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SIMATIC 識別系統(tǒng)用于更為經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(lǐng)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(yīng)用的應(yīng)用咨詢。

適用于各種識別任務(wù)的佳解決方案

從準(zhǔn)時化順序供應(yīng)生產(chǎn)到產(chǎn)品或批量的安全、完全跟蹤：機(jī)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)：

• 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(fù)識別/打標(biāo)
• 檢測距離/范圍及光照條件/對比度
• 待打標(biāo)產(chǎn)品的一致性以及放置標(biāo)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(yīng)商，西門子通過 SIMATIC Ident 提供了的 RFID 和光學(xué)識別綜合產(chǎn)品系列，這些產(chǎn)品可以擴(kuò)展，實現(xiàn)靈活而經(jīng)濟(jì)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(yù)設(shè)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(hù)的支出和成本。

憑借在 RFID 系統(tǒng)領(lǐng)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(lǐng)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(jì)的 RFID 系統(tǒng)個，符合 ISO 15693 標(biāo)準(zhǔn)。通過帶 IO-Link 接口的電子標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(yīng)用特有的數(shù)據(jù)都位于電子標(biāo)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(jìn)行分別讀取和補(bǔ)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(shè)計的強(qiáng)大的讀寫裝置(讀寫設(shè)備)確保了電子標(biāo)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(jìn)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(biāo)簽
• 電子標(biāo)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(yīng)用

• 生產(chǎn)控制
• 資產(chǎn)管理
• 跟蹤和溯源

豐富的電子標(biāo)簽

通過使用多種存儲技術(shù)（EEPROM或FRAM/SRAM）以及幾何設(shè)計使得有多種不同的電子標(biāo)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(fù)荷等環(huán)境條件影響的高防護(hù)等級。

• 擁有工業(yè)識別領(lǐng)域內(nèi)完整和可擴(kuò)展的產(chǎn)品系列，可實現(xiàn)靈活和經(jīng)濟(jì)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(hù)：
  • 通過 PROFIBUS 和 PROFINET 通信模塊與自動化系統(tǒng)（如 SIMATIC、SIMOTION 或 SINUMERIK）進(jìn)行集成總線連接。
  • 通過隨時可用的功能塊進(jìn)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(hù)，得益于：
  • 開放式標(biāo)準(zhǔn)（例如，ISO 15693）。
  • 西門子 RFID 和光學(xué)讀碼系統(tǒng)之間具有軟件兼容性。
  • 采用標(biāo)準(zhǔn)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(hù)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(qiáng)大的驅(qū)動程序和功能庫，使得在應(yīng)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(jì)地融入 SIMATIC 環(huán)境中。

有關(guān)連接方式的詳細(xì)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(jì)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(jìn)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(hù)進(jìn)行專門。

供應(yīng)鏈管理

要擴(kuò)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(yīng)鏈。工業(yè)識別使這些供應(yīng)鏈的透明度和可預(yù)測性得以提高，從而有利于產(chǎn)品規(guī)劃。避免遭遇供應(yīng)瓶頸和設(shè)備停機(jī)，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

• 統(tǒng)一的顯示和診斷方式：
  • 故障（紅色 LED）和運行（綠色 LED）模塊狀態(tài)顯示
  • 通道狀態(tài)顯示（通道已激活或已禁用，綠色 LED）或診斷顯示（紅色 LED）
  • 顯示 24 V DC 電源電壓（綠色 LED）
• 支持的功能：
  • 持續(xù)穩(wěn)定的 16 位高分辨率
  • 識別和維護(hù)數(shù)據(jù) IM0 至 IM3
  • 固件更新
  • 與通道相關(guān)的參數(shù)分配
  • 硬件中斷；可設(shè)置兩個上限值和下限值
  • 按通道診斷（取決于測量類型/測量范圍）
  • 等時同步模式（取決于模塊）
  • 在運行過程中進(jìn)行校準(zhǔn)

• 2 通道高速計數(shù)器模塊
• 具有大量參數(shù)設(shè)置選項，可根據(jù)具體任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整，降低控制負(fù)荷
• 速度和時間段測量
• 存儲和比較功能
• 連接 24 V 編碼器

• 用一個螺絲安裝在 S7-1500 安裝導(dǎo)軌上
• 統(tǒng)一的 40 針前連接器，帶螺釘型端子（不久將提供插入式端子）
• 可連接芯線截面積0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
• 前連接器的預(yù)接線位置
• 前蓋帶有可擴(kuò)充的電纜室，即使完全接線時也如此
• 集成式屏蔽

