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Monitor V6.2帶3個客戶機組態(tài)控制柜的新方法
通過 Planning Efficiency,西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供了在電氣規(guī)劃過程中經(jīng)常提出的典型問題的:
Planning Efficiency 集中了西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全部電子支持方式。在項目的每個階段,在線功能可以提高規(guī)劃人員的效率,使其日常工作變得輕松方便。同時,Planning Efficiency 將重點放在控制柜配置等方面。尤其在電氣規(guī)劃中的早期階段,可在時間和成本方面節(jié)省高達 80%。
為了向規(guī)劃人員提供全部所需,并使配置控制柜時的現(xiàn)代電氣規(guī)劃工作更加容易,由 Planning Efficiency 提供的電子支持將重點放在:
在此過程的每個階段,西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的全面在線功能可在全球范圍內(nèi)全天候提供用戶所需的信息和產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
例如,在機械設(shè)計中,產(chǎn)品組態(tài)人員將提供在控制柜結(jié)構(gòu)圖中使用的具體饋電裝置的尺寸圖和三維模型。 |
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CAx Online Generator 將提供電氣設(shè)計所需的所有數(shù)據(jù),例如,用于向 CAE 系統(tǒng)(V1.9 或更改版本)中的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫自動提供主數(shù)據(jù)的 這樣就可非常方便地集成到 CAE 系統(tǒng)中。 |
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通過西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域在線支持中的“我的支持”(MySupport) 中所提供的“文檔”(Documentation) 功能,只需幾次點擊,就可從已安裝的西門子產(chǎn)品的現(xiàn)有手冊編制出符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備文檔,從而提高工作質(zhì)量,減小工作負(fù)荷。 |
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若不使用 Planning Efficiency,就會將大量時間浪費在手動數(shù)據(jù)傳輸上面?,F(xiàn)在,您可將精力再次集中于重要的方面。
所需的所有信息和產(chǎn)品將由西門子工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供,可方便地獲得。這樣就會使控制柜的配置變得更加高效,使用戶的每日工作更加輕松。
AS-Interface
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功能。
西門子公司的 AS-I 產(chǎn)品具有各種優(yōu)勢
對于 12 脈沖運行的情況,兩部 SINAMICS DC MASTER 轉(zhuǎn)換器提供 30 度偏移的電壓。該組態(tài)會降低諧波。每部 SINAMICS DC MASTER 傳輸總電流的一半。其中一部 SINAMICS DC MASTER 裝置使用閉環(huán)速度控制運行,另一部使用閉環(huán)電流控制運行。進行了點對點連接,用于從第一部 SINAMICS DC MASTER 向第二部傳輸電流設(shè)置值。
用于 12 脈沖運行的直流電路中需要平波電抗器。
計算平波電抗器
計算所需的自感
1. 0.2 × IdN (LD1) 時的電抗器電感
2. Idmax (LD2) 時的電抗器電感
LD1 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.296 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
LD1 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.2 × IdN)
LD2 = 0.24 × 10-3 × Vdi/(0.33 × Idmax)
L = 電感,[H]
