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在生產工程中，針對分布式故障安全應用而特別開發(fā)了SIMATIC S7故障安全型CPU和故障安全信號模塊SIMATIC ET200S、ET200pro、ET200eco和ET200M。 故障安全I/O具有模塊化結構，只有在實際需要時才能使用安全技術。 新系統(tǒng)替換了傳統(tǒng)的機電部件，例如：

• 可自由編程，可安全地將傳感器連接到執(zhí)行器
• 可選擇地安全關斷執(zhí)行器
• 在一個站中可采用故障安全模塊和標準模塊混合安裝結構
• 單總線理念；
  通過一個總線(PROFIBUS DP、PROFINET)可以傳送故障安全信號和標準信號

全集成自動化(TIA)

安全技術(安全集成)是全集成自動化的一個組件，它提供全集成的安全自動化和標準自動化(SIMATIC S7)。

當今，標準自動化(傳統(tǒng)的PLC)和安全自動化(機電結構)是彼此分開的，這兩種自動化正成長為一個統(tǒng)一的、集成的整體系統(tǒng)。

西門子作為一個自動化技術完整提供商，可以提供全面的自動化系統(tǒng)。

防爆型模塊可作為自動化系統(tǒng)的相關部件在化工廠中使用。 它們可用于檢測儀表及設備控制。

應用領域：

• 化工/石化工業(yè)
• 煤氣工業(yè)
• 遠洋技術
• 運輸（如油罐，油罐車）
• 汽車工業(yè)（如噴漆車間）
• 供電，配電等
• 電站
• 專門的機械工程（如印刷機，工業(yè)清潔機）

這些模塊不可以在有爆炸危險的區(qū)域使用，除非有其他保護裝置保護（例如密封機殼）。

該模塊被認證為可以連接在有爆炸危險的 1 區(qū)和 2 區(qū)里設置的本質安全傳感器和執(zhí)行器。

該模塊可用于：

• 在 SIMATIC S7-300 可編程控制器中
• 在遠程 ET 200 M I/O 裝置中，可作為所有 SIMATIC S5/S7/505 可編程控制器的分布式 I/O 及作為所有 PROFIBUS-DP 網絡的標準從站

每個 CUD（無論是標準 CUD 還是 CUD）都可以增量編碼器的信號。對于有多個編碼器需要的應用，可以使用第二個 CUD 或者（和）機柜安裝式 SMC30 傳感器模塊。

SMC30 可以用于具有增量信號的 SSI 編碼器，例如可以用于定位功能。

具有 DRIVE-CliQ 接口的編碼器不能在 SINAMICS DC MASTER 或在 SMC30 上進行。這些編碼器通常不能用在直流驅動器技術領域。

可以對下列編碼器信號進行處理：

• 增量型編碼器 TTL/HTL，帶/不帶斷線檢測（斷線檢測只可使用雙極信號）
• SSI 編碼器，帶 TTL/HTL 增量信號
• SSI 編碼器，無增量信號

電機溫度輸入（從 SMC30 獲得）不能用于SINAMICS DC MASTER 。電機溫度傳感器可以使用 CUD 上提供的溫度測量輸入。

機柜安裝式編碼器模塊 SMC30 標準提供有下列接口：

• 1 個 DRIVE-CLiQ 接口
• 1 個編碼器接口，通過 Sub-D 連接器或端子連接
• 1 個電子裝置電源接口，通過 24 V DC 電源連接器連接
• 1 個 PE/保護導體連接

機柜安裝式傳感器模塊 SMC30 的狀態(tài)通過一個彩色 LED 來顯示。

安裝在機柜上的 SMC30 傳感器模塊可以卡裝在符合 EN 60715 (IEC 60715) 標準的 TH 安裝導軌上。

SMC30 模塊和編碼器之間的長編碼器電纜長度為 100 m。對于 HTL 編碼器，如果的信號是 A+/A- 和 B+/B-信號，而且電源電纜的小截面大于 0.5 mm²時，可將長度增加到 300m。

