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SIMATIC NET 培養(yǎng)集成完整解決方案所需的所有部件,并支持下列總線系統(tǒng):
工業(yè)以太網(wǎng)(IEEE 802.3 和 802.11 WLAN)– 區(qū)域網(wǎng)絡連接的國際標準是占有 90% 以場份額的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡標準。通過工業(yè)以太網(wǎng),可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強大的通訊網(wǎng)絡。
國際標準 PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng),可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實時通訊,也可將企業(yè)級集成進來。由于全面利用了現(xiàn)有 IT 標準,PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實現(xiàn)同步運動控制應用、高效跨廠商工程組態(tài)和機器與設備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊,可實現(xiàn)故障安全應用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布線系統(tǒng)國際標準。?μ????£它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應用和過程應用中進行通訊的現(xiàn)場總線。
AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的國際標準連接技術(shù),可通過兩線制總線非常經(jīng)濟地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。
IO 鏈路 –
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標準。
全球標準 KNX/EIB (EN 50090、ANSI EIA 776)是實現(xiàn)樓宇自動化的基礎(chǔ)。
網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)??梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
您想快速推出新產(chǎn)品嗎?您想迅速靈活地響應市場需求,減少轉(zhuǎn)換時間從而縮短產(chǎn)品的時間嗎?您想提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本嗎?還有,您想充分利用工廠和機器的生產(chǎn)能力,并盡可能減少停機時間嗎?
這些目標,只有您工廠內(nèi)所有的機器都能彼此完美協(xié)同運作,才能實現(xiàn)。因此,您需要開放的、集成的自動化通訊——無論在公司內(nèi)還是公司外。通過確保實現(xiàn)下列條件來避免隔離的自動化和信息技術(shù)解決方案:
用于自動化解決方案的一個重要構(gòu)建塊就是通訊網(wǎng)絡。SIMATIC NET(工業(yè)用聯(lián)網(wǎng)技術(shù))代表為數(shù)眾多的模塊,面向工業(yè)設計,用于有效完成通訊任務:
SIMATIC NET 提供的解決方案,不僅充分利用了以太網(wǎng)的優(yōu)點,而且還簡化了集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。有力的例證包括:
許多年以來,分布式的解決方案在全球的重要性不斷增強。分布式工廠結(jié)構(gòu)可以減少安裝、維護和診斷成本。這需要智能化設備在現(xiàn)場運作,并通過網(wǎng)絡彼此連接。若實現(xiàn)擴展安裝及連接不同的系統(tǒng),開放性和靈活性十分重要。為此,多個國際委員為總線系統(tǒng)制定了許多標準。
PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng) |
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工業(yè)以太網(wǎng) |
– 基于國際以太網(wǎng)標準的工業(yè)標準 |
PROFINET |
——用于自動化系統(tǒng)的開放性工業(yè)以太網(wǎng)標準 |
工業(yè)無線 LAN |
– 基于標準的無線通訊工業(yè)標準 |
PROFIBUS |
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PROFIBUS |
——用于現(xiàn)場級的國際標準在總線系統(tǒng)中是全球者 |
AS-i 電纜連接 |
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AS-Interface |
——符合該國際標準的 AS-Interface,作為電纜線束的低成本替代品,可通過兩芯導線連接傳感器和執(zhí)行器。 |
IO-Link |
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IO-Link |
——用于從現(xiàn)場級到 MES 級智能連接傳感器和執(zhí)行器 |
憑借全集成自動化(TIA),西門子公司成為一家能夠一致性提供涵蓋所有領(lǐng)域自動化產(chǎn)品和系統(tǒng)的供應商,從進貨入庫到加工流程,再到產(chǎn)品配送,從現(xiàn)場級到生產(chǎn)控制級,再到公司管理級的集成。
全集成自動化的優(yōu)點不僅在設計和工程階段,而且在裝配和調(diào)試階段以及操作和維護階段都表現(xiàn)不俗。
只需花費較小的成本,即可創(chuàng)建自動化解決方案。全新的開發(fā)自由度,能夠更快速、更靈活地應對新的市場需求。工廠也可很容易地進行擴建或改造,而無需中斷當前的生產(chǎn)運行。
隨著工業(yè)以太網(wǎng)在自動化領(lǐng)域中的應用增長,全集成自動化中的兩大主題愈顯重要:PROFINET 和 SCALANCE。
您需要公司內(nèi)戰(zhàn)略性決策的無縫信息流 - 從第一個制造階段到操作直到公司管理層。為此,必須在工廠設計規(guī)劃伊始,即能高效性及高一致性。