IdN 直流電機的額定直流電流的一半
Idmax 直流電機的大電流的一半
Vdi = 1.35 × VN
VN 額定電源電壓
12 脈沖運行
這些安裝說明沒有聲明包含所有的裝置細(xì)節(jié)和版本信息,也沒有聲明考慮到了全部可能的運行情況和應(yīng)用情況。
對于針對您的特定應(yīng)用沒有獲得足夠的詳細(xì)信息無法處理的情況,可以向西門子地區(qū)辦事處的聯(lián)絡(luò)人員咨詢其他信息或具體的問題。
這些安裝說明的內(nèi)容不會形成或修改之前或現(xiàn)有的合同、協(xié)議或法律關(guān)系。特定的銷售合同表達了西門子 AG 公司總體義務(wù)。西門子 AG 公司只接受合同中規(guī)定的擔(dān)保。這些安裝說明中包含的任何聲明不構(gòu)成新的擔(dān)保條款,也不會對現(xiàn)有的擔(dān)保條款造成改動。
什么是 EMC
EMC 是“電磁兼容性”的縮寫,描述了一件設(shè)備在電磁環(huán)境中能夠良好工作,而且不對環(huán)境中的其他設(shè)備造成不可接受的干擾的能力。因此,各種裝置都應(yīng)該相互干擾。
根據(jù) EMC 指令,SINAMICS DC MASTER 裝置根本不能表述成裝置,二只能描述成設(shè)計用于安裝在整個系統(tǒng)或整個工廠中的“組件”。但是為了澄清,在許多情況下使用了“裝置”(unit)這一統(tǒng)稱。
干擾輻射和抗干擾
EMC 取決于裝置在環(huán)境中表現(xiàn)出的兩種特性:干擾輻射和抗干擾性電氣裝置可以是干擾源(發(fā)射器),也可以是潛在的敏感設(shè)備(接收器)。
當(dāng)現(xiàn)有的干擾源不會破壞潛在的敏感設(shè)備的功能時,才能確保滿足電磁兼容性。
有些設(shè)備甚至可能同時是干擾源和潛在的敏感設(shè)備:例如,變頻器裝置的電源部分應(yīng)該被視為一個干擾源,而控制裝置可以被看做是潛在的敏感設(shè)備。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3
對“變速驅(qū)動系統(tǒng)”的電磁兼容性要求在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 進行了說明。變速驅(qū)動系統(tǒng)(或電力驅(qū)動系統(tǒng) PDS)由驅(qū)動變頻器和電機(含電纜)組成。被驅(qū)動機器不構(gòu)成驅(qū)動系統(tǒng)的一部分。EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)定義了與驅(qū)動系統(tǒng)位置有關(guān)的不同極限值,稱為第一和第二環(huán)境。
住宅建筑物或驅(qū)動系統(tǒng)直接連接到公共低壓供電而沒有使用中間變壓器的場所定義為第一環(huán)境。
第二環(huán)境一詞是指居住區(qū)以外的所有場所。它們基本上都是通過自己的變壓器由中壓電網(wǎng)供電的工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域。
第一和第二環(huán)境的定義
根據(jù)所處位置和驅(qū)動系統(tǒng)所需電力,標(biāo)準(zhǔn) EN 61800-3 Ed.2 中定義了四個不同類別:
類別 C1: 額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動系統(tǒng),可在第一環(huán)境中不受限制地使用。
類別 C2:額定電壓 < 1 000 V 的定速驅(qū)動系統(tǒng),在第二環(huán)境中使用。如果驅(qū)動系統(tǒng)由合格的人員進行購買和安裝,也可以在第一環(huán)境中使用。必須要遵守制造商提供的警告信息和安裝說明。
類別 C3:額定電壓 < 1 000 V 的驅(qū)動系統(tǒng),只能在第二環(huán)境中使用。
類別 C4:額定電壓 ≥ 1000 V 或額定電流 ≥ 400 A,可在第二環(huán)境中的復(fù)雜系統(tǒng)中使用的驅(qū)動系統(tǒng)。
下圖顯示了四個類別是如何分配用于第一和第二環(huán)境的:
類別 C1 到 C4 的定義
SINAMICS DC MASTER 裝置幾乎總是可以用在第二環(huán)境中(類別 C3 和 C4)。
當(dāng)用在 C2 類的系統(tǒng)中時,需要配備無線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER 滿足 EN 61800-3 標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)第二環(huán)境的抗干擾要求,因而也滿足要求更低的第一環(huán)境要求。
