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傳感器和執(zhí)行器的新通訊標準

通過 IO-Link 實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)

因全集成自動化技術(shù)而實現(xiàn)的透明集成

由于具有一個革新和標準化的傳感器/執(zhí)行器接口，可通過 IO-Link 標準對現(xiàn)場設備的現(xiàn)場總線系統(tǒng)功能進行一致性擴展。通過西門子公司的 IO-Link 解決方案，可在現(xiàn)場級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化 (TIA) 環(huán)境中。

除過程數(shù)據(jù)外，在整個工廠范圍內(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)常對反復進行的傳感器或執(zhí)行器參數(shù)化進行調(diào)整，無需對各個設備進行單獨設置。更換一臺設備后，參數(shù)將被自動重新加載，這樣就縮短了停產(chǎn)時間。由于常規(guī)現(xiàn)場設備也可在 IO-Link 接口上運行，因此與常規(guī)傳感器和執(zhí)行器的兼容性不會受到影響。

連接是通過帶有 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)場設備還提供4點和8點標準輸入IO-Link設備(IP67)，用于經(jīng)濟地集成到標準傳感器中。

通過將設備組態(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，機器運轉(zhuǎn)循環(huán)的所有階段內(nèi)（組態(tài)、調(diào)試和運行）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，并可重復傳感器和執(zhí)行器參數(shù)，組態(tài)更加快速
• 在 STEP 7 中進行集中組態(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)，設備的集成更加容易
• 實現(xiàn)高靈活性：通過采用 IODD 標準的開放式 IO-Link 解決方案，可以與 GSD 相同的方式來集成第三方設備
• 通過保留成熟拓撲結(jié)構(gòu)和與常規(guī)連接方法的兼容性來實現(xiàn)保護

調(diào)試

調(diào)試時間縮短

• 采用標準化無屏蔽三線制連接，可一致性地連接各種傳感器和執(zhí)行器，接線開銷大大降低
• 無需單獨進行參數(shù)化，節(jié)省時間；可針對相同設備組態(tài)來復制參數(shù)
• 參數(shù)化因集中數(shù)據(jù)管理而變得簡單 - 無需對傳感器和執(zhí)行器反復進行預設置
• 可對設置數(shù)據(jù)進行編輯與示教，因此傳感器/執(zhí)行器的參數(shù)化十分靈活

操作和維護

工廠可用性提高

• IO-Link 標準可集成到全集成自動化環(huán)境中，因此可取得直至現(xiàn)場級的高透明度
• 針對現(xiàn)場設備進行集中參數(shù)與配方管理，縮短了轉(zhuǎn)換時間
• 可實現(xiàn)直至現(xiàn)場級的工廠范圍診斷和快速故障清除，并通過針對傳感器和執(zhí)行器采取預防性維護而在故障之前報告和顯示消息，因此停產(chǎn)時間縮短
• 通過在運行過程中交換設備而簡便清除故障，無需重新參數(shù)化，因為 PLC 中提供了集成的參數(shù)存儲器
• 西門子系統(tǒng)中的組件具有可靠性，因為它們均經(jīng)過全面的系統(tǒng)測試

在工業(yè)通信領域中，無線通信開創(chuàng)了全新的應用遠景 - 自工廠部分現(xiàn)代化改造，直至復雜物流或生產(chǎn)過程的設計。
基于工業(yè)無線遠程控制、工業(yè)無線局域網(wǎng)和 WirelessHART，西門子公司利用工業(yè)無線通信技術(shù)針推出了高可靠性自動化解決方案。

采用 IWLAN 實現(xiàn)可靠的無線通信

無線遠程網(wǎng)絡 - 低成本、多功能的遠距離無線技術(shù)