信號電纜屏蔽可以借助一個屏蔽連接端子（例如 Phoenix Contact 型 SK8，或者 Weidmüller 型 KLBü1。）連接到機柜安裝 SMC30 傳感器模塊上。

在端子模塊 TM15 上提供有以下接口：

• 24 點雙向數(shù)字量輸入/輸出量輸出（8 通道 3 組相互隔離）
• 24 個綠色 LED，用于指示相關端子的邏輯信號狀態(tài)
• 2 個 DRIVE-CLiQ 插座
• 1 個電子裝置電源接口，通過 24 V DC 電源連接器連接
• 1 個 PE/保護導體連接

TM15 端子模塊可卡裝在符合 EN 60715 (IEC 60715) TH 35 安裝導軌上。

信號電纜屏蔽可以借助一個屏蔽線接線端子連接在終端模塊 TM15 上，例如 Phoenix Contact 型號的 SK8 ，或者Weidmüller 型號的KLBü1。屏蔽接線端子在失去彈性時不能再使用。

終端模塊 TM15 的狀態(tài)通過一個多色 LED 來顯示。

端子模塊 TM15 通過 DRIVE-CliQ 與 CUD 進行通訊。此外，TM15 還可配合 CU310 和 CU320 控制裝置和 SIMOTION D 控制裝置使用。

TM15 端子模塊連接示例

使用端子模塊 TM31，可以擴展驅動系統(tǒng)內部現(xiàn)有數(shù)字量輸入和數(shù)字量輸出以及模擬量輸入和模擬量輸出的數(shù)量。

TM31 端子模塊還具有與轉換觸點的繼電器輸出和溫度傳感器輸入的功能。

CPU 1510SP-1 PN 是經濟型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產技術中對處理速度和響應速度要求不高的應用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系統(tǒng)（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-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?。這樣做有以下優(yōu)勢：

• 減輕中央控制器的工作負荷
• 縮短對現(xiàn)場重要信號的響應時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負荷降低
• 各單元經過預測試并進行平行調試，設置更快速
• 由于自帶機械裝置,增加了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP-1 PN 完全獨立于中央控制器運行。如果其發(fā)生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍繼續(xù)運行。

位模塊化設計的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)和 CPU 1510SP-1 PN 可實現(xiàn)面向功能的站設計。

另外，CPU 通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，以及通過標準化 PLC-open 塊 提供連接至驅動器的能力。

CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導軌上，并具有：

• A powerful processor:
  The CPU achieves command execution times as low as 72 ns per binary instruction.
• 大容量工作存儲器：
  100 KB 用于程序，750 KB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  允許附加固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等功能
• 位模塊化擴展性，靈活性好；
  任意組合達 64 個 I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊）。大 1 m 的站寬度。
• 采用 ET 200AL 的混合配置； 
  通過“BU-Send”基本單元和“BA-Send”總線適配器，可以在可擴展的 I/O 系統(tǒng) ET 200SP (IP20) 裝置中集成進 ET 200AL (IP65/IP67) I/O 系統(tǒng)的多 16 個 I/O 模塊。
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接（CPU 1510SP-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運行）。
    如果需要，相應的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需單獨訂購。）
  • 端口 3 通過集成式 RJ45 接口來連接
• 集成通信功能：
  • 編程器/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通訊（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
  • OPC UA 器 (數(shù)據(jù)存取)
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數(shù)據(jù)集路由
• 免維護數(shù)據(jù)備份（無電池）
• 用于錯誤 (Error)、運行狀況 (RUN/Stop)、維護 (MT)、電源 (PWR) 以及每個端口一個鏈路 LED 的診斷顯示
• 可選標簽采用淺灰色或黃色標簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標簽箔和帶有 500 個標簽條的標簽卷，用于熱轉印打印機
  • 標簽紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個標簽條，適用于激光打印機
• ET 200SP CPU 可帶有一個參考 ID 標簽
• 借助于總線適配器，可實現(xiàn)不同的 PROFINET 連接類型
  • 在具有中等機械及 EMC 負荷的標準應用中，可以使用帶 RJ45 接口的 SIMATIC 總線適配器，如總線適配器 BA 2xRJ45。
  • 對于設備上承受較高機械和/或 EMC 負荷的機械設備和系統(tǒng)，建議使用通過 FastConnect (FC) 進行連接的 SIMATIC 總線適配器。
  • 不能將帶有光纖電纜接口（SCRJ、LC）的 SIMATIC 總線適配器與 CPU 1510SP-1 PN 相連。
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應將深色的基本單元用作 ET 200SP CPU 后面的第一個基本單元