PROFINET,是一種開放式、創(chuàng)新工業(yè)以太網(wǎng)標準,符合所有工業(yè)自動化要求,可公司范圍內(nèi)的一致性通訊。
PROFINET 用于直接連接分布式現(xiàn)場設備到工業(yè)以太網(wǎng),以及同步運動控制應用的解決方案。 借助于組件技術(shù),PROFINET 還支持分布式自動化系統(tǒng),以及垂直集成和安全型應用的解決方案。PROFINET 還支持控制器與控制器之間的通訊。
SCALANCE X 工業(yè)以太網(wǎng)交換機、SCALANCE S 工業(yè)安全模塊以及工業(yè)無線局域網(wǎng) (IWLAN) 接入點和客戶端模塊(SCALANCE W)、SCALANCE M 可以充分地滿足工業(yè)應用的要求,可用于對 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)上的工作站進行網(wǎng)絡連接。
將無線通訊應用于自動化設備及工業(yè)終端設備,可實現(xiàn)更大的靈活性。結(jié)果是,簡化維護工作、減少維修成本、縮短停機時間。通過 SCALANCE 產(chǎn)品實現(xiàn)無線網(wǎng)絡,可以實現(xiàn)安全的,甚至于故障安全的通信。這在很大程度上提高了公司的競爭力。
可以在無線電場內(nèi)執(zhí)行具有實時要求的復雜應用。
將無線功能用于移動設備可以節(jié)約電纜和維護成本,無人駕駛的運輸系統(tǒng)可以通過無線系統(tǒng)接收數(shù)據(jù),無需電纜,可以靈活地選擇路徑。
整個解決方案包括:
SIMATIC NET 具備集成式完整解決方案所需全部部件,并支持下列通訊系統(tǒng):
工業(yè)以太網(wǎng) (IEEE 802.3)
該區(qū)域網(wǎng)絡國際標準是局域網(wǎng)環(huán)境中的第一個網(wǎng)絡。
通過工業(yè)以太網(wǎng),可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強大的通訊網(wǎng)絡。
PROFINET (IEC 61158/61784)
國際標準使用了工業(yè)以太網(wǎng),可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實時通訊,也可將企業(yè)級集成進來。通過充分利用現(xiàn)有的 IT 標準,PROFINET 允許同步運動控制應用、有效的跨制造商工程設計和工業(yè)以太網(wǎng)上機器和系統(tǒng)的高利用率。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊,可實現(xiàn)故障安全應用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) -
的布線系統(tǒng)國際標準。它既可以實現(xiàn)加工制造應用內(nèi)部的通信,也可以實現(xiàn)面向過程的應用的內(nèi)部通信。
AS-Interface (EN 50295/IEC 62026) -
可替代電纜束的國際標準連接技術(shù),可通過兩線制總線非常經(jīng)濟地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。
IO-Link -
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標準。
網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實現(xiàn)??梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。
該圖顯示了各種自動化系統(tǒng)與標準網(wǎng)絡的連接
功能概述
允許在運行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流(大允許連續(xù)直流電流)。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制,這在下面進行詳細說明。
過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時間取決于過載電流的時間特性,以及該裝置的過載歷史,還取決于具體的設備情況。
每次過載都必定跟隨有欠載(過載相的負載電流小于額定直流電流)。一旦達到高允許過載持續(xù)時間,負載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。
通過對電源部分進行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間(I2t 監(jiān)視)。I2t 監(jiān)視使用實際負載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下,要把具體的設備特性(例如熱阻和時間常數(shù))加入到計算中。當轉(zhuǎn)換器打開時,計算過程從初始值開始,該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設置參數(shù)時必須把環(huán)境條件(環(huán)境溫度和安裝高度)考慮進來。
計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時,I2t監(jiān)視會發(fā)出響應。作為響應,有兩種選擇可以被參數(shù)化:
可以禁用 I2t 監(jiān)視功能。在這種情況下,電樞電流高限制為額定直流電流。
動態(tài)過載能力的組態(tài)
組態(tài)單包含以下信息:
備注:如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%,則認為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進制可分配輸出查詢。
帶過載間歇運行時具有極限特性的磁場結(jié)構(gòu)
具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運行的負載循環(huán)。這種負載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負載持續(xù)時間(電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流)和過載持續(xù)時間(電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流)。