標(biāo)準(zhǔn) EN 55011
某些條件下,要求滿足標(biāo)準(zhǔn)EN 55011。它限定了工業(yè)和住宅環(huán)境中干擾發(fā)射的極限值。在標(biāo)準(zhǔn)化的條件下,在線路通電連接上測得的傳導(dǎo)干擾值被稱為干擾電壓;而測得的電磁輻射干擾被稱為無線干擾。
該標(biāo)準(zhǔn)定義了“A1和敗癇1極限值,對于干擾電壓來說,它們是指”150 kHz - 30 MHz 的范圍;而對于無線干擾來說,是 30 MHz - 2 GHz 范圍。由于 SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置用在工業(yè)一個用中,它們受極限值“A1”限制。為了達到極限值“A1”, SINAMICS DC MASTER 裝置必須配備外部無線干擾抑制濾波器和換相電抗器。
SINAMICS DC MASTER,工業(yè)應(yīng)用
工業(yè)應(yīng)用要求裝置能夠表現(xiàn)出極高等級的抗干擾性,但是相比之下載干擾輻射等級方面的要求要低得多。
SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置時電動驅(qū)動器(如接觸器和開關(guān))的組件。合格的人員必須把它們整合到驅(qū)動系統(tǒng)中才能使用,系統(tǒng)低標(biāo)準(zhǔn)也要包含變頻器裝置、電機電纜和電機。大多數(shù)情況下還需要換相電抗器和保險。因此,是否需要遵守極限值由正確已安裝組件決定。將干擾輻射等級限制在極限值“A1內(nèi)不僅需要變頻器本身,至少還需要無線干擾抑制濾波器和換相電抗器?!睕]有無線干擾抑制濾波器,SINAMICS DC MASTER 變頻器裝置的干擾輻射等級會超過EN 55011 規(guī)定的極限值“A1”。
如果驅(qū)動器形成了工廠或系統(tǒng)的組成部分,它初不需要滿足任何干擾輻射要求。但是,EMC 法規(guī)沒有規(guī)定工廠或系統(tǒng)作為一個整體必須與自己的環(huán)境電磁兼容。
如果工廠或系統(tǒng)中所有的控制組件(例如 PLC)都表現(xiàn)出適合工業(yè)應(yīng)用的抗干擾等級,則沒有必要讓每個驅(qū)動器都符合限制值“A1”。
無接地線供電
在一些工業(yè)領(lǐng)域中為了提高工廠的可用性,會使用無接地線供電(IT 線供電)。在發(fā)生接地故障時,沒有故障電流,工廠可以繼續(xù)生產(chǎn)。但是,與無線干擾抑制濾波器相配合,在發(fā)生故障時,故障電流會引起驅(qū)動器關(guān)斷,或者甚至損壞無線干擾抑制濾波器。因此,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)沒有對這種線路供電定義任何極限值。從經(jīng)濟角度看,在供電變壓器的接地的原邊應(yīng)該考慮必要的 EMC 符合性。
EMC 的規(guī)劃
如果兩部裝置不電磁兼容性,您可以降低干擾源的干擾發(fā)射等級或者提高潛在的敏感設(shè)備的抗干擾等級。
干擾源一般是高功耗的電力電子裝置。要降低它們的干擾輻射等級,需要復(fù)雜的濾波器。潛在的敏感設(shè)備通常是控制裝置或傳感器,包括它們的求值電路。提高低額定功率的裝置的抗干擾能力涉及的成本更低一些。這意味著從經(jīng)濟的角度看,提高抗干擾性對于工業(yè)應(yīng)用來說比降低干擾輻射等級是成本更有利的方案。例如,要維持 EN 55011 的極限值等級 A1,150 到 500 kHz 之間線路供電連接點無線干擾電壓可以大達到79 dB (μV),而在500 kHz 到 30 MHz 之間,大值可達到 73 dB (μV) (9 或 4.5 mV)。
在工業(yè)應(yīng)用中,裝置間的 EMC 應(yīng)該基于仔細(xì)的平衡干擾輻射等級和抗干擾等級。
獲得 EMC 符合性經(jīng)濟有效的措施是在物理上對干擾源和潛在的敏感設(shè)備進行隔離——假定您在機器/工廠的設(shè)計階段就考慮到了這種方案。首先,有必要確定是否使用的設(shè)備是潛在的干擾源或者潛在的敏感設(shè)備。在這種情況下,例如變頻器裝置和接觸器可以被算作干擾源。而潛在的敏感設(shè)備包括 PLC、編碼器、傳感器等等。
控制機柜中的組件(干擾源和潛在敏感設(shè)備)必須進行物理隔離,通過隔板,或者在必要情況下把它們安裝在金屬外殼里。
一般信息
不僅僅是驅(qū)動器會工作在各種各樣的環(huán)境中,而且所使用的電氣組件(控制和開關(guān)模式電源等等)在抗干擾能力和干擾輻射等級方面差別也會很大,這就意味著對各種安裝準(zhǔn)則都需要進行部分的折中。因此,假定進行獨立的測量,就可能根據(jù)實際情況對 EMC 規(guī)定有一定的偏離。
