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框架規(guī)格 FSA 的電源濾波器

通過使用下面所示的 B 級進(jìn)線濾波器，可使用不帶集成濾波器的 230 V SINAMICS V20 變頻器以及一根 5 m 屏蔽輸出電纜來實現(xiàn) EN 61800-3 類別 C1。請注意，框架型號 FSB 和 FSC 的 230 V 濾波變頻器可在使用 25 m 屏蔽輸出電纜但不使用外部濾波器的情況下達(dá)到 EN 61800-3 類別 C2。

通過使用下面所示的 B 級進(jìn)線濾波器，可使用帶或不帶集成濾波器的 400 V SINAMICS V20 變頻器以及一根 25 m 屏蔽輸出電纜來實現(xiàn) EN 61800-3 類別 C2。

經(jīng)濟(jì)實用 – 眾多集成功能可用來降低機器成本

集成的控制模式

SINAMICS V90 驅(qū)動器具有各種集成控制模式，滿足廣泛應(yīng)用的要求：

• 脈沖串輸入位置控制模式 (PTI)
• 內(nèi)部位置控制模式 (IPos)
• 速度控制模式
• 轉(zhuǎn)矩控制 
  

集成的定位功能

• 可以輸入位置、速度和加速度設(shè)定值
• 集成參考功能
• 前饋和反饋或者將用于選擇位置的數(shù)字量輸入進(jìn)行組合
• 來自外部數(shù)字量輸入的定位步使能信號
• 及相對定位。

可使用 PLC 實現(xiàn)點到點定位，無需定位功能。

適用于所有框架規(guī)格的集成式制動電阻器

• 所有框架規(guī)格都集成有制動電阻器，用于耗散高速制動時的再生功率。
• 大多數(shù)應(yīng)用無需使用額外制動電阻器就能實現(xiàn)。
  

集成抱閘開關(guān)

• 集成抱閘開關(guān) – 如果使用帶有抱閘的電機，則可將抱閘直接連接到驅(qū)動器。
• 無需使用外部繼電器，就可連接抱閘。
  

的伺服性能 – 快速，平穩(wěn)，定位精確

自動調(diào)諧

自動控制回路參數(shù)?？梢栽谡{(diào)試系統(tǒng)時以及在運行中切換負(fù)載時使用此功能。這樣，廣泛應(yīng)用中的機器設(shè)備就可以實現(xiàn)高動態(tài)性能和平穩(wěn)運行。

自動抑制機器共振

激活此功能后，變頻器會識別機械共振頻率并使用濾波器自動抑制這些頻率。運行期間的振動和噪音降低。
這樣就能確保機器具有較高動態(tài)響應(yīng)，同時振動減小。

1 MHz 脈沖串設(shè)定值和 20 位編碼器分辨率

• 命令脈沖串輸入的工作頻率高達(dá) 1 MHz
• 值編碼器，20 位分辨率
• 定位精度高，轉(zhuǎn)速波紋低
  

的系統(tǒng)性能

在保持系統(tǒng)平穩(wěn)運行的同時，可實現(xiàn)快速加速和制動，確保較高的機器生產(chǎn)力。

• 變頻器和電機具有 300 % 過載能力
• 電機扭矩波動小
• 電機和變頻器完美相互協(xié)調(diào)

系統(tǒng)一覽

變頻器選型指南手機版

SINAMICS SELECTOR app

西門子開發(fā)了實用工具 SINAMICS SELECTOR 應(yīng)用程序。采用該應(yīng)用，可以快速、方便地查找功率范圍從 0.12 kW 至 630 kW 的 SINAMICS 驅(qū)動器的訂貨號。無論 SINAMICS V20、SINAMICS G120C、SINAMICS G120P，還是 SINAMICS G120：該應(yīng)用都可以方便、正確地提供它們的訂貨號。

工作原理?利用該工具，可以簡單、方便地選擇所需要的變頻器、額定功率以及設(shè)備選件和必要附件。

SIMATIC 自動化技術(shù)

SIMATIC 是可解決各行業(yè)自動化任務(wù)的可靠基本自動化系統(tǒng)，包括標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件組件，并將用于定制擴(kuò)展的所有選件完全公開。

SIMATIC 系列產(chǎn)品包括以下組件，彼此之間可相互補充：

• 可編程控制器
• 分布式 I/O
• 編程器
• SIMATIC 軟件
• 小型自動化解決方案套件
• 基于組件的自動化
• 機器視覺技術(shù)（參見“傳感器、測試和測量技術(shù)”）

SIMATIC 控制器

SIMATIC 控制器有多種多樣，包括從高性能 PLC 的書本型迷你控制器，到基于 PC 的控制器，無論什么要求，它都能滿足要求。

這些控制器的共同特點是，在小的空間里壓縮了大處理能力，能滿足苛刻的機械和氣候條件、高速及可擴(kuò)展性等要求。

這種分級的性能特征是 SIMATIC 系列產(chǎn)品的力量所在。

目前，SIMATIC PLC 正在執(zhí)行越來越多的功能，原本需要完全不同技術(shù)。 對您來說，一切都變得更加容易，更加一致，更加經(jīng)濟(jì)。