供貨清單：

CPU 1510SP-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）

• 高效性
  • 高速命令處理
  • 功能強大的網絡接口：
    每個 CPU 均配備 PROFINET IO IRT (3 端口交換機) 作為標準接口。
• 集成技術
  • 通過標準化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅動器和具有 PROFIdrive 功能的驅動器
  • 支持轉速控制軸和定位軸以及外部編碼器
  • 精確位置傳動可實現(xiàn)軸之間的同步操作
  • 具有所有 CPU 變量的跟蹤功能，用于實時診斷和偶發(fā)故障檢測
  • 全面的控制功能，例如，通過便于組態(tài)的塊可自動控制參數(shù)實現(xiàn)優(yōu)控制質量
• 等時同步模式
  • 通過恒定總線循環(huán)時間，將分布式信號采集、信號傳輸和程序執(zhí)行與 PROFIBUS 循環(huán)進行同步
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經許可證讀取和修改程序塊
  • 通過復制保護，可綁定 SIMATIC 存儲卡的程序塊和序列號：只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中時，該程序塊才可運行。
  • 4-級 授權理念：
    Communication to the HMI devices can also be restricted.
  • 操作保護：
    The controller recognizes changed or unauthorized transmissions of the engineering data.
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • TIA Portal 中、HMI 設備上以及 Web 器上以普通文本形式一致顯示系統(tǒng)診斷信息（甚至能顯示來自變頻器的消息），即使 CPU 處于停止模式也會進行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無須進行特殊組態(tài)。
• 通過集中設置進行組態(tài)控制（選項處理）
  • 控制器中可存儲各種硬件配置：
    在用戶程序中修改配置（啟動 OB100）
    配置結束時改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲卡(用來運行 CPU)
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件。
  • 還可用于存儲附加文檔或 csv 文件（用于配方和歸檔）
  • 通過用戶程序的系統(tǒng)函數(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲/讀取
• 數(shù)據(jù)記錄（歸檔）和配方
  • 配方和歸檔以 csv 文件保存在 SIMATIC 存儲卡中；
    便于使用 Office 工具或通過 web 器，訪問工廠運行數(shù)據(jù)
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，可方便地訪問機器的組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 update 3 或更高版本進行編程

AS-Interface

AS-Interface – 智能通信標準，用于現(xiàn)場層至控制器系統(tǒng)的通用連接

AS-Interface (AS-i) – 更準確地說，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)。

復雜自動化系統(tǒng)的結構并非總能一眼看出。帶大量具備實時性要求的設備的現(xiàn)場級，尤其必須擁有清晰的結構。

這正是 AS-I 現(xiàn)場總線可以提供的：AS?i 網絡中，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。該標準適用于實現(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 產品具有各種優(yōu)勢

• 一站式提供基于總線標準和安全技術的全部 AS-I 系列產品
• 在系統(tǒng)范圍內將 AS-i 設備集成到 SIMATIC、SINUMERIK 以及 TIA Portal 工程組態(tài)框架中
• 將 ASIsafe 應用程序集成到 SIMATIC F 控制器安全編程中
• 在 TIA Portal 和 STEP 7 Classic 中集中組態(tài)標準及安全技術 – 控制器、AS-i 和安全功能只需一個工程組態(tài)框架
• 通過 Web 瀏覽器、HMI 或 TIA Portal 快速診斷主站和從站組件
• 在安全工具（已經獲得 Tü?¤￡©?D?ùóú ASIsafe ??????°2è?á′??DD1??®?￠?à1àoí?é?¤
• 下位 AS-I 網絡與 PCS 7 過程控制系統(tǒng)之間的集成
• 全球化的備件供應、咨詢和維護