為了確保您用在惡劣的電氣環(huán)境中的控制機柜能夠?qū)崿F(xiàn)電磁兼容性(EMC),在建設(shè)和設(shè)計階段就應(yīng)該遵守相關(guān)的法律團體要求的標(biāo)準(zhǔn),以及以下列出的 EMC 規(guī)定。
規(guī)定 1 到 10 普遍有效。規(guī)定 11 到 15 必須遵守,以便滿足干擾輻射標(biāo)準(zhǔn)。
針對符合 EMC 的安裝的規(guī)定
規(guī)定 1
控制機柜的所有金屬部件都要通過大面積接觸互聯(lián)進行良好的電氣連接(不得在漆面上噴涂?。?。如果有必要,應(yīng)使用接觸圈或鋸齒墊圈。機柜門必須使用短的接地條連接到機柜上(在頂部、中間和底部)。
規(guī)定 2
在機柜中以及相鄰機柜(適用情況下)中的接觸器、繼電器、電磁閥、機電運行時間計數(shù)器等等必須配備阻尼組合裝置,如 RC 元件、變阻器、二極管等等。保護電路必須直接連接到專門的線圈上。
規(guī)定 3
信號線 1) 應(yīng)該盡可能的在機柜內(nèi)只從一個高度走線。
規(guī)定 4
同一電路中的非屏蔽線(進出導(dǎo)線)必須可能的情況下進行絞合,或盡量減小它們的距離,以防止形成不必要的框架天線形狀。
規(guī)定 5
在機柜地的兩端連接備用線(地 2))。這可以獲得額外的屏蔽效果。
規(guī)定 6
避免不必要的電纜過長。這樣可以降低耦合電容和自感。
規(guī)定 7
如果電纜走線靠近控制機柜地,可以大大降低串?dāng)_。因此,不要隨意在機柜內(nèi)走線,而應(yīng)該盡量靠近外殼或安裝板。這也是用于備用線。
規(guī)定 8
信號線和電力線必須物理隔離(防止出現(xiàn)耦合通路?。1仨氉袷匦【嚯x 20cm 的原則。
如果對編碼器線和電機線無法進行物理隔離,則必須使用隔板或金屬導(dǎo)管對編碼器線進行去耦合。隔板和金屬導(dǎo)管必須進行多點接地。
規(guī)定 9
數(shù)字信號線屏蔽應(yīng)在兩端接地(源和目的端),確保大接觸面積和良好的導(dǎo)電性。在屏蔽連接之間出現(xiàn)不良的等電位聯(lián)結(jié)時,可以另外用一根截面積至少為10 mm2 的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)線與屏蔽線并聯(lián),以便降低屏蔽線電流。一般來說,屏蔽也可以多點連接到機柜外殼(地)。屏蔽可以甚至可以在控制機柜外連接多次。
應(yīng)該避免使用薄片型屏蔽,它們的效果至少比編織屏蔽低 5 倍。
規(guī)定 10
如果等電位聯(lián)結(jié)良好,模擬信號線的屏蔽可以在兩端連接到地上(必須接觸面積大、導(dǎo)電性良好!)。如果所有金屬部件都通過良好的電氣連接互聯(lián)了,而電子組件都從獨立的電源供電,則可以假定等電位聯(lián)結(jié)良好。
在一端連接屏蔽可以防止耦合低頻和電容性干擾(例如 50H在低頻干擾)。在這種情況下,屏蔽應(yīng)該連接到控制機柜上;還可以使用獨立的電線連接屏蔽。
規(guī)定 11
確保無線干擾抑制濾波器的位置靠近可疑的干擾源。濾波器必須固定在機柜外殼、安裝盤等位置上,并大面積接觸。進線和出現(xiàn)必須物理隔離。
規(guī)定 12
必須使用無線干擾抑制濾波器,以便滿足等級 A1 的極限值。其他負(fù)載必須連接上游濾波器(線路側(cè))。
使用的控制方式以及控制柜其它方面的布線決定了是否需要額外安裝線路濾波器。
規(guī)定 13
勵磁電路中必須包含換相電抗器,用于控制勵磁電源。
規(guī)定 14
變頻器的電樞電路中必須包含換相電抗器。
規(guī)定 15
電機線不必加屏蔽。在線路供電饋線和電機線之間至少必須流出 20cm 間隙。如果有必要,應(yīng)該使用金屬隔板。
下圖所示的機柜設(shè)計設(shè)計用于幫助用戶熟悉 EMC 關(guān)鍵部件。該實例沒有聲明給出了所有可能的機柜組件或設(shè)計方案。
其它細(xì)節(jié)圖顯示了總圖中沒有清晰顯示的細(xì)節(jié),它們也可能在抑制機柜的干擾/干擾輻射等級以及處理不同的屏蔽連接技術(shù)方面發(fā)揮作用。
換相電抗器和無線干擾濾波器的布置
另一個截面圖顯示了無線干擾抑制濾波器和換相電抗器是如何布置在 SINAMICS DC MASTER 里面的。必須遵守電抗器和濾波器的安裝順序規(guī)定。線路側(cè)和裝置側(cè)的濾波器電纜必須物理隔離。
了解如何為半導(dǎo)體保護裝置選擇保險的信息,請參考標(biāo)題為“線路熔斷器”的部分。
機柜設(shè)計舉例——使用了高電流 850 A 的SINAMICS DC MASTER
對機柜的電纜入口加屏蔽
控制柜內(nèi)部的屏蔽
用于 SINAMICS DC MASTER 勵磁電源部分的無線干擾抑制濾波器
無線電干擾抑制濾波器
屏蔽連接
屏蔽連接