無線遠程網(wǎng)絡為用戶帶來了難以計數(shù)的好處，例如，水/廢水處理業(yè)彼此遠離的工廠區(qū)段之間的連續(xù)通信、在地球的另一側(cè)高速地遠程訪問需要維護的機器和設備。得益于遠程控制系統(tǒng)或 HMI/SCADA 系統(tǒng)集成了該技術(shù)，通過移動無線設備可以隨時訪問傳輸過來的過程數(shù)據(jù)。

工業(yè)無線局域網(wǎng) - 靈活的工廠級無線基礎設施

無線解決方案日益成為機器和設備中理所當然的組成部分。在對數(shù)據(jù)通信具備高要求的場合，工業(yè)無線 LAN（IWLAN）對例如確定性無線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)標準 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 開創(chuàng)了全新的應用遠景 - 自高效工程設計、實時解決方案，直至與安全相關(guān)的任務。
此外，IWLAN 基礎設施也可以用于例如視頻監(jiān)控等的其它應用。

無線 HART - 無線連接過程儀表

WirelessHART 是一種開放的工業(yè)標準。該標準的開發(fā)旨于解決過程工業(yè)領域現(xiàn)場設備對無線通信的特殊要求。它完全滿足了與可靠性、信息安全性、經(jīng)濟性和系統(tǒng)級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 萬臺以上 HART 技術(shù)設備。對于現(xiàn)場級智能過程儀表來說，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、軟件和專家知識提供了大的安全性。

基于控制器的 IWLAN 適用于有大量網(wǎng)絡接入點的應用，例如，集裝箱碼頭

無線通訊網(wǎng)絡的優(yōu)點

• 較高的移動性帶來較大的靈活性，因而提高競爭能力
• 維護工作得到簡化，維護成本和停機時間降低，人員得到佳利用
• 旋轉(zhuǎn)及移動設備或系統(tǒng)部件無磨損
• 公司所有部門范圍內(nèi)的聲音和數(shù)據(jù)集成的無線網(wǎng)絡
• 從一個中心位置對不同的生產(chǎn)機器進行遠程診斷從而降低了維護成本
• 易于訪問難于接觸的裝置，無需復雜連線

• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用的低成本解決方案，用于滿足簡單控制任務
• 結(jié)構(gòu)緊湊、易于操作，無需附件即可廣泛應用
• “一體式”產(chǎn)品，集成顯示屏和操作面板
• 僅需點擊按鈕或通過 PC 軟件即可連接 36 種不同的功能；使用次數(shù)多達 130 多次
• LOGO! 8: 通過按鈕或使用 PC 軟件，可鏈接 38/43 個不同功能；多 200/400 次
• 通過按鍵可以方便地更改功能。重接線無需更多耗時

LOGO! Modular 可提供多種電壓類型(12VDC, 24VDC, 24VAC, 115/230VDC, 115/230VAC)：

• 標準型：
• 純型號，成本經(jīng)過，不帶按鍵控制面板和顯示屏。

LOGO! 具有以下特性：

• R：繼電器輸出
• C:時鐘/時間切換
• E：以太網(wǎng)接口
• o:無顯示屏

LOGO!使用非常簡單：

• 按鍵控制面板和顯示屏位于一個設備中。無需其它工具。
• 通過集成式 EEPROM 備份切換程序和設定值（如定時器），以防電源故障。

LOGO! 節(jié)省空間：

• 例如：LOGO! 230RC：72 x 90 x 55 mm (W x H x D).
• 經(jīng)調(diào)整后，可安裝在配電箱中（尺寸與接地故障斷路器相同）。

LOGO! 提供大的靈活性和通用性：

• 可擴展性：
  根據(jù)應用情況可連接擴展模塊。

LOGO! 具有通信功能：

• 使用可選的通信模塊，可連接到 AS-Interface 和 KNX Konnex 網(wǎng)絡。
• LOGO!7 和 8 可與其它 LOGO! 單元通信，或與 SIMATIC 控制器或 SIMATIC 面板通信