含在供貨范圍之內(nèi)：

• 用于手工貼標(biāo)簽的一個標(biāo)簽條
• 一個 U 型連接器
• 印制有文字的前門
• 饋電元件、屏蔽夾和屏蔽端子

• 帶 RS422 接口的 2 通道計數(shù)和位置檢測模塊
• 提供了大量參數(shù)設(shè)置選項，可面向具體任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整
• 可在模塊上進(jìn)行預(yù)處理，從而降低控制器的負(fù)荷
• 采用增量式和 SSI 式編碼器進(jìn)行位置檢測
• 速度和時間段測量
• 存儲和比較功能
• 通過 RS422 信號或 5V-TTL 信號連接編碼器

• 用一個螺絲安裝在 S7-1500 安裝導(dǎo)軌上
• 統(tǒng)一的 40 針前連接器，帶螺釘型端子（不久將提供插入式端子）
• 可連接芯線截面積0.25 mm² 至 1.5 mm²（AWG24 至 16）
• 前連接器的預(yù)接線位置
• 前蓋帶有可擴(kuò)充的電纜室，即使完全接線時也如此
• 通過一對一分配通道狀態(tài)或診斷 LED、端子和標(biāo)記，
  可以快速找到并消除錯誤。印制在前門內(nèi)側(cè)的接線圖提供了接線幫助。
• 集成式屏蔽

含在供貨范圍之內(nèi)：

• 用于手工貼標(biāo)簽的一個標(biāo)簽條
• 一個 U 型連接器
• 印制有文字的前門
• 饋電元件、屏蔽夾和屏蔽端子

SINAMICS 存儲卡

可以使用 SD 卡來復(fù)制變頻器參數(shù)或執(zhí)行固件更新。 建議使用 SINAMICS SD 卡。

SINAMICS V20 變頻器，機(jī)座號 FSA、FSB、FSC 和 FSD

SINAMICS V20 - 經(jīng)濟(jì)、可靠和易于使用的變頻器，適合普通應(yīng)用

今天，由于機(jī)器設(shè)備制造領(lǐng)域中的應(yīng)用日益增多，需要提供具體的自動化與驅(qū)動解決方案，以便無需滿足太高相關(guān)要求就能將簡單運動序列實現(xiàn)自動化。

SINAMICS V20 是西門子提供的具有基本性能的緊湊性變頻器，可針對此類應(yīng)用提供簡單且經(jīng)濟(jì)有效的驅(qū)動解決方案。 SINAMICS V20 調(diào)試迅速，易于操作，堅固耐用且經(jīng)濟(jì)高效，從而在同類產(chǎn)品中獨樹一幟。

該變頻器有四種機(jī)座號，功率范圍為 0.12 kW ~ 15 kW（0.16 hp ~ 20 hp）。

將成本降到低

組態(tài)、調(diào)試和運行成本必須保持在盡可能低的水平。 使用 SINAMICS V20，您可以實現(xiàn)想要的目標(biāo)。 為提高能效，該變頻器采用了一種控制技術(shù)，用來通過自動磁通降低來取得佳能效。 不僅如此，它還可顯示實際電能消耗量，并具有其它集成節(jié)能功能。 這樣就能夠大幅削減能耗。

• 塊保護(hù)：
  通過密碼保護(hù)用戶程序，未經(jīng)授權(quán)無法訪問。
• 集成 HMI : 
  對于 HMI 設(shè)備，用戶只需指定數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標(biāo)。數(shù)據(jù)將由程序自動循環(huán)傳輸。
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • 全局?jǐn)?shù)據(jù)通信
  • S7 基本通信
  • S7 通信
• 通過網(wǎng)絡(luò)更新固件
• 通過 TCP/IP、UDP 和 ISO-on-TCP (RFC1006) 進(jìn)行開放式通信
• 在基于組件的自動化中實現(xiàn)分布式智能系統(tǒng) (PROFINET)
• 通過集成的 web 器獲得附加診斷功能

可參數(shù)化的特性

可使用 STEP 7 工具“Hardware Configuration”對 S7-400（包括 CPU）的性能和響應(yīng)進(jìn)行編程，如：

• MPI 多點接口：
  • 定義站地址。
  • 啟動/循環(huán)行為。
  • 定義大循環(huán)時間和通信負(fù)荷。
• 地址分配： 
  I/O 模塊的編址。
• 保持區(qū)域：
  定義具有保持特性的位存儲器、計數(shù)器、定時器、數(shù)據(jù)塊和時鐘存儲器的數(shù)量。
• 過程映像，局部數(shù)據(jù)的大小。
• 診斷緩存區(qū)的長度。
• 保護(hù)等級： 
  定義程序和數(shù)據(jù)訪問授權(quán)。
• 系統(tǒng)診斷： 
  定義診斷報文的處理及范圍。
• 循環(huán)中斷： 
  設(shè)定周期。
• PROFINET 接口
• 通過 NTP 協(xié)議對時間同步進(jìn)行參數(shù)化