(1) 銅母線上的連接端子,大電纜直徑 15 mm
(2) 銅母線上的安裝端子,大電纜直徑 10 mm
(3) 裸金屬電梳型/鋸齒母線上的金屬管或電纜扎匝
(4) 電纜支撐軌上的安裝卡,帶金屬背板
變頻器裝置組件的布置
電抗器和無線干擾濾波器的布置
(1) 勵磁電路中的換相電感根據(jù)額定電機勵磁電流確定規(guī)格。
(2) 電樞電路中的換相電抗器根據(jù)額定電機電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。
(3) 用于電樞電路中的無線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機電樞電流確定規(guī)格。
線路電流是直流電流的 0.82 倍。
(4) 用于勵磁電路的無線干擾抑制濾波器根據(jù)額定電機勵磁電流確定規(guī)格。
(5) 電子裝置電源本身不需要無線干擾抑制濾波器。
電流消耗在 400 V 時為 1A,230V 時為 2A。
(6) 如果電樞電路、勵磁電路和電子裝置電源的電源電壓相同,則用于勵磁和電子裝置電源的電壓可以從用于電樞電路的無線干擾濾波器后面提取。
1)信號定義為:
數(shù)字信號線:
脈沖編碼器信號線,
串口,如 PROFIBUS-DP 或
模擬信號線,如 ± 10 V 設(shè)定值線。
2)一般來說,“地”是指所有可以連接到保護導(dǎo)線上的金屬導(dǎo)電部件,例如機柜外殼、電機外殼或地基地等等。
SIMATIC S7-400 具有兩種不同的通訊接口:
可為您提供下列通訊模板:
CP 440 通訊模塊通過 RS 422/RS 485(X27)進行高性能的短消息幀傳送。該特點可促使實現(xiàn)上述所有點對點連接。
例如,點對點連接可用于:
RS 485 接口允許多連接 32 個通訊連接。
采用了多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,因此可與廣泛的節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換:
CP 440 通訊處理器的參數(shù)化極為簡單而方便:
前連接器可方便地將傳感器和執(zhí)行器連接到信號模塊上。
當(dāng)更換模板時只需拆掉前連接器。 現(xiàn)在已不再需要更換全部連線了。
為了避免在更換模塊時發(fā)生錯誤,在第一次插入時,前連接器要編碼。 之后,只能插入相同類型的模塊。
可選擇的前連接器有:
前連接器有:
電源通過背板總線向 S7-400 模塊提供 5V DC 和 24V DC 工作電壓。
電源可提供85到264V的交流電壓和19.2到300V的直流電壓。
每個機架需要一個電源模塊。
例外:
利用帶有電流傳輸?shù)慕涌?,中央控制器中的電源模塊也向擴展單元中的所有模塊供電。
傳感器和執(zhí)行器用的負(fù)載電壓必須單獨提供。
此外,還有為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)和故障安全型 H 系統(tǒng)供電的電源(冗余電源)。
電源模塊插在支架的左側(cè)(從插槽 1 開始)。根據(jù)不同型號,它們可占用插槽1到3。電源模塊是全封閉的,通過自然對流進行冷卻。
模塊的前面包括:
后備電池是選件,必須另外訂購。對于電流10 A及以上的電源,建議使用兩個后備電池。
大量功能可支持用戶對 S7-400 進行編程、調(diào)試和維護:
SIMATIC S7-400 符合以下國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn):
有關(guān)詳細(xì)信息,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(fēng)扇,運行可靠,支持信號模塊的熱插拔。
S7-400 設(shè)計簡潔,使用靈活,操作極為方便:
通信
CPU 和通信處理器支持以下通信類型:
數(shù)據(jù)通信
SIMATIC S7-400 擁有不同的數(shù)據(jù)通信機制:
通過 MPI、PROFIBUS 或 PROFINET 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。
全局?jǐn)?shù)據(jù) (GD)
通過 MPI 以及“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”,聯(lián)網(wǎng)的 CPU 可以相互循環(huán)交換數(shù)據(jù)(多可達 16 個 GD 數(shù)據(jù)包,每個循環(huán)的大 GD 數(shù)據(jù)包大小為 64 字節(jié))。例如,CPU 可以訪問另一個 CPU 的數(shù)據(jù)/位存儲器/過程映像。若網(wǎng)絡(luò)上連接有 S7-300,則數(shù)據(jù)交換限制為大 22 字節(jié)。全局?jǐn)?shù)據(jù)通信可通過 MPI 來實現(xiàn)??墒褂?STEP 7 來執(zhí)行組態(tài)。在分段式 CR2 安裝機架中,兩個 CPU 可以使用 GD 并通過 C 總線通信。