每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負載電流表示成針對小負載持續(xù)時間(極限基本負載電流)的過載系數(shù)(極限基本負載電流,按額定直流電流的 a% 計算)。對于負載循環(huán)的剩余持續(xù)時間,大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性,則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。
極限特性的勵磁對于 300s 負載循環(huán)有效。使用基本計算算法,負載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)?,F(xiàn)在使用兩個基本任務顯示。
基本任務1 和 2 的特性舉例
基本任務 1
SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件:
在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。
多可以并聯(lián) 6 部設備。多部裝置并聯(lián)時,主裝置應該放置在中間,以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度:15 m。
同樣,每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器(uK 小 2 %),以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級(電流下降)運行,推薦公差 5% 或更好。
只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時,允許的輸出電流為(維持輔助條件時):
Imax = n × IN(SINAMICS DC MASTER)
n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量
冗余運行(“(n+m)運行”模式)
SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中,作為特殊的并聯(lián)運行模式。在此運行模式下,如果一臺裝置故障(例如電源部分的保險燒斷),其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后,電樞電路和勵磁電路都可以冗余運行。
當一個裝置故障時,其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時,需要特別注意在冗余應用中,只須滿足 n 個裝置的額定功率(而不是 n+m 個裝置)。
在發(fā)生故障時,主裝置的功能會自動轉(zhuǎn)移。這樣一來,無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障,系統(tǒng)都會繼續(xù)運行。(可以根據(jù)要求提供冗余運行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。)
SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時的電樞電路連接示意圖
(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。
(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。
(3) 裝置使用(8 針)屏蔽跳線(UTP CAT5 型,符合ANSI/EIA/TIA 568 標準)連接,與 PC 網(wǎng)絡技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同??梢灾苯訌奈鏖T子購買標準的 5m 長線電纜(訂貨號:6RY1707-0AA08)。n 個裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設備上的總線終端。
(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設備上。
(5) 只適用于 850A 及以下四象限運行的裝置。
SIZER WEB ENGINEERING 用于工程組態(tài) SINAMICS DC MASTER。在選擇和確定變頻器的規(guī)格、以及特殊應用時所需的相關(guān)選件和附件時,它可以提供支持。SIZER WEB ENGINEERING 是通過基于 web 的應用程序(互聯(lián)網(wǎng))
SIZER WEB ENGINEERING 用戶界面語言有德語和英語版本。
設計好的驅(qū)動器保存在一個項目中。從總體思路和結(jié)構(gòu),在系統(tǒng)中設置的“項目”和“項目條目”會得出相應的報價。這些都保存在一個器里,可以隨時調(diào)取。
工程設計過程的結(jié)果包括:
設計結(jié)果和尺寸圖可以保存或者導出到技術(shù)報價文件中。
SIZER WEB ENGINEERING 需要以下前提條件:
用戶友好型的 STARTER 試運行工具可以用于:
該軟件既可以作為獨立的 PC 應用程序使用,也可以集成到 SCOUT 工程設計系統(tǒng)(帶有 SIMOTION)或 STEP 7(帶有 Drive ES Basic)里使用其基本功能和操作在兩種情況下是相同的。
除了 SINAMICS DC MASTER,當前版本的 STARTER 也支持所有 SINAMICS 交流驅(qū)動器——包括 MICROMASTER 4 和用于 SIMATIC ET 200S FC 分布式 I/O 的變頻器。
SINAMICS DC MASTER 可以獲得 STARTER 4.1.5 的支持;不能使用更舊版本的 STARTER。
使用項目向?qū)В梢詫Ⅱ?qū)動系統(tǒng)添加到項目結(jié)構(gòu)樹中。
入門級人員可以以面向解決方案的方式獲得交互式支持。
試運行會在向?qū)С绦蛑笇峦瓿?,它會對?qū)動器的所有基本設置進行設置。因此,啟動電機并運行只需要在驅(qū)動器配置過程中設置幾個驅(qū)動器參數(shù)。
可獨立設置的示例包括:
專家可以快速的通過 Expert List(專家清單)訪問所有參數(shù),無需通過對話框?qū)Ш健?