用于 12 脈沖運行的 SINAMICS DC MASTER

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(jìn)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

• 兩部變頻器都需要平波電抗器。電抗器包含有一個 2 值電抗器；這意味著電抗器的自感可以限定兩個電流值。
• 電抗器根據(jù)直流電抗器電流的 rms 值確定熱規(guī)格。

計算所需的自感

1. 0.2 × I_dN (L_D1) 時的電抗器電感

2. I_dmax (L_D2) 時的電抗器電感

• 50 Hz 線路頻率下的電感

L_D1 = 0.296 × 10^-3 × V_di/(0.2 × I_dN)

L_D2 = 0.296 × 10^-3 × V_di/(0.33 × I_dmax)

• 60 Hz 線路頻率下的電感

L_D1 = 0.24 × 10^-3 × V_di/(0.2 × I_dN)

L_D2 = 0.24 × 10^-3 × V_di/(0.33 × I_dmax)

L = 電感，[H]

I_dN 直流電機的額定直流電流的一半

I_dmax 直流電機的大電流的一半

V_di = 1.35 × V_N

V_N 額定電源電壓

12 脈沖運行

EMC 符合性安裝說明

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(dá)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。

有關(guān) EMC 的基本信息

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(jìn)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(jìn)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(dá)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(jì)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(jì)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(dá)到79 dB (μV)，而在500 kHz 到 30 MHz 之間，大值可達(dá)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(jì)有效的措施是在物理上對干擾源和潛在的敏感設(shè)備進(jìn)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(jìn)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。

符合 EMC 的驅(qū)動器安裝（安裝說明）

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(jìn)行部分的折中。因此，假定進(jìn)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(tuán)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(jìn)行良好的電氣連接（不得在漆面上噴涂?。Ｈ绻斜匾?，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(hù)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(jìn)出導(dǎo)線）必須可能的情況下進(jìn)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！）。必須遵守小距離 20cm 的原則。

如果對編碼器線和電機線無法進(jìn)行物理隔離，則必須使用隔板或金屬導(dǎo)管對編碼器線進(jìn)行去耦合。隔板和金屬導(dǎo)管必須進(jìn)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?。Ｈ绻薪饘俨考纪ㄟ^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(jìn)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(hù)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(hù)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。

傳感器和執(zhí)行器的新通訊標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)化的傳感器/執(zhí)行器接口，可通過 IO-Link 標(biāo)準(zhǔn)對現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)場總線系統(tǒng)功能進(jìn)行一致性擴(kuò)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(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，無需對各個設(shè)備進(jìn)行單獨設(shè)置。更換一臺設(shè)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(shè)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(shè)備還提供4點和8點標(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(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
• 實現(xiàn)高靈活性：通過采用 IODD 標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備
• 通過保留成熟拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和與常規(guī)連接方法的兼容性來實現(xiàn)保護(hù)

調(diào)試

調(diào)試時間縮短

• 采用標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行參數(shù)化，節(jié)省時間；可針對相同設(shè)備組態(tài)來復(fù)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(fù)進(jìn)行預(yù)設(shè)置
• 可對設(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(shè)備進(jìn)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(yù)防性維護(hù)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(shè)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(lǐng)域中，無線通信開創(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)過程的設(shè)計。
基于工業(yè)無線遠(yuǎn)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(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò) - 低成本、多功能的遠(yuǎn)距離無線技術(shù)

無線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)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(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)程訪問需要維護(hù)的機器和設(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)，通過移動無線設(shè)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(chǔ)設(shè)施

無線解決方案日益成為機器和設(shè)備中理所當(dāng)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(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 開創(chuàng)了全新的應(yīng)用遠(yuǎn)景 - 自高效工程設(shè)計、實時解決方案，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。

無線 HART - 無線連接過程儀表

WirelessHART 是一種開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)旨于解決過程工業(yè)領(lǐng)域現(xiàn)場設(shè)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(jì)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(shè)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(luò)接入點的應(yīng)用，例如，集裝箱碼頭

無線通訊網(wǎng)絡(luò)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(hù)工作得到簡化，維護(hù)成本和停機時間降低，人員得到佳利用
• 旋轉(zhuǎn)及移動設(shè)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(luò)
• 從一個中心位置對不同的生產(chǎn)機器進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷從而降低了維護(hù)成本
• 易于訪問難于接觸的裝置，無需復(fù)雜連線

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。
• 人機界面（HMI）：
  S7-300的操作系統(tǒng)已經(jīng)集成了用戶友好的人機界面。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確保可以精確地重現(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。