• 具有不同的性能等級，滿足不同的應用領域。
• 5種故障安全型CPU (CPU 315F-2 DP, CPU 315F-2 PN/DP, CPU 317F-2 DP, CPU 317F-2 PN/DP, CPU 319F-3 PN/DP)
• 4 個 CPU，也適用于 -25 °C 至 +60 °C 的寬環(huán)境溫度范圍 (SIPLUS)

可用于 S7-300 的其他故障安全 CPU：

• 分布式故障安全 CPU ET 200S（IM151-7F、IM151-8F）
• 故障安全軟控制器 WinAC RTX F

CPU 315F-2 DP 具有以下特點：

• 微處理器；
  處理器處理一條二進制指令的時間為 50 ns；處理每個浮點運算的時間為 0.45 μs。
• 存儲器：
  384 KB 高速 RAM，用于安全型程序段和標準程序段；如果執(zhí)行安全型程序段，則必須考慮增加的存儲器空間要求（5 倍以上）。 在 384 KB RAM 中，128KB 數(shù)據(jù)存儲器可用于標準應用。SIMATIC 微型存儲卡（大 8 MB）作為程序的裝載存儲器，還允許將項目（包括符號和注釋）存儲在 CPU 中。
• 靈活的擴展能力：
  多可以多達 32 個模塊，（4 層配置）
• MPI 多點接口：
  集成 MPI 接口多可以同時建立與 S7-300/400 或編程器、PC、操作員面板的 16 路連接。在這些連接中，始終分別為 編程器和操作員面板各保留一個連接。通過“全局數(shù)據(jù)通信”，MPI 可以用來建立多 16 個 CPU 組成的簡單網絡。
• PROFIBUS DP 接口： 
  帶有 PROFIBUS DP 主/從接口的 CPU 315F-2 DP 可以用來建立高速、易用的分布式自動化系統(tǒng)。 從用戶的角度，以處理集中式 I/O 的相同方式（相同的組態(tài)、編址和編程）處理分布式 I/O。
  通過集成式 PROFIBUS DP 接口，可以連接帶有故障安全 I/O 模塊的分布式 I/O。ET 200M 的故障安全型 I/O 模塊還可以安裝在安全型中央組態(tài)中。 
  基于 PROFIsafe 行規(guī)執(zhí)行 F-CPU 和故障安全型 I/O 模塊之間的安全通信。

• 具有集成技術/運動控制功能的 SIMATIC CPU
• 具有標準 CPU 315-2 PN/DP 的完整功能（CBA 除外）
• 用于系列機器、專用機器以及工廠中的跨領域自動化任務
• 理想用于同步運動，例如與虛擬/實際主設備的耦合、減速器同步、凸輪盤、路徑插補或印刷標記修正
• 具有不同運動學的三維路徑插補
• 位置和壓力控制液壓軸
• 在具有集中式和分布式 I/O 的生產線上作為集中式控制器使用
• 帶有集成 I/O，可實現(xiàn)高速技術功能（例如，凸輪切換、參考點采集）
• PROFIBUS DP (DRIVE) 接口，用來實現(xiàn)驅動部件的等時同步連接
• 用于 2 端口交換機的 PROFINET 接口
• PROFINETI/O控制器，用于在PROFINET上運行分布式I/O
• 控制任務和運動控制任務使用相同的 S7 用戶程序(無需其它編程語言即可實現(xiàn)運動控制)
• 需要“S7 technology”選件包（V4.2 SP3 及更高版本）