LOGO!使用非常簡單：

• 36 種不同功能：
  用于電氣工程的基本功能(例如：與、或)以及特殊功能(例如：計數(shù)器，閉鎖繼電器，PI 控制器)。
• 只需通過鍵盤或PC軟件將所存儲的功能進行作何，即可輕松進行編程。
• 通過可選的程序模塊，可以簡單、方便地復制控制程序。

LOGO!8:

• 38/43 種不同功能：集成基本功能(例如：與、或)和特殊功能(例如：計數(shù)器，閉鎖繼電器，PI 控制器)。
• 通過可選的程序模塊或使用標準 CF/微型 CF 卡，可以簡單、方便地復制切換程序

LOGO! 提供大的靈活性和通用性：

• 通過按鍵可方便、靈活地重新鏈接功能。無需耗時的接線。
• 可選擇在PC機上操作：
  通過 PC 創(chuàng)建、仿真、在線測試和歸檔控制程序，包括歸檔選項

• 集成有基本和特殊功能：
  
  • 基本邏輯功能：
    與，或，非，與非，或非，異或，上升沿/下降沿觸發(fā)。
  • 特殊功能：
    接通延時，鎖存接通延時，斷開延時，脈沖延時，鎖定延時，計數(shù)器（加計數(shù)/減計數(shù)），時間開關(guān)，間隔延時繼電器，運行小時數(shù)計數(shù)器，觸發(fā)器，異步脈沖發(fā)生器，年時間開關(guān)，舒適照明開關(guān)功能，隨機發(fā)生器，樓梯照明開關(guān)功能（符合 DIN 18015-2），邊沿觸發(fā)間隔延時繼電器，組合接通/斷開延時，模擬值比較器，模擬觸發(fā)器，模擬值變化觸發(fā)器，模擬看門狗，模擬放大器，文本和變量顯示，移位寄存器，軟鍵功能，PI 控制器，斜坡功能，模擬復用器，PWM 功能，模擬算術(shù)運算功能，模擬算術(shù)運算功能錯誤檢測功能。
• 可以連接 400 個功能塊
• 64 個位存儲器
  （包括重啟位存儲器，用于控制集成顯示屏和 LOGO! 的背光顯示位存儲器，TDE，用于在消息文本中的 2 個可參數(shù)化字符之間切換的位存儲器）。
• 內(nèi)置保持。
• 密碼保護。

• 利用可選的微型 CF 卡實現(xiàn)額外的專業(yè)保護。

• 數(shù)據(jù)記錄至內(nèi)部存儲器或微型 CF 卡（多 20000 個記錄）
• 用于 LOGO! 的宏（用戶自定義功能）極為簡單
• 64 個接線端子
• 4 個 8 位移位寄存器
• 擴展診斷功能

SIMATIC 識別系統(tǒng)用于更為經(jīng)濟的生產(chǎn)和物流過程

識別系統(tǒng)可幫助公司在動態(tài)市場中保持其地位：通過 RFID 或一維及二維代碼自動捕獲數(shù)據(jù)，可滿足用戶在生產(chǎn)和物流、資產(chǎn)管理、跟蹤和追溯以及供應鏈管理方面不斷增長的控制需求為此，西門子提供了關(guān)鍵技術(shù)。作為識別系統(tǒng)的全球市場，西門子憑借其在該領域超過 25 年的經(jīng)驗和專業(yè)技能，一站式提供了豐富的 RFID 系統(tǒng)及讀碼系統(tǒng)。通過您身邊的西門子，用戶可選擇集成到自動化和 IT 級的簡易系統(tǒng)以及獨立于應用的應用咨詢。

適用于各種識別任務的佳解決方案

從準時化順序供應生產(chǎn)到產(chǎn)品或批量的安全、完全跟蹤：機器自動讀取、無接觸識別系統(tǒng)可用于智能物流和生產(chǎn)控制。數(shù)據(jù)矩陣編碼 (DMC) 或無線射頻識別 (RFID) 具有高度的數(shù)據(jù)安全性，并在多種應用中得到證實 - 甚至在苛刻的工業(yè)環(huán)境中。與手動識別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)相比，大大節(jié)省了時間及成本。選擇匹配存儲和識別技術(shù)的主要標準：