此外,還有下列功能可用于:
診斷功能提供的信息包括:
性能特點
低硬件和軟件要求
帶有 Pentium III 1 GHz 處理器的 PG 或 PC
512 MB RAM(建議使用 1 GB RAM)
屏幕分辨率 1024 × 768 像素,16 位色深
可用硬盤空間:2 GB
Windows 2000 SP4、Windows 2003 Server SP1, SP2 操作系統(tǒng)
Windows XP Professional SP2 或 SP3 操作系統(tǒng)
Windows Vista Business SP1、Windows Vista Ultimate SP1 操作系統(tǒng)
Microsoft Internet Explorer 6.0
驅(qū)動器控制裝置與編程設備(PG)或 PC 之間的通訊可以通過串口、PROFIBUS 或者 PROFINET 建立。
針對特殊驅(qū)動器系統(tǒng)現(xiàn)有以下附加:
在 PG/PC 與 CUD 之間建立通訊需要一個 PROFIBUS 通訊模塊和一根連接線。
例如,PROFIBUS通訊模塊 CP 5512 (PCMCIA 2 型卡 + 用于連接 PROFIBUS 的 9 針 SUB-D 適配器插座。針對 MS Windows 2000/XP Professional 和 PCMCIA 32)
訂貨號:6GK1551-2AA00
以及一根用于連接 CP 5512 和 PROFIBUS 的連接線
訂貨號:6ES7901-4BD00-0XA0
數(shù)字量輸入/輸出模塊用于處理自動化系統(tǒng)中的數(shù)字量輸入/輸出任務。 可通過這些模塊連接數(shù)字量傳感器和執(zhí)行器。
使用數(shù)字量輸入/輸出模塊給用戶提供以下優(yōu)點:
數(shù)字量輸入/輸出模塊具有下列機械特性:
緊湊型設計
堅固的塑料機殼里包括:
安裝方便
模塊安裝在 DIN 導軌上并通過總線連接器連接到相鄰模塊。沒有插槽規(guī)則;輸入地址由插槽決定。
當在 ET 200M 分布式 I/O 系統(tǒng)中與有源總線模塊一起使用時,可以對數(shù)字量輸入/輸出模塊進行熱插拔,而不會有任何反應。其它模塊繼續(xù)工作。
方便用戶接線
裝置單元通過連接器連接。當連接模塊時,編碼設備鎖定在連接器中,這樣該連接器只能適合于同樣類型的模塊。更換模塊時,對于新的同類型模塊,可原封不動保持前連接器的接線狀態(tài)。這樣可以避免在更換模塊的過程中將已接線的前連接器插入到錯誤模塊中。
數(shù)字量輸入模塊具有下列機械特性:
具有8、16、32或64通道的模塊。
數(shù)字量輸入模塊將來自過程的外部數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成控制器的內(nèi)部信號電平(邏輯“0”或“1”)。
多種輸入電壓,可支持連接不同的控制信號:
除了經(jīng)濟性以及易于處理的特點外,該模塊還具有其他特殊功能:
特殊模塊還可處理過程工程,例如支持 NAMUR 標準。
注
CPU 的運行需要 SIMATIC 存儲卡
總線適配器不在供貨范圍內(nèi),須單獨訂購。
CPU 1510SP F-1 PN 是經(jīng)濟實用的入門級 CPU,適用于在分散生產(chǎn)技術(shù)中對處理性能和響應速度具有中等要求的標準應用和故障安全應用。CPU 1510SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器,也可以用作分布式智能設備 (PROFINET 智能設備)。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設計形式為 3 端口交換機,這樣就可以在系統(tǒng)中通過端口 1 和 2 建立總線型拓撲,并且也可通過端口 3 來連接編程設備/PC 或 HMI 設備。
作為智能設備使用時, CPU 1510SP F-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進行分布式預處理,并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這種方式有以下優(yōu)點:
CPU 1510SP F-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果發(fā)生故障,CPU 1510SP F-1 PN 仍繼續(xù)運行。
按位模塊化的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)設計加上 CPU 1510SP-1 PN,可實現(xiàn)面向功能的站設計。
另外,CPU 還通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能,并能夠通過標準化 PLC-open 塊連接到驅(qū)動器。
CPU 1510SP F-1 PN 可直接卡裝到標準安裝導軌上,并具有以下配置:
供貨范圍
CPU 1510SP F-1 PN(包括器模塊)、24 V DC 連接器和總線適配器端口蓋(總線適配器須單獨訂購)
SIMATIC PM 1507 單相負載電源(PM = 電源模塊)具有輸入電壓范圍自動選擇功能。其設計和功能非常適用于 SIMATIC S7-1500 PLC。它為 S7-1500 系統(tǒng)組件(例如,CPU、系統(tǒng)電源(PS)、輸入和輸出模塊的 I/O 電路等)供電;必須時,也可以向傳感器和執(zhí)行器提供 24 VDC 電源。
SIMATIC HMI 基本面板與面板和多功能面板產(chǎn)品系列的現(xiàn)有觸摸設備安裝兼容。
使用工程組態(tài)軟件 SIMATIC WinCC Basic/Comfort/Professional 或 SIMATIC STEP 7 Basic/Professional(帶集成的 WinCC Basic)進行組態(tài)。