CPU 運行需要 SIMATIC 微型存儲卡 (8 MB)。

CPU 315-3 PN/DP 主要在需使用帶大容量存儲器的控制器并且需滿足很高處理速度以及運動控制要求的機器上使用，例如：

• 生產線/裝配線
• 紙箱裝配器
• 碼堆機
• 搬運系統(tǒng)
• 飛剪
• 罐裝設備
• 包裝設備
• 貼標機
• 輥道輸送系統(tǒng)
• 帶插補功能的 Portal

多可控制 8 根軸。 與精確的單軸定位相結合，該模塊主要適用于復雜的運動序列（如聯(lián)軸器），以形成一個虛擬或實際主站、齒輪傳動、凸輪以及印刷標記校正系統(tǒng)。

由于容量較高，因此 CPU 315T-3 PN/DP 適合使用 SIMATIC 工程工具，例如：

• 用SCL編程
• S7-GRAPH 加工步驟編程

Drive ES 是一個工程組態(tài)系統(tǒng)，可方便而有效地將西門子驅動技術的通信、組態(tài)和數(shù)據(jù)管理功能集成到 SIMATIC 自動化環(huán)境中。

以下軟件包可供選擇：

• Drive ES Basic Maintenance
• Drive ES PCS 7

Drive ES (Drive Engineering Software) 可將西門子的變頻器全面集成到全集成自動化環(huán)境中。

以下軟件包可供選擇：

• Drive ES Basic Maintenance
• Drive ES PCS 7（APL 型或經典型）

Drive ES Basic Maintenance

該軟件產品可確保實現(xiàn) STARTER 不支持的之前驅動系統(tǒng)的 TIA 功能。

Drive ES Basic 保養(yǎng)是針對全集成自動化領域新手用戶的基本軟件，用于在該環(huán)境中在線和離線設置所有驅動的參數(shù)。使用 Drive ES Basic 保養(yǎng)可在 SIMATIC Manager 的操作界面上對自動化系統(tǒng)和驅動系統(tǒng)進行操作。Drive ES Basic 保養(yǎng)是用來對整個項目中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存檔、將 SIMATIC 的遠程功應用到變頻器中的起點。Drive ES Basic 提供了用于新運動控制功能的組態(tài)工具（從站間的通信，通過 ROFIBUS DP 實現(xiàn)等距離和等時同步操作），可確保將帶有 PROFINET IO 接口的變頻器簡便集成到 SIMATIC 環(huán)境中。

注意：

對于 SINAMICS 和 MICROMASTER 4 變頻器，此 TIA 功能也隨 STARTER 調試工具（V4.3.2 及更高版本）提供。

Drive ES PCS 7（APL 型或經典型）

Drive ES PCS 7 將帶有 PROFIBUS DP 接口的變頻器連接到 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)，需要首先安裝 SIMATIC PCS 7 V6.1 和更高版本。Drive ES PCS 7 為操作員站提供了塊庫，其中包括用于變頻器的函數(shù)塊和用于操作員站的相應面板，以便能通過 PCS 7 過程控制系統(tǒng)來操作變頻器。從 V6.1 起，還可在 PCS 7 維護站中顯示變頻器。

在 Drive ES PCS 7 V8.0 及更高，提供了兩個版本的庫：APL（過程庫）型和以前的所謂經典型。

Drive ES PCS 7 的詳細內容（APL 樣式或經典樣式）

• 用于 SIMATIC PCS 7 Faceplates 的塊庫和用于 SIMOVERTMASTERDRIVESVC 及 MC 的控制塊以及第三代及第四代 MICROMASTER/MIDIMASTER 和 SIMOREGDC MASTER 以及 SINAMICS
• STEP7 從站對象管理器用于方便地組態(tài)變頻器以及與變頻器的非循環(huán) PROFIBUSDP 通信
• STEP 7 設備管理器用于方便地組態(tài)帶有 PROFINET-IO 接口的變頻器（V8.0 SP1 及更高版本）
• SETUP 程序 用于在 PCS 7 環(huán)境中安裝軟件