顯示功能與信息功能

• 狀態(tài)和故障指示燈：
  LED 可指示出內(nèi)部和外部故障和運行狀態(tài)，如 RUN（運行）、STOP（停止）、調(diào)試和測試功能等。
• 測試功能： 
  可使用編程設(shè)備顯示程序執(zhí)行中的信號狀態(tài)，不考慮用戶程序而修改過程變量，輸出堆棧存儲器的內(nèi)容，運行各個程序步驟，并禁用程序組件。
• 信息功能： 
  用戶可獲取有關(guān) CPU 的存儲器容量和運行模式以及 RAM 和裝載存儲器的當(dāng)前利用率方面的信息。

通信

中央控制器與故障安全 ET 200 模塊之間的安全通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過 PROFIBUS DP 和/或 PROFINET 完成的。通過特別開發(fā)的 PROFIBUS profile PROFIsafe，可以在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報文中傳輸帶有安全功能的用戶數(shù)據(jù)。無需其它硬件組件（例如專用安全總線）。必要的軟件已經(jīng)或者作為擴(kuò)展集成在硬件組件之中，或者作為認(rèn)證軟件塊重載至CPU內(nèi)。

操作模式

F-CPU 的安全功能包含在 CPU 的 F 程序中以及故障安全信號模塊中。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術(shù)實現(xiàn)輸出和輸入信號的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標(biāo)志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進(jìn)行檢測。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

CPU 414F-3 PN/DP 的運行不需要 F 運行版授權(quán)。

編程

CPU 414F-3 PN/DP 的編程方法與 SIMATIC S7 系統(tǒng)的編程方法相同． 使用現(xiàn)場實證過的編程工具，例如STEP 7，創(chuàng)建用于非故障安全工廠區(qū)段的用戶程序。

選件包 SIMATIC S7 Distributed Safety (Classic) 和SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12)

STEP 7 選件包“SIMATIC S7 Distributed Safety”(Classic) 或 SIMATIC Safety Advanced V12 (TIA Portal V12) 用于對與安全型程序段進(jìn)行編程。選件包中包括所有用來創(chuàng)建 F 程序的所有功能和塊。

具有安全功能的 F 程序以 F_FBD 或 F-LAD 方式進(jìn)行連接，或利用 F 功能庫中的特殊功能數(shù)據(jù)塊進(jìn)行連接。使用 F FBD 或 F LAD 可提供跨系統(tǒng)的統(tǒng)一表示，因而簡化系統(tǒng)的組態(tài)和編程以及驗收測試。無需借助額外的功具，程序員就可以完全專注于編制安全相關(guān)的應(yīng)用程序。

CPU 412-5H 擁有：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  CPU 處理每條二進(jìn)制指令的時間小于 31.25 ns。
• 1 MB RAM（512 KB 用于程序，512 KB 用于數(shù)據(jù)）；
  裝載存儲器用于存儲 S7-400H F/FH 自動化系統(tǒng)的用戶程序和參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)；高速 RAM 用于用戶程序的順控相關(guān)部分
• 存儲卡：
  用于擴(kuò)展內(nèi)置裝載存儲器。除程序本身之外，裝載存儲器中所含的信息還包括 S7-400H F/FH 的組態(tài)數(shù)據(jù)，這就是要在存儲器中占據(jù)雙倍空間的原因。其結(jié)果是：
  • 內(nèi)置的裝載存儲器不能滿足大程序量的要求，因此需要存儲卡。
    提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在斷開電源時保存數(shù)據(jù)）。
• 靈活的擴(kuò)展選件：
  多達(dá) 131,072 點數(shù)字量和 81,932 點模擬量輸入/輸出。
• 組合 MPI/PROFIBUS DP 接口：
  MPI 可用來建立一個 32 個節(jié)點的簡單網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以與通信總線（C 總線）上的節(jié)點和 MPI 上的節(jié)點建立多 64 個連接。 
  PROFIBUS-DP主站接口能夠被用來建立一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFIBUS DP 接口：
  通過 PROFIBUS DP 接口，可以實現(xiàn)冗余、分布式自動化組態(tài)，從而提高了速度，便于使用。對用戶來說，分布式 I/O 作為集中式 I/O 來處理（相同的組態(tài)、編址和編程）。
• PROFINET 接口，帶 2 個端口（交換機(jī)）：
  支持系統(tǒng)冗余和 MRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）
• 模式選擇開關(guān)：
  撥動開關(guān)設(shè)計。
• 診斷緩沖區(qū)：
  后的 120 個報警和中斷事件保存在一個環(huán)形緩沖區(qū)中，用于進(jìn)行診斷。
• 實時時鐘：
  CPU 提供帶日期和時間的診斷報告。