通信功能
通過系統(tǒng)內(nèi)集成的塊,可以建立與 S7/C7 伙伴之間的通信。
這些包括:
通過可加載的塊,可以建立與 S5 通信伙伴和西門子設(shè)備之間的通信。
這些包括:
與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是,必須建立通信連接才能實現(xiàn)通信功能。
集成到 IT 環(huán)境中
通過 S7-400,可方便地將現(xiàn)代 IT 環(huán)境與自動化環(huán)境鏈接。使用插入式 CP 443-1 Advanced,可以實現(xiàn)下列功能:
帶有 PROFINET 接口的 S7-400-H CPU 配有集成式 Web 器。因此,可以使用標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器讀出 S7-400 站的信息:
可通過使用用戶權(quán)限并支持 HTTPS 協(xié)議在 Web 器內(nèi)提供安全機制。
等時同步模式
通過等時同步模式系統(tǒng)功能,可通過連接到等時同步 PROFIBUS 和 PROFINET 的循環(huán),以實現(xiàn):
創(chuàng)建自動化解決方案,以恒定間隔時間(恒定總線周期時間)來捕捉并處理輸入和輸出信號。同時創(chuàng)建一致的部分過程圖像。
借助于恒定總線周期時間和分布式 I/O 同步信號處理,S7-400 可確保精確重現(xiàn)定義的的過程響應(yīng)時間。
提供了大量支持等時同步模式系統(tǒng)功能的組件,可用來處理運動控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域內(nèi)的要求苛刻的任務(wù)。
在分布式自動化解決方案中,SIMATIC S7-400 還將開辟高速處理操作的重要領(lǐng)用領(lǐng)域,并可實現(xiàn)高精度和可重現(xiàn)性。這意味著可在提供佳且恒定的質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。
在運行模式下更改硬件組態(tài)(運行時組態(tài),CiR)
通過 SIMATIC S7-400,在工廠運轉(zhuǎn)期間可以實現(xiàn)硬件組態(tài)的更改,不會影響生產(chǎn)的進行。選項包括:
CiR(即運行時組態(tài))功能可在設(shè)備運行期間實現(xiàn)設(shè)備擴展和轉(zhuǎn)換,從而降低設(shè)備調(diào)試和重新裝備的時間。此外,通過該系統(tǒng)功能,還可以靈活響應(yīng)工藝的變化(例如,工藝的),因為不必因硬件組態(tài)發(fā)生改變而將設(shè)備初始化或同步。
模塊的診斷和過程監(jiān)控
SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能:
診斷
智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號采集(對于數(shù)字量模塊)或者模擬量處理(對于模擬量模塊)是否正常工作。在診斷分析中,必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息:
如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)(例如,“無傳感器輸入”),則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷(如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù),則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會觸發(fā)中斷)。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理,并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號,并且可以觸發(fā)對信號變化的響應(yīng)。
SIMATIC S7-400 可采用具有不同性能級別的各種 CPU:
所有 CPU 裝在帶集成的控制單元和顯示單元的塑料外殼中。 相同的單元具有相同的功能。
前面板上有:
除 CPU 412-1 處理器外,所有 CPU 具有:
CPU 414-3 PN/DP, CPU 416-3 PN/DP 和 CPU 416F-3 PN/DP 也可以連接 PROFINET。 每個模板有一個雙口的 PROFINET 接口。
