至 15 英寸理想的入門級系列，用于操作和監(jiān)控緊湊型機(jī)器和系統(tǒng)
• 由于使用像素圖形顯示屏，可以清晰地顯示過程
• 使用觸摸屏和觸覺功能鍵實現(xiàn)直觀的操作
• 配備所有必需的基本功能，如警報記錄、配方管理、繪圖、矢量圖形和語言切換
• 通過集成的以太網(wǎng)接口或帶有 RS485/422 的單獨版本可以簡單地連接到控制器

• 全集成自動化 (TIA) 的集成組件：
  提高生產(chǎn)率，小化工程費用，減少生存周期成本
  • 由于采用垂直組態(tài)（4" 和 6" 設(shè)備），即使在安裝空間受限時也可使用
  • 縮短組態(tài)和調(diào)試時間
  • 由于免維護(hù)型設(shè)計和背光顯示器使用壽命較長，維修十分方便
• 由于具有輸入/輸出字段、矢量圖形、趨勢曲線、條形圖、文本和位圖等要素，可以簡單、輕松地顯示過程值
• 圖片庫，帶有現(xiàn)成的圖形對象
• 可全球使用：
  • 可組態(tài) 32 種語言（包括亞洲和西里爾字符集）
  • 在線可在多達(dá) 5 種語言間切換
  • 相關(guān)語言文本和圖形

SIMATIC HMI 基本面板與面板和多功能面板產(chǎn)品系列的現(xiàn)有觸摸設(shè)備安裝兼容。

KP300 基本型單色 PN

• 3.6" FSTN 像素圖形，單色
• 1 個以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸控設(shè)備，配備10個功能鍵和10個系統(tǒng)鍵。
• Text Displays (TD 100C, TD 200/TD 200C, TD 400C) 和 OP 73 、 OP 73micro的創(chuàng)新后繼產(chǎn)品。
  

KTP400 Basic 單色 PN

• 3.8" STN，單色
• 1 個以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 4 個觸覺功能鍵
  

KTP600 Basic 單色 PN

• 5.7" STN，單色
• 1 個以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏和 6 個觸覺功能鍵
• TP 177micro//TP 177A 創(chuàng)新的后續(xù)產(chǎn)品
  

KTP600 基本型彩色 PN 或 DP

• 5.7" TFT，256 色
• 1 個以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）或
  1 個 RS 485/422 接口（MPI，PROFIBUS DP；單獨版本）
• 觸摸屏和 6 個觸覺功能鍵
• TP 177micro//TP 177A 創(chuàng)新的后續(xù)產(chǎn)品
  

KTP1000 基本型彩色 PN 或 DP

• 10.4" TFT，256 色
• 以太網(wǎng)接口 (TCP/IP, PROFINET) 或
  1 個 RS 485/422 接口（MPI，PROFIBUS DP；單獨版本）
• 觸摸屏和 8 個觸覺功能鍵

TP1500 Basic 彩色 PN

• 15.0" TFT，256 色
• 1 個以太網(wǎng)接口（TCP/IP、PROFINET）
• 觸摸屏

• 性窗口和模板概念，用于生成屏幕模板
• 輸入/輸出域
  用于顯示和更改過程參數(shù)
• 按鈕
  用于直接初始化功能和動作。在按鈕上多可以同時配置 16 種功能。
• 圖像
  可以用作 ICON 以代替用作功能鍵或按鈕的文本標(biāo)簽。它們還可以用作全屏背景圖像。
  組態(tài)工具包含帶有大量圖形和多種對象的庫。所有的帶有 OLE 接口的編輯器都可以用作圖形編輯器（比如 Paint Shop，Designer 或者 CorelDraw）。
• 矢量圖形
  基本幾何形狀（直線，圓和矩形）可以在組態(tài)工具中直接創(chuàng)建
• 固定文本
  可以以任何字符尺寸用作功能鍵，過程圖和過程值的標(biāo)簽
• 曲線功能和直方圖
  可用于以圖形形式顯示動態(tài)值
• 語言切換：
  • 5 種在線語言，32 種組態(tài)語言，包括亞洲和西里爾字母字符集。
  • 相關(guān)語言文本和圖形
• 可按照各個部門的要求進(jìn)行用戶管理（安全性）
  • 通過用戶名和密碼進(jìn)行身份驗證
  • 特定用戶組的優(yōu)先級
• 發(fā)信系統(tǒng)
  • 離散警報
  • 模擬報文
  • 具有可自由定義的消息級別（如狀態(tài)/故障消息），用于定義確認(rèn)響應(yīng)和顯示消息事件
  • 歷史消息
• 配方管理
• 幫助文本
  過程屏幕、消息和變量
• 算術(shù)函數(shù)
• 極限值監(jiān)控
  用于輸入和輸出的可靠過程控制
• 指示燈
  用于指示機(jī)器和設(shè)備狀態(tài)
• 任務(wù)計劃器，用于循環(huán)執(zhí)行功能
• 模板概念
• 在模板中組態(tài)的顯示元素將出現(xiàn)在每個顯示中
• 可以通過如下方法簡單地進(jìn)行維護(hù)和組態(tài)：
  • 用 ProSave 在 PC 上備份和還原組態(tài)，操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)記錄和軟硬件數(shù)據(jù)
  • 通過 MPI/PROFIBUS DP 或以太網(wǎng)下載組態(tài)
  • 自動傳輸識別
  • 單獨對比設(shè)定與校準(zhǔn)
  • 清潔屏幕
  • 無須電池

組態(tài)

使用工程軟件 SIMATIC WinCC flexible 2008 Compact 執(zhí)行組態(tài)。

S7-300

提供有大量功能，支持用戶的S7-300編程、調(diào)試和維護(hù)等工作。

• 高速執(zhí)行指令：
  指令執(zhí)行時間低可達(dá)0.01 μs，為中低端性能設(shè)備開創(chuàng)了全新的應(yīng)用方案。
• 浮點數(shù)運算：
  可以高效率地使用浮點運算甚至復(fù)數(shù)運算功能。
• 用戶友好的參數(shù)賦值：
  僅需一個帶有統(tǒng)一操作界面的軟件工具，就可以完成所有模塊的參數(shù)化工作。這降低了入職門檻和培訓(xùn)費用。
• 人機(jī)界面（HMI）：
  S7-300的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的人機(jī)界面。這些功能不再需要成本高昂的編程工作：SIMATIC HMI系統(tǒng)向SIMATIC S7-300請求過程數(shù)據(jù)， S7-300在期望的更新時間完成這些數(shù)據(jù)的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統(tǒng)可以自主地完成傳輸過程。并且完全使用相同的符號和數(shù)據(jù)庫。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統(tǒng)持續(xù)不斷地檢測系統(tǒng)的功能、記錄故障信息和特定的系統(tǒng)事件（例如，時間錯誤、模塊故障等）。采用環(huán)境緩沖區(qū)記錄事件信息，并帶有時間截，以利于今后的故障排除。
• 口令保護(hù):
  使用密碼保護(hù)功能高效、可靠地保護(hù)用戶信息，以防受到非授權(quán)復(fù)制與更改。

SIMATIC S7-300符合的標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)有：

• DIN
• UL 認(rèn)證
• CSA 認(rèn)證
• FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
• ATEX 認(rèn)證
• 澳大利亞標(biāo)志
• 以下船級社資格認(rèn)證
  • 美國船級社
  • 法國船級社
  • 挪威船級社
  • 德國船級社
  • 英國勞氏船級社
  • 日本船級社（NK）
• 抗震

通訊

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型：

• 過程通訊：
  對于通過總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過程通訊。
• 數(shù)據(jù)通訊：
  用于自動化系統(tǒng)間或多個自動化系統(tǒng)與HMI之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進(jìn)行，也可以基于事件驅(qū)動通過塊由用戶程序發(fā)起。

STEP 7的操作界面極為友好，顯著地簡化了用戶的通信功能組態(tài)工作。

數(shù)據(jù)通訊

SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 使用MPI，通過全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅(qū)動型通信。網(wǎng)絡(luò)連接通過MPI、PROFIBUS或PROFINET實現(xiàn)。

全局?jǐn)?shù)據(jù)

借助“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（多可達(dá)8 GD 數(shù)據(jù)包，每周期22個字節(jié)）。據(jù)此，可以實現(xiàn)，例如，某個CPU訪問另一個CPU的數(shù)據(jù)、位存儲單元和過程圖像等信息。只能通過 MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。組態(tài)通過STEP 7的GD表完成。

通訊功能

使用系統(tǒng)已經(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信。

這些是：

• 通過 MPI 進(jìn)行 S7 基本通訊。
• 通過 MPI、C 總線、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 用作器時，使用MPI、C總線和PROFIBUS
  • 用作器或客戶端時，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)備之間的通信。

這些是：

• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
• 通過 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)通訊（非西門子系統(tǒng)）。

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領(lǐng)域中

借助自動化工程組態(tài)，使用S7-300，可以更加方便地接入現(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實現(xiàn)以下信息技術(shù)功能：

• IP 路由；
  借助IP訪問列表，將IP V4報文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。
• WEB 器；
  使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁；通過FTP處理自己的文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)
• 標(biāo)準(zhǔn)診斷頁；
  無需額外工具，就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機(jī)架上的所有模塊的快速診斷工作。
• E-mail；
  直接從用戶程序中發(fā)送認(rèn)證電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。
• 通過 FTP 進(jìn)行通訊；
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺都可以使用的開放協(xié)議
• 設(shè)計有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web器。因此，標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區(qū)的內(nèi)容
• 變量表
• 標(biāo)簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
• PROFINET 節(jié)點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

等時模式

使用系統(tǒng)功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS 信號傳輸和
• 程序執(zhí)行

總線周期時間的程序運行。

創(chuàng)建了自動化解決方案，可以以固定間隔時間（常量總線周期時間）捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建了前后一致的部分過程圖像。

借助常量總線周期時間和分布式I/O同步信號處理技術(shù)，S7-300確?？梢跃_地重現(xiàn)規(guī)定的過程響應(yīng)時間。

為同步模式系統(tǒng)功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。

在分布式自動化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開始涉足重要的高速加工處理應(yīng)用領(lǐng)域，并確?？梢垣@得高的精度和可重現(xiàn)性。這意味著可以以穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴(kuò)大生產(chǎn)數(shù)量。

模塊的診斷和過程監(jiān)視

SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 信號采用的監(jiān)控（診斷）。
• 監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）。

診斷

診斷功能可以用來判斷模塊的信號采集（針對數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于無故障狀態(tài)。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和非參數(shù)化診斷消息：

• 可參數(shù)賦值的診斷報文：
  僅由合適的設(shè)定參數(shù)啟用之后才會發(fā)出診斷消息。
• 不可參數(shù)賦值的診斷報文：
  這些消息的發(fā)出是一個常規(guī)事件，即該過程與參數(shù)化無關(guān)。

如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無傳感器輸入”），則模塊會發(fā)起一個診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)化過程之后才會產(chǎn)生中斷）。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。

• 22個不同的CPU:
  • 7種標(biāo)準(zhǔn)型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
  • 6 個緊湊型 CPU（帶有集成技術(shù)功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP、 CPU 314C-2 PN/DP）
  • 5 個故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
  • 3技術(shù)型CPU(CPU 315T-3 PN/DP,CPU 317T-3 PN/DP,CPU 317TF-3 PN/DP)
• 還提供了 25 個適用于寬環(huán)境溫度范圍和中等負(fù)荷的 CPU
• 具有不同性能等級，滿足不同的應(yīng)用要求。