• 數(shù)據(jù)載體是否返回到生產(chǎn)（閉環(huán)），還是在過程鏈末端處結(jié)束生產(chǎn)（開環(huán)）
• 過程鏈內(nèi)單次或重復識別/打標
• 檢測距離/范圍及光照條件/對比度
• 待打標產(chǎn)品的一致性以及放置標簽的可用空間
• 潛在問題來源，諸如環(huán)境溫度和灰塵

作為全球的識別系統(tǒng)供應商，西門子通過 SIMATIC Ident 提供了的 RFID 和光學識別綜合產(chǎn)品系列，這些產(chǎn)品可以擴展，實現(xiàn)靈活而經(jīng)濟有效的識別解決方案。

RFID 系統(tǒng)可滿足針對性能、范圍、頻率范圍、HF、UHF等方面的多種要求。本節(jié)概述了西門子的高頻 RFID 系統(tǒng)。

通過全集成自動化世界中的通信模塊和預設置的軟件塊對RFID 系統(tǒng)的簡單集成顯著地減少了調(diào)試、診斷和維護的支出和成本。

憑借在 RFID 系統(tǒng)領域多年的經(jīng)驗，西門子是執(zhí)行所有行業(yè)中多樣化解決方案的的合作伙伴，特別是在生產(chǎn)和物流領域。

高頻率范圍內(nèi)的 SIMATIC RFID 系統(tǒng)。

西門子提供了以下兩種高頻 RFID 系統(tǒng)：

• SIMATIC RF200：
  緊湊而經(jīng)濟的 RFID 系統(tǒng)個，符合 ISO 15693 標準。通過帶 IO-Link 接口的電子標簽，可實現(xiàn)極為簡單的開放式識別解決方案。
• SIMATIC RF300:
  配有單獨電子標簽的 RF300 可滿足速度、數(shù)據(jù)量和診斷功能方面極為苛刻的要求。高性能 RFID 系統(tǒng)可與 ISO 15693 電子標簽結(jié)合使用以滿足一般性能要求。

富有意義的初始數(shù)據(jù)

RFID 系統(tǒng)確保了從一開始重要的數(shù)據(jù)就伴隨著產(chǎn)品或物體。電子標簽粘貼在產(chǎn)品、產(chǎn)品載體、物體上，或它的運輸或打包單元，為非接觸記錄、讀寫。這意味著，所有應用特有的數(shù)據(jù)都位于電子標簽上。這不管是你在處理汽車行業(yè)中的車輛車體部件或是定制變速箱都是適用的。多可以存儲 64 KB 數(shù)據(jù)，需要時可以在各個工作站或加工工位進行分別讀取和補充。這都意味著物流和數(shù)據(jù)是同時優(yōu)的。

無接觸的數(shù)據(jù)傳輸和高度工業(yè)兼容度

多種堅固設計的強大的讀寫裝置(讀寫設備)確保了電子標簽和更系統(tǒng)(如 PLC、PC 等)之間快速和可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)據(jù)和電源通過交變電磁場進行傳輸。非接觸數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髟硪揽拷桓谢蛘咄ㄟ^非金屬材料。

完美配套的組件

RFID 系統(tǒng)由以下完美配套的組件組成：

• 電子標簽
• 電子標簽
• 天線
• 用于連接到自動化系統(tǒng)（如 PROFIBUS、PROFINET）的通信模塊
• 系統(tǒng)集成軟件

在所有行業(yè)中廣范圍的應用

• 生產(chǎn)控制
• 資產(chǎn)管理
• 跟蹤和溯源

豐富的電子標簽

通過使用多種存儲技術(shù)（EEPROM或FRAM/SRAM）以及幾何設計使得有多種不同的電子標簽可用。它們的優(yōu)勢不僅在于它們高等級的數(shù)據(jù)安全性，還在于它們卓越的用來防止諸如污染、溫度起伏、沖淋水或沖擊負荷等環(huán)境條件影響的高防護等級。

• 擁有工業(yè)識別領域內(nèi)完整和可擴展的產(chǎn)品系列，可實現(xiàn)靈活和經(jīng)濟的解決方案。
• 通過無縫集成到全集成自動化系統(tǒng)中而簡化組態(tài)、調(diào)試、診斷和維護：
  • 通過 PROFIBUS 和 PROFINET 通信模塊與自動化系統(tǒng)（如 SIMATIC、SIMOTION 或 SINUMERIK）進行集成總線連接。
  • 通過隨時可用的功能塊進行簡便的 S7 軟件集成。
  • 大量的狀態(tài)和診斷功能
• 高度的保護，得益于：
  • 開放式標準（例如，ISO 15693）。
  • 西門子 RFID 和光學讀碼系統(tǒng)之間具有軟件兼容性。
  • 采用標準化的通信接口。
• 通過各種通信模塊，可連接到不同廠商的不同總線系統(tǒng)以及不同 PC 環(huán)境，因而具有開放性。
• 全球與支持

簡便集成到自動化級系統(tǒng)中

西門子的 SIMATIC Ident 產(chǎn)品系列可為您提供適宜解決方案：使用通信模塊和便利的函數(shù)塊，可方便地將 SIMATIC Ident 系統(tǒng)連接到 PLC（如 SIMATIC）或?qū)⒑瘮?shù)塊嵌入在 IT 環(huán)境。這樣便可確保擁有系統(tǒng)范圍的統(tǒng)一軟件體系結(jié)構(gòu)，并在工程組態(tài)、調(diào)試和維護方面節(jié)約可觀的支出與成本。

集成在全集成自動化解決方案中

連接到第三方系統(tǒng)

豐富的通信模塊、函數(shù)塊和功能強大的驅(qū)動程序和功能庫，使得在應用程序中的集成快捷、簡便。

而且棒的是：SIMATIC RF 是全集成自動化 (TIA) 的一部分，可非常容易地經(jīng)濟地融入 SIMATIC 環(huán)境中。

有關(guān)連接方式的詳細信息，請參見“通信模塊”一節(jié)。

生產(chǎn)控制

全世界的用戶都喜歡越來越多的個性化產(chǎn)品。通過工業(yè)識別實現(xiàn)多樣化生產(chǎn)和物流控制，可以在整個制造過程中滿足用戶對產(chǎn)品多樣化的要求。這樣就可實現(xiàn)可靠、高效和經(jīng)濟實用的按訂單生產(chǎn)過程。

帶有 SIMATIC RF200 的小型裝配線的組態(tài)示例

帶 SIMATIC RF600、SCALANCE W 和 SCALANCE X 的小型裝配線的組態(tài)示例

資產(chǎn)管理

使用 SIMATIC RF350M 手持終端進行資產(chǎn)管理的示例配置

諸如工具、工廠部件或集裝箱等都是生產(chǎn)和物流的重要資產(chǎn)。通過工業(yè)識別可確保這些資產(chǎn)得到有效使用。此外，還可以實時獲取庫存信息，精確確定庫存狀態(tài)。這意味著可以隨時監(jiān)控資產(chǎn)的使用情況，并針對庫存數(shù)量、容量和維護進行專門。

供應鏈管理

要擴大工業(yè)規(guī)模，提高競爭力，需要擁有針對各種部件的全球性供應鏈。工業(yè)識別使這些供應鏈的透明度和可預測性得以提高，從而有利于產(chǎn)品規(guī)劃。避免遭遇供應瓶頸和設備停機，庫存，提高產(chǎn)品利潤。

使用 SIMATIC RF600 和 SCALANCE W 的物流門戶的組態(tài)示例

SIMATIC Ident 組態(tài)指南