高端 CPU 還具有:
此外,CPU 按照其性能進行分級:例如RAM、地址區(qū)大小、可裝載塊的數(shù)量以及處理時間。
以太網(wǎng)是世界范圍內(nèi)局域網(wǎng)應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò),其市場占有率超過80%,并在不斷增長。 由于它的優(yōu)良性能,以太網(wǎng)為用戶提供許多優(yōu)點:
工業(yè)以太網(wǎng)作為基于部件的自動化的應(yīng)用基礎(chǔ),而基于部件的自動化是基于 PROFINET International (PNO) 的 PROFINET 標(biāo)準(zhǔn)。
SIMATIC NET 依賴這種可靠的技術(shù)。 在受電磁干擾的卻堅固耐用的業(yè)界環(huán)境下,通過連接超過兩百萬的用戶,西門子在全球已經(jīng)樹立了良好的信譽。
通過切換技術(shù),其范圍幾乎不受任何限制。 另外,工業(yè)以太網(wǎng)提供了無線通訊選件,該選件能夠無縫集成到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 這意味著,可隨時隨地獲取信息,通過工業(yè)無線局域網(wǎng),可對企業(yè)內(nèi)網(wǎng)/Internet 進行移動訪問。
通過數(shù)據(jù)通訊,工業(yè)以太網(wǎng)可在編程控制器之間,或在一臺可編程控制器與智能通訊方之間 (比如,PC) 的數(shù)據(jù)交換。
通過工業(yè)以太網(wǎng),可在擴展型的線性、環(huán)形或星形組態(tài)中創(chuàng)建高性能通訊網(wǎng)絡(luò)。
通訊環(huán)境中的工業(yè)以太網(wǎng)
來自辦公領(lǐng)域的 LAN 標(biāo)準(zhǔn)。
目前,以太網(wǎng)的市場占有率已超過 90%,并有上升趨勢,已成為當(dāng)今世界各地局域網(wǎng)(LAN)應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)。 此基帶 LAN 規(guī)范是在 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)出來的,并在國際標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.3 中實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。以太網(wǎng)繼續(xù)迅速發(fā)展,并在所有速度范圍和應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)確立了自身地位。
重要事件包括:
以太網(wǎng)成為各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如 TCP/IP)的基礎(chǔ)。TCP/IP 負(fù)責(zé)在 LAN 之間傳輸數(shù)據(jù),它構(gòu)成了 IT (如 Internet)的基礎(chǔ)。另外,還可輕松集成各種不同的 LAN 技術(shù),如帶有無線 LAN 的以太網(wǎng)。
很多供應(yīng)商都可提供用于辦公區(qū)域的以太網(wǎng)組件,但它們不是總能滿足工業(yè)領(lǐng)域的特定要求。
為了對以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進行規(guī)劃、運行和維護,在全球范圍內(nèi)提供了充分勝任的人員。
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型以太網(wǎng)。
以太網(wǎng)廣泛地用于辦公領(lǐng)域及其相關(guān)技術(shù)和知識的廣泛普及,使得工業(yè)領(lǐng)域關(guān)注該技術(shù)。為了對這些網(wǎng)絡(luò)進行改造,使它們可以適應(yīng)工業(yè)環(huán)境中經(jīng)常性出現(xiàn)的極其苛刻的要求,西門子公司極大地提高了它們的工業(yè)能力、可用生、可靠性和實時性能,并進一步推出了可靠耐用的連接技術(shù)。這導(dǎo)致了“工業(yè)以太網(wǎng)”的出現(xiàn)。西門子公司的所有工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備的使用都極其容易。無需任何專業(yè) IT 知識,即可以完成實施支持。
通過針對環(huán)境惡劣的工業(yè)應(yīng)用進行相應(yīng)添加,西門子已證明以太網(wǎng)也可在這些應(yīng)用中成功使用。這種方法不僅已一致而成功地應(yīng)用于工業(yè)以太網(wǎng)和 PROFINET,而且還應(yīng)用于工業(yè) WLAN。
符合 IEEE 802.3 的工業(yè)以太網(wǎng)
工業(yè)以太網(wǎng)是一種功能強大的網(wǎng)絡(luò),兼容于 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)(以太網(wǎng)),面向工業(yè)型應(yīng)用。它可確保將廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域(如辦公與生產(chǎn))進行相互聯(lián)網(wǎng)。
工業(yè)以太網(wǎng)利用了以太網(wǎng)技術(shù),并通過以下措施對其進行強化以可以用于工業(yè)領(lǐng)域:
在適合工業(yè)應(yīng)用的以太網(wǎng)組件方面,西門子將重點放在后續(xù)產(chǎn)品的兼容性以及長達 10 年的供應(yīng)時間上面。
用于自動化系統(tǒng)的開放性工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
全球(2012 年底)范圍內(nèi)所安裝的 PROFINET 節(jié)點已超過 600 萬個,這使得 PROFINET 成為自動化領(lǐng)域內(nèi)的跨供應(yīng)商工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) (IEC 61158/61784)。
PROFINET 通過加快生產(chǎn)過程、提高生差率和提高工廠可用性來推動公司的成功。
產(chǎn)品優(yōu)勢一覽:
網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障,不僅導(dǎo)致設(shè)備操作員無法訪問現(xiàn)場設(shè)備,而且,還常常意味著這些設(shè)備不再可以相互通信。壞的情形下,這會導(dǎo)致生產(chǎn)停機。SINEMA Server 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件專門針對工業(yè)應(yīng)用而開發(fā),可以早期檢測并查明這類問題。
生產(chǎn)性網(wǎng)絡(luò)中,以太網(wǎng)設(shè)備節(jié)點的數(shù)量日益增多。維護或生產(chǎn)笥停機期間長時間、費時費力地搜索大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的故障是一種無法預(yù)見的成本動因,必須盡可能地避免。因此,對于每一個高效的生產(chǎn)系統(tǒng)來說,基于以太網(wǎng)的生產(chǎn)性網(wǎng)絡(luò)在整個診斷期間保持良好的網(wǎng)絡(luò)透明性是必不可少的屬性之一。
但是,借助合適的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(例如,專門針對工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的 SINEMA Server)可以早期發(fā)現(xiàn)問題,從而可以適時采取相應(yīng)的措施。
運行期間,即使僅僅出現(xiàn)了一個網(wǎng)絡(luò)故障,相互連接的各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點也可能很快產(chǎn)生大量報警。拓?fù)渲R和各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點診斷值,共同構(gòu)成了快速識別并且排除網(wǎng)絡(luò)故障的原因的決定性因素。采用完整、真實的網(wǎng)絡(luò)圖,可以分析可能存在的電纜缺陷或設(shè)備故障。設(shè)計高可用性應(yīng)用時,它尤其有幫助作用。
它所構(gòu)成的系統(tǒng),多年以來已經(jīng)成為 IT 領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)可用性不可或缺的組成因素,現(xiàn)在,也日益成為生產(chǎn)性環(huán)境極有價值的補充。
SINEMA Server 軟件具備自動拓?fù)渥R別、連續(xù)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、豐富的診斷功能和報告功能,可以為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供大程度的透明性。
關(guān)鍵性應(yīng)用簡介: