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確定動態(tài)過載能力

功能概述

允許在運(yùn)行時超過裝置額定銘牌上指定的額定直流（大允許連續(xù)直流電流）。但是超過的程度和持續(xù)時間要受到特定的限制，這在下面進(jìn)行詳細(xì)說明。

過載電流的上限是 1.8 倍的額定直流電流。高過載持續(xù)時間取決于過載電流的時間特性，以及該裝置的過載歷史，還取決于具體的設(shè)備情況。

每次過載都必定跟隨有欠載（過載相的負(fù)載電流小于額定直流電流）。一旦達(dá)到高允許過載持續(xù)時間，負(fù)載電流必須返回到至少值 ≤ 額定直流電流。

通過對電源部分進(jìn)行熱監(jiān)視可以確定動態(tài)過載持續(xù)時間（I²t 監(jiān)視）。I²t 監(jiān)視使用實際負(fù)載電流的時間特性計算環(huán)境溫度以上晶閘管損耗層溫度上升的替代值的時間特性。在這種情況下，要把具體的設(shè)備特性（例如熱阻和時間常數(shù)）加入到計算中。當(dāng)轉(zhuǎn)換器打開時，計算過程從初始值開始，該初始值在關(guān)斷/線路供電故障之前確定。在設(shè)置參數(shù)時必須把環(huán)境條件（環(huán)境溫度和安裝高度）考慮進(jìn)來。

計算獲得的替代消耗層溫度上升超過允許值時，I²t監(jiān)視會發(fā)出響應(yīng)。作為響應(yīng)，有兩種選擇可以被參數(shù)化：

• 電樞電流設(shè)置值下降到額定直流電流報警，或
• 設(shè)備關(guān)機(jī)故障

可以禁用 I²t 監(jiān)視功能。在這種情況下，電樞電流高限制為額定直流電流。

動態(tài)過載能力的組態(tài)

組態(tài)單包含以下信息：

• 長負(fù)載持續(xù)時間t_an從低溫電源部分和指定恒定負(fù)載時算起，
• 長零電流間隔t_ab（長冷卻時間）直到電源部分達(dá)到“低溫”熱狀態(tài)，以及
• 極限特性的磁場，用于確定熱穩(wěn)定、過載間歇運(yùn)行期間的過載能力（周期性工作循環(huán)）

備注：如果計算獲得的替代損耗層溫度上升不超過高允許值的 5%，則認(rèn)為電源部分處于“低溫”狀態(tài)。該狀態(tài)可以使用二進(jìn)制可分配輸出查詢。

帶過載間歇運(yùn)行時具有極限特性的磁場結(jié)構(gòu)

具有極限特性的磁場是指具有總持續(xù)時間 300s 的間歇過載運(yùn)行的負(fù)載循環(huán)。這種負(fù)載循環(huán)包括兩個時間部分——基本負(fù)載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≤ 額定直流電流）和過載持續(xù)時間（電樞電流實際值 ≥ 額定直流電流）。

每個極限特性會把一個特定裝置的大基本負(fù)載電流表示成針對小負(fù)載持續(xù)時間（極限基本負(fù)載電流）的過載系數(shù)（極限基本負(fù)載電流，按額定直流電流的 a% 計算）。對于負(fù)載循環(huán)的剩余持續(xù)時間，大允許過載電流通過過載系數(shù)確定。如果對于所需的過載系數(shù)沒有指定極限特性，則要遵守針對下一個高過載系數(shù)的極限特性。

極限特性的勵磁對于 300s 負(fù)載循環(huán)有效。使用基本計算算法，負(fù)載循環(huán)可以長于或短于 300s 的負(fù)載循環(huán)持續(xù)時間組態(tài)?，F(xiàn)在使用兩個基本任務(wù)顯示。

基本任務(wù)1 和 2 的特性舉例

基本任務(wù) 1

• 已知：
  裝置、循環(huán)持續(xù)時間、過載系數(shù)、過載持續(xù)時間
• 求：
  （小）基本負(fù)載持續(xù)時間和大基本負(fù)載電流

SINAMICS DC MASTER 裝置的并聯(lián)

SINAMICS DC MASTER 裝置可以通過并聯(lián)來增加額定功率。必須滿足一下輔助條件：

在 CUD 上配備傳輸觸發(fā)脈沖以及建立更高等級通訊所需的硬件和插頭。

多可以并聯(lián) 6 部設(shè)備。多部裝置并聯(lián)時，主裝置應(yīng)該放置在中間，以便信號連接方便。主從裝置之間從總線到總線的長并聯(lián)接口線長度：15 m。

同樣，每部SINAMICS DC MASTER 裝置需要獨立的換相電抗器（u_K 小 2 %），以便平均分配電流。電抗器公差差異決定的電流分配。對于無降級（電流下降）運(yùn)行，推薦公差 5% 或更好。

只允許具有相同額定直流電流的裝置并聯(lián)。
裝置并聯(lián)時，允許的輸出電流為（維持輔助條件時）：

I_max = n × I_{N(SINAMICS DC MASTER)}

n = SINAMICS DC MASTER 裝置的數(shù)量

冗余運(yùn)行（“（n+m）運(yùn)行”模式）

SINAMICS DC MASTER 裝置還可以用在冗余配置中，作為特殊的并聯(lián)運(yùn)行模式。在此運(yùn)行模式下，如果一臺裝置故障（例如電源部分的保險燒斷），其他 SINAMICS DC MASTER 裝置可以維持運(yùn)行。正確組態(tài)好和互聯(lián)好之后，電樞電路和勵磁電路都可以冗余運(yùn)行。

當(dāng)一個裝置故障時，其他SINAMICS DC MASTER 裝置還可以正常運(yùn)行、持續(xù)工作不會中斷。在組態(tài)系統(tǒng)時，需要特別注意在冗余應(yīng)用中，只須滿足 n 個裝置的額定功率（而不是 n+m 個裝置）。

在發(fā)生故障時，主裝置的功能會自動轉(zhuǎn)移。這樣一來，無論是主裝置的電源部分故障還是從裝置的電源部分故障，系統(tǒng)都會繼續(xù)運(yùn)行。（可以根據(jù)要求提供冗余運(yùn)行時的 MTBF 數(shù)據(jù)。）

SINAMICS DC MASTER 裝置并聯(lián)時的電樞電路連接示意圖

(1) 需要相同的 1U1/1V1/1W1 相序。

(2) 需要相同的 1C1/1D1 相序。

(3) 裝置使用（8 針）屏蔽跳線（UTP CAT5 型，符合ANSI/EIA/TIA 568 標(biāo)準(zhǔn)）連接，與 PC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中使用的網(wǎng)線相同?？梢灾苯訌奈鏖T子購買標(biāo)準(zhǔn)的 5m 長線電纜（訂貨號：6RY1707-0AA08）。n 個裝置并聯(lián)需要 (n-1) 條電纜。必須激活連接在總線首端和末端所連接的裝置/設(shè)備上的總線終端。

(4) 這些熔斷器只能用在 850A 及以下的設(shè)備上。

(5) 只適用于 850A 及以下四象限運(yùn)行的裝置。

• SIMATIC ET 200SP 的 CPU 1510SP F-1 PN，基于 S7-1500 CPU 1511F-1 PN
• 用于采用 ET 200SP 的高性能控制解決方案
• 提高了系統(tǒng)和設(shè)備的可用性
• 支持集中式和分布式配置中的 PROFIsafe
• PROFINET IO 控制器可連接多 64 個 IO 設(shè)備
• PROFINET I-Device，用于連接作為智能 PROFINET 設(shè)備的 CPU（帶 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器）
• 適用于 4 個控制器的 PROFINET 共享智能設(shè)備
• PROFINET IO IRT 接口，帶集成 3 端口交換機(jī)
• PROFIBUS 上的等時同步模式
• 具有多種通信方式：
  PG/OP 通信、PROFINET IO 通信、開放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）、Web 器和 S7 通信（帶可裝載的函數(shù)塊）
• 可選 PROFIBUS 主站，用于 125 個 PROFIBUS DP 從站（帶 CM DP 模塊 6ES7545-5DA00-0AB0）
• 組態(tài)控制（選項處理）
• 集成運(yùn)動控制功能，用于控制速度控制軸和定位軸，支持外部編碼器

注

CPU 的運(yùn)行需要 SIMATIC 存儲卡

總線適配器不在供貨范圍內(nèi)，須單獨訂購。

CPU 1510SP F-1 PN 是經(jīng)濟(jì)實用的入門級 CPU，適用于在分散生產(chǎn)技術(shù)中對處理性能和響應(yīng)速度具有中等要求的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和故障安全應(yīng)用。CPU 1510SP F-1 PN 可以用作 PROFINET IO 控制器，也可以用作分布式智能設(shè)備 （PROFINET 智能設(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)計形式為 3 端口交換機(jī)，這樣就可以在系統(tǒng)中通過端口 1 和 2 建立總線型拓?fù)?，并且也可通過端口 3 來連接編程設(shè)備/PC 或 HMI 設(shè)備。

作為智能設(shè)備使用時， CPU 1510SP F-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式預(yù)處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這種方式有以下優(yōu)點：

• 減輕中央控制器的工作負(fù)荷
• 縮短對現(xiàn)場重要信號的響應(yīng)時間
• 數(shù)據(jù)量減少，總線系統(tǒng)上的負(fù)荷降低
• 各單元經(jīng)過預(yù)測試并進(jìn)行平行調(diào)試，設(shè)置更快速
• 由于采用獨立的機(jī)器單元，提高了可用性和靈活性
• 組態(tài)清晰明了

CPU 1510SP F-1 PN 完全獨立于中央控制器運(yùn)行。如果發(fā)生故障，CPU 1510SP F-1 PN 仍繼續(xù)運(yùn)行。

按位模塊化的 ET 200SP I/O 系統(tǒng)設(shè)計加上 CPU 1510SP-1 PN，可實現(xiàn)面向功能的站設(shè)計。

另外，CPU 還通過易組態(tài)的塊提供全面控制功能，并能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊連接到驅(qū)動器。

CPU 1510SP F-1 PN 可直接卡裝到標(biāo)準(zhǔn)安裝導(dǎo)軌上，并具有以下配置：

• 功能強(qiáng)大的處理器：
  CPU 的命令執(zhí)行時間可低至每個二進(jìn)制指令 72 ns。
• 大容量工作存儲器：
  150 KB 用于程序，750 KB 用于數(shù)據(jù)
• SIMATIC 存儲卡作為裝載存儲器；
  可具有固件更新、數(shù)據(jù)日志和歸檔等附加功能。
• 可按位進(jìn)行模塊化擴(kuò)展，靈活性高；
  多達(dá) 64 個 I/O 模塊（I/O 模塊、工藝模塊和通信模塊），可任意組合。大 1 m 的站寬度。
• PROFINET IO IRT 接口，帶 3 個集成交換機(jī)端口：
  • 端口 1 和 2 通過總線適配器來連接（CPU 1510SP F-1 PN 未提供總線適配器，不使用該適配器也可運(yùn)行）。如果需要，需單獨訂購相應(yīng)的總線適配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）。
  • 端口 3 通過集成式 RJ45 接口來連接。
• 集成通信功能：
  • PG/OP 通信
  • PROFINET IO
  • 開放式 IE 通信（TCP、ISO-on-TCP 和 UDP）
  • Web 器
  • S7 通信
  • S7 路由
  • 數(shù)據(jù)記錄路由
• 免維護(hù)數(shù)據(jù)備份（無需電池）
• 用于錯誤 (Error)、運(yùn)行狀況 (RUN/Stop)、維護(hù) (MT)、電源 (PWR) 診斷指示燈，以及每個端口一個鏈路 LED 指示燈
• 可選標(biāo)簽采用淺灰色或黃色標(biāo)簽條。有兩種材料可供選擇：
  • 標(biāo)簽箔和帶有 500 個標(biāo)簽條的標(biāo)簽卷，可用熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)進(jìn)行打印
  • 紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個標(biāo)簽條，適用于激光打印機(jī)
• ET 200SP CPU 可配有一個參考 ID 標(biāo)簽。
• 通過總線適配器實現(xiàn)不同 PROFINET 連接類型
  • 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下，BA 2xRJ45 用于通過 RJ45 插頭進(jìn)行連接
  • 對于運(yùn)行期間的機(jī)械負(fù)荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 來直接連接 PROFINET 電纜
• 在將 AC I/O 模塊或 AI Energy Meter ST 用作第一個 I/O 模塊時，應(yīng)將深色基本單元用作 ET200SP CPU 后面的第一個基本單元

供貨范圍

CPU 1510SP F-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）

• 性能
  • 高速命令處理
  • 高性能網(wǎng)絡(luò)接口：
    CPU 配有 PROFINET IO IRT（3 端口交換機(jī)）作為標(biāo)準(zhǔn)接口。
• 集成技術(shù)
  • 通過標(biāo)準(zhǔn)化的塊 (PLCopen) 連接模擬驅(qū)動器和具有 PROFIdrive 功能的驅(qū)動器
  • 支持轉(zhuǎn)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)的塊自動控制參數(shù)以實現(xiàn)優(yōu)控制質(zhì)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(jìn)行同步耦合
• 集成安全功能
  • 通過密碼保護(hù)專有技術(shù)，防止未經(jīng)許可而讀取和修改程序塊
  • 通過復(fù)制保護(hù)，可將具體程序塊與 SIMATIC 存儲卡的序列號綁定：
    只有在將配置的存儲卡插到 CPU 中后，程序塊才可運(yùn)行。
  • 4 級授權(quán)方式：
    也可以對與 HMI 設(shè)備的通信進(jìn)行限制。
  • 防止操作：
    控制器可以識別工程組態(tài)數(shù)據(jù)的更改和未授權(quán)傳輸。
• 集成式系統(tǒng)診斷
  • 可在 TIA 博途中、HMI 設(shè)備上和 Web 器上顯示系統(tǒng)診斷信息，甚至可顯示來自變頻器的消息，及時 CPU 處于 STOP 模式也進(jìn)行更新。
  • 集成在 CPU 的固件中，無需進(jìn)行特殊組態(tài)。
• 通過集中設(shè)置進(jìn)行組態(tài)控制（選項處理）
  • 可以在控制器中存儲各種硬件組態(tài)：
    在用戶程序中修改組態(tài)（啟動 OB100）
    組態(tài)結(jié)束時改裝選件
    可使用占位模塊。
• SIMATIC 存儲卡（CPU 運(yùn)行需要此存儲卡）
  • 用作插入式裝載存儲器，或用于更新固件
  • 也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)塊以進(jìn)行存儲/讀取
• 數(shù)據(jù)日志（歸檔）和配方
  • 在 SIMATIC 存儲卡上存儲配方和歸檔的 .csv 文件；
    使用 Office 工具或通過 Web 器方便地訪問設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。
  • 通過 Web 瀏覽器或 SD 讀卡器，方便地訪問機(jī)器組態(tài)數(shù)據(jù)（與控制器之間的雙向數(shù)據(jù)交換）
• 對標(biāo)準(zhǔn)程序部分進(jìn)行編程
  • 使用 STEP 7 Professional V13 SP1 或更高版本進(jìn)行編程
• 對故障安全程序部分進(jìn)行編程
  • 使用選件包“STEP 7 Safety Advanced”對安全相關(guān)程序部分進(jìn)行編程

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強(qiáng)大的 PLC。它可以成功實現(xiàn)全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結(jié)構(gòu)并擁有性能儲備。

S7-400

• 中端到高端性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務(wù)的解決方案
• 全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務(wù)進(jìn)行佳調(diào)整
• 可實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，適用十分靈活
• 連接方便
• 優(yōu)通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便，設(shè)計簡單，不含風(fēng)扇
• 任務(wù)增加時可順利擴(kuò)展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 中央控制器中同時運(yùn)行。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進(jìn)行分配。例如，可將復(fù)雜的技術(shù)任務(wù)（如開環(huán)控制、計算或通信）進(jìn)行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€ CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務(wù)的通信線路、一條用于高性能等距運(yùn)動控制組件的通信線路和一條“正?！盜/O 現(xiàn)場總線。另外，還可以實現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結(jié)合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對 S7-400 進(jìn)行組態(tài)和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務(wù)。為此，可以使用語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。

S7-400H

• 具有冗余設(shè)計的高可用性自動化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應(yīng)用：
  重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護(hù)選項較少的過程。
• 冗余設(shè)計的集中功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標(biāo)準(zhǔn)可用性的 I/O：單側(cè)配置
• 熱后備：發(fā)生故障時，自動切換到備用設(shè)備。
• 包含 2 個單獨機(jī)架或一個分隔式中央機(jī)架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設(shè)計來實現(xiàn)容錯
• 不對安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。

S7-400

SIMATIC S7-400 是中端到高端性能范圍內(nèi)功能強(qiáng)大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有模塊化、無風(fēng)扇設(shè)計和較高擴(kuò)展能力，并具有全面的通信和網(wǎng)絡(luò)功能，可以簡便實現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu)，用戶操作十分方便，因此成為中端到高端性能范圍內(nèi)要求極為苛刻的任務(wù)的理想解決方案。

SIMATIC S7-400 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

• 汽車工業(yè)，如裝配線
• 機(jī)械設(shè)備制造，包括專用機(jī)械設(shè)備制造
• 倉儲技術(shù)
• 鋼鐵工業(yè)
• 樓宇管理系統(tǒng)
• 發(fā)電和配電
• 造紙和印刷領(lǐng)域
• 木材加工
• 食品和飲料領(lǐng)域
• 過程工程，如水務(wù)和污水處理
• 化工和石化領(lǐng)域
• 儀表和控制
• 包裝機(jī)械
• 制藥工業(yè)

由于具有多種性能等級的 CPU，并有具備大量用戶友好的功能的廣泛模塊，用戶可以根據(jù)具體情況執(zhí)行其自動化任務(wù)。

任務(wù)擴(kuò)展時，可通過附加模塊隨時對控制器進(jìn)行擴(kuò)展，成本不會很高。

SIMATIC S7-400 是一種通用控制器：

• 具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性，因此擁有極高的工業(yè)適用性。
• 可以帶電連接和斷開各模塊。

S7-400H

在自動化技術(shù)的許多領(lǐng)域中，對自動化系統(tǒng)的可用性（從而故障安全性）的需求在不斷提高。在許多領(lǐng)域中，設(shè)備停機(jī)會產(chǎn)生極高的成本。此時，只有冗余系統(tǒng)才能滿足可用性要求。

容錯型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求。即使在一個或多個故障導(dǎo)致控制器的部件出現(xiàn)故障時，也能繼續(xù)運(yùn)行。通過以這種方式實現(xiàn)的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應(yīng)用領(lǐng)域：

• 控制器發(fā)生故障后重啟會產(chǎn)生很高費用的過程（通常在過程工業(yè)中）。
• 停產(chǎn)的代價十分高昂的過程。
• 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業(yè)中）。
• 無人監(jiān)視的應(yīng)用
• 涉及較少維護(hù)人員的應(yīng)用

訂貨數(shù)據(jù)

關(guān)于 S7-400H 組件的訂貨數(shù)據(jù)，請參見在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應(yīng)模塊。

S7-400F/FH

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)可在安全要求較高的工廠中使用。它可對立即停機(jī)不會給人員或環(huán)境帶來危險的過程進(jìn)行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設(shè)計：

• S7-400F：
  故障安全自動化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下，生產(chǎn)過程會切換到安全狀態(tài)并中斷。
• S7-400FH：
  故障安全和高可用性自動化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下，冗余控制部分將發(fā)揮作用，繼續(xù)控制生產(chǎn)過程。

通過另外使用標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以建立一個全集成控制系統(tǒng)，可在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存的工廠環(huán)境中使用?？梢允褂孟嗤臉?biāo)準(zhǔn)工具對整個工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。

SIMATIC S7-400 有多個型號：

• S7-400：
  中、高端性能的功能強(qiáng)大的 PLC，具有模塊化結(jié)構(gòu)和免風(fēng)扇的設(shè)計。
• S7-400H：
  采用冗余設(shè)計的容錯自動化系統(tǒng)，適用于故障安全型應(yīng)用。
• S7-400F/FH：
  采用冗余設(shè)計的故障安全自動化系統(tǒng)，也具備高可用性。

S7-400

S7-400 自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進(jìn)行各種組合。

系統(tǒng)包含下列組件：

• 電源模塊 (PS)：
  用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓。
• CPU：
  配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范圍。根據(jù)具體型號，這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站?？梢詫⒍?256 個 PROFINET IO 設(shè)備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外，在一個中央控制器中的多重計算模式下，多個 CPU 可以協(xié)同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應(yīng)時間，可實現(xiàn)較短機(jī)器循環(huán)時間。
• 用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)
• 通信處理器 (CP)，例如，用于總線連接和端到點連接
• 功能模塊 (FM)：
  用于完成計數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務(wù)的專業(yè)模塊。

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 接口模塊 (IM)：
  用于連接中央控制器和擴(kuò)展單元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可帶有多 21 個擴(kuò)展單元運(yùn)行。
• SIMATIC S5 模塊：
  在相關(guān) SIMATIC S5 擴(kuò)展單元中，可以尋址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有輸入/輸出模塊。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用適配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模塊。

擴(kuò)展

若用戶需要在應(yīng)用中使用一個以上中央控制器時，則可以對 S7-400 進(jìn)行擴(kuò)展：

• 多 21 個擴(kuò)展單元：
  可將多 21 個擴(kuò)展單元 (EU) 連接到中央控制器 (CC)。
• 接口模塊 (IM) 的連接：
  通過發(fā)送和接收 IM 來連接 CC 和 EU。發(fā)送 IM 插到 CC 中，相關(guān)的接收 IM 插到下游 EU 中可將多 6 個發(fā)送 IM 插到 CC 中（其中多 2 個帶 5-V 電源），并可將多 1 個 IM 插到 EU 中。每個發(fā)送 IM 均有 2 個接口，每個接口用于連接 1 條線路。可將多 4 個 EU（不帶 5-V 電源）或 1 個 EU（帶 5-V 電源）連接到發(fā)送 IM 的每個接口。
• 電源模塊的固定插槽：
  必須始終將電源模塊插在 CC 和 EU 中的左側(cè)。
• 通過 C 總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換受限制：
  通過 C 總線進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換只能在 CC 和 6 個 EU（EU 1 至 EU 6）之間進(jìn)行。
• 集中擴(kuò)展：
  建議用于小型配置和機(jī)器上的控制柜。也可以提供 5-V 電源。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：1.5 m（帶 5 V 電源）、3 m（不帶 5 V 電源）。
• 通過 EU 進(jìn)行分布式擴(kuò)展：
  建議在面積很大工廠內(nèi)采用，其中，多個 EU 位于各個位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：對于 S7 EU，約 100 m；對于 S5 EU 約 600 m。
• 注意 將 S5 擴(kuò)展單元分布式連接到：
  IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用，IM 314 在 S5 EU 中使用?？蓪⒁韵耂5 EU 連接到 S7-400：
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186U
  • ER 701-2
  • ER 701-3

• ET 200 的分布式擴(kuò)展：
  建議用于面積很大的工廠。通過 CPU 的 PROFIBUS DP 接口，可以連接含有多 125 個總線節(jié)點的總線。CC 與總線上后一個節(jié)點之間的大距離：23 km（使用光纜）。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項：

• 組合了多點接口和 DP 主站，集成在所有CPU 中：
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統(tǒng)、S7-200 和 S7-300 系統(tǒng)以及其它 S7-400 系統(tǒng)。
• 附加 PROFIBUS DP 接口，集成在多個 CPU 中，用于經(jīng)濟(jì)實用連接分布式 I/O 系統(tǒng)（例如，ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口，用于連接到分布式 I/O 系統(tǒng)或與其它控制器和 PC 系統(tǒng)通信。
• 通信處理器，用于連接到 PROFIBUS 總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)。
• 通信處理器，用于功能強(qiáng)大的點到點連接。

通過 PROFIBUS DP 進(jìn)行過程通信

通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可選），可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP。

以下設(shè)備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
• SIMATIC S7-300 （CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
• SIMATIC C7（通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通過 PROFIBUS DP CP）

雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運(yùn)行的 PG 和 OP 功能。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設(shè)備，例如ET 200
• 現(xiàn)場設(shè)備
• SIMATIC S7-200、S7-300
• C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
• SIMATIC S7-400（僅通過 CP 443-5）

通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

多點接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。

它用于：

• 編程和參數(shù)設(shè)置
• HMI
• 建立涉及對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?
• 可選擇的連接選項：
  MPI 可以實現(xiàn)多 32 個節(jié)點的同時連接：
  • 編程器/PC
  • HMI 系統(tǒng)
  • S7-200（作為從站）
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 內(nèi)部通信總線（C 總線）；
  通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊，可將多 6 個擴(kuò)展單元連接到 C 總線。
• MPI 的性能數(shù)據(jù)：
  • 多 32 個 MPI 節(jié)點
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá) 12 Mbps
• 靈活的安裝選件：
  使用性能可靠的組件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”產(chǎn)品系列中的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器 (12 Mbps)。
  可通過組件實現(xiàn)佳調(diào)整以滿足具體要求。例如，任意兩個 MPI 節(jié)點之間多可以串入 9 個中繼器以連接更大距離。
• DP 主站：
  也可將 S7-400 的 MPI 配置為 DP 主站。隨后可以連接多 32 個大傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站。從而保留編程功能和人機(jī)界面功能。

通過 CP 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信（點到點）

通過 CP 441 通信處理器，可以實現(xiàn)功能強(qiáng)大的點到點連接。

• 可連接各種設(shè)備，例如：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業(yè) PC
  • 其它廠商的 PLC
  • 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)
  • 機(jī)械手控制裝置
  • 打印機(jī)
• 可變接口：
  通過可更換的接口模塊，可以使用不同傳輸介質(zhì)進(jìn)行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)）實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

通過 CP 443-x 通信處理器，可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

例如包括：

• SIMATIC S7-200（通過 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設(shè)備
• PC
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機(jī)械手控制裝置
• 工業(yè) PC
• 驅(qū)動控制裝置
• 其它廠商的設(shè)備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下組件：

• 2 個中央控制器：
  2 個單獨的 UR1/UR2 中央控制器，或一個分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個區(qū)域。
• 每個中央控制器有兩個同步模塊，用于通過光纜連接兩個設(shè)備。
• 每個中央控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
• 中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
• UR1/UR2/ER1/ER2 擴(kuò)展單元和/或帶有 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備。

中央功能采用冗余設(shè)計?？蓪?I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型。

通常可用的 I/O（單側(cè)配置）

在單側(cè)配置中，I/O 模塊具有單通道設(shè)計，僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側(cè) I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴(kuò)展單元/分布式 I/O 設(shè)備中。

在 I/O 尋址設(shè)備工作正常的情況下，從單側(cè)讀入的信息始終提供給兩個中央控制器。發(fā)生故障時，受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。

單側(cè)配置用于：

• 不需要很高可用性的工廠部分。
• 連接基于用戶程序的冗余I/O。此時，必須對系統(tǒng)進(jìn)行對稱設(shè)置。

高可用性（切換式配置）

在切換式配置中，I/O 模塊采用單通道設(shè)計，但它們將由兩個中央控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運(yùn)行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設(shè)備中。

通過 PROFIBUS DP 連接到中央控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現(xiàn)高程度的可用性，因為通過這種方式，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現(xiàn)故障。

可進(jìn)行實現(xiàn)以下配置：

• 單側(cè) DP 從站采中采用冗余 I/O
• 切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

相互冗余的模塊必須為同一類型和設(shè)計形式（例如，均為集中式或均為分布式）。不對插槽進(jìn)行規(guī)定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關(guān)于可以使用的模塊，請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關(guān)手冊。

FM 和 CP 冗余

功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用：

• 切換式冗余配置：
  可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個交換式 ET 200M 分離。
• 雙通道冗余配置：
  可將 FM/CP 插到兩個子單元中或插到與子單元相連的擴(kuò)展單元中（參見單側(cè)配置）。

此時可以不同方式實現(xiàn)模塊冗余：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上，通?？捎捎脩魧θ哂喙δ苓M(jìn)行編程。將會確定主動模塊并檢測可能的故障以執(zhí)行切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個 CPU 的程序一致。
• 由操作系統(tǒng)直接提供支持。
  對于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作系統(tǒng)直接支持冗余。有關(guān)詳細(xì)信息，請參見“通信”下面的內(nèi)容。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)可根據(jù)需求進(jìn)行不同配置：

單通道、單側(cè) I/O，用于 S7-400F

工廠需要使用故障安全型控制器。無需容錯。需要下列部件：

• 1 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 1 條 PROFIBUS DP 總線。
• 帶有 IM 153-2 的 ET 200M。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設(shè)計。

發(fā)生故障時，I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

單通道、切換式 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)需要有容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設(shè)計。

若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現(xiàn)故障，控制器仍保持可用。在故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時，I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

冗余、切換式 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側(cè)和 I/O 側(cè)需要容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 2 個 ET 200M，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，冗余設(shè)計。

在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時，控制器仍保持可用。

在 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)中，也可以使用標(biāo)準(zhǔn)模塊。這些設(shè)備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用。

通信

中央控制器和 ET 200M 之間的安全相關(guān)通信和標(biāo)準(zhǔn)通信是通過 PROFIBUS DP 實現(xiàn)的。通過專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe，可在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)報文中傳輸與安全功能相關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。無需附加的硬件組件，如專用安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴(kuò)展功能集成在硬件組件中，也可作為經(jīng)過認(rèn)證的軟件塊裝載到 CPU 中。

帶有隔離模塊的安全等級

在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優(yōu)點：

• 可以使用銅質(zhì)總線電纜來建立 PROFIBUS DP 總線。沒有必要使用光纖電纜。
• 每個 IM 153-x 都可以使用。
• 在一個 ET 200M 中，可以混合使用安全模式下的故障安全信號模塊和 S7-300 標(biāo)準(zhǔn)模塊。

若需要取得安全等級 SIL 2，則無需使用隔離模塊。

遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程維護(hù)

SINAUT 遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)（西門子網(wǎng)絡(luò)自動化）基于 SIMATIC。它通過相應(yīng)硬件和軟件對 SIMATIC 系統(tǒng)加以補(bǔ)充，并可通過 WAN（廣域網(wǎng)）對各個部件進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。SINAUT 主要用于遠(yuǎn)程過程站被連接到一個或一個以上控制中心的場合。

數(shù)據(jù)通過傳統(tǒng)廣域網(wǎng)傳輸，如專用銅纜、電話網(wǎng)、無線網(wǎng)，也可通過先進(jìn)的、基于IP 的網(wǎng)絡(luò)傳輸，如寬帶系統(tǒng)或因特網(wǎng)。

SINAUT 遠(yuǎn)程控制包括兩個獨立的系統(tǒng)：

• SINAUT MICRO
  使用移動無線通訊 (GPRS) 方式對分布式工廠進(jìn)行監(jiān)視和控制的簡單遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它基于 SIMATIC S7-200 和 WinCC flexible 或 WinCC。
• SINAUT ST7
  多層面遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)基于 SIMATIC S7-300，S7-400 和 WinCC，用于 分布式過程站的全自動監(jiān)視和控制，其中過程站之間通過各種廣域網(wǎng)媒介互相交換數(shù)據(jù)并與一個或一個以上的控制站交換數(shù)據(jù)。

SINAUT MICRO

SINAUT MICRO 是一種經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)充系統(tǒng)，用于監(jiān)視和控制簡單的遠(yuǎn)程任務(wù)。包括一個 GSM-GPRS 調(diào)制解調(diào)器，的 GPRS OPC 和連接管理軟件，及一個 S7-200 程序塊軟件包。借助該軟件包，通過 GPRS 移動無線網(wǎng)絡(luò)，每個 OPC 器（級聯(lián)）的多達(dá) 256 SIMATIC S7-200 站可簡單、安全地相互通訊，也可與控制中心通訊。它們始終保持在線狀態(tài)。

SINAUT MICRO 適用于任何需通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸少量數(shù)據(jù)的場合?？墒褂?STEP 7 Micro/WIN 組態(tài)該系統(tǒng)。
維護(hù)人員甚至可里通過因特網(wǎng)瀏覽器訪問安全中心,還可查詢或設(shè)置所連接的 S7-200 站的當(dāng)前值。從而，例如，從 S7-200 遠(yuǎn)程站直接發(fā)送過來并通過移動電話接收的文本和傳真故障報文可通過控制中心進(jìn)行分析。進(jìn)而實現(xiàn)對過程中斷的快速響應(yīng)。
OPC 器 SINAUT MICRO SC 的路由功能還可實現(xiàn) S7-200 站之間的雙向通訊，這些 S7-200 站通過 SINAUT MD720-3 調(diào)制解調(diào)器連接。在 WinCC 環(huán)境下，OPC 器 SINAUT MICRO SC 可與 SINAUT ST7cc 連接以形成一個低成本的中央故障報文和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可滿足日益增長的需求。

SINAUT ST7

傳輸網(wǎng)絡(luò)

SINAUT ST7 在傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇上表現(xiàn)出極高的多樣性。在傳統(tǒng) WAN 領(lǐng)域，這些網(wǎng)絡(luò)包括：

• 專用線路（專用或租用）
• 專用無線網(wǎng)絡(luò)（時隙過程可選）
• 模擬電話網(wǎng)絡(luò)
• 數(shù)字 ISDN 網(wǎng)絡(luò)
• 移動無線網(wǎng)絡(luò) (GSM)

SINAUT ST7 針對所有傳統(tǒng) WAN（無線網(wǎng)絡(luò)除外）提供有相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器。除使用這些傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)外，也可通過基于以太網(wǎng)的 WAN 進(jìn)行 SINAUT 通訊，即：

• 使用針對以太網(wǎng)的專用無線產(chǎn)品（如 SCALANCE W）進(jìn)行無線通訊
• 使用帶有光學(xué)端口的 SCALANCE X 交換機(jī)進(jìn)行光纖通訊，距離可達(dá) 70 km，或與傳輸系統(tǒng)連接，如 PCM30 或 OTN
• 通過公用網(wǎng)和使用 DSL 和/或 GPRS 的 Internet

所有網(wǎng)絡(luò)都可在一個 SINAUT 項目中以任意方式進(jìn)行混合。既可采用星形、總線形和節(jié)點拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也可采用這些結(jié)構(gòu)的混合配置。并可將一個站鏈接到兩個傳輸路徑，以實現(xiàn)冗余數(shù)據(jù)傳輸。這兩個路徑可以是相同類型，也可是不同類型，例如，專用線路與電話網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，或 ISDN 與 DSL 相結(jié)合。

SINAUT ST7cc/sc 控制中心系統(tǒng)

SINAUT ST7cc 是基于 WinCC 的標(biāo)準(zhǔn) SINAUT 控制中心系統(tǒng)。使用帶有 Data Access OPC 界面的 SINAUT ST7sc 軟件包，還可以將 SINAUT ST7 站鏈接到來自其他供應(yīng)商的控制系統(tǒng)。它可為歸檔提供帶有時間戳記的過程數(shù)據(jù)，并且還可以鏈接典型的行業(yè)記錄系統(tǒng)，如 ACRON。為了提高可用性，還可使用 WinCC 冗余軟件包，將控制中心設(shè)計為一個冗余系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程編程與遠(yuǎn)程診斷

程序改動或遠(yuǎn)程診斷可在 SINAUT 遠(yuǎn)程站中方便進(jìn)行，這些工作可在調(diào)試階段和運(yùn)行過程中完成，甚至無需中斷當(dāng)前的過程數(shù)據(jù)通訊。這樣就節(jié)省了花費在路途中的時間以及維護(hù)訪問次數(shù)。

面向未來，經(jīng)濟(jì)實用

SINAUT ST7 是一種基于 SIMATIC S7 自動化系統(tǒng)生產(chǎn)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，在不斷的發(fā)展中，其具有基于 SIMATIC S5 的上一代 SINAUT ST1 系統(tǒng)的成功性能。SIMATIC 平臺的一致使用，了工廠的長使用壽命和經(jīng)濟(jì)性，并了與以前和將來系統(tǒng)的兼容性。

SINAUT ST7cc 和 ST7sc 控制中心系統(tǒng)

• 符合 IEEE 802.3（以太網(wǎng)）國際標(biāo)準(zhǔn)的局域和單元網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計用于直到現(xiàn)場級的工業(yè)環(huán)境。
• 實現(xiàn)自動化部件之間的連接,以及自動化部件與PC機(jī)/工作站之間和連接,并可連接無線通訊部件。
• PROFINET 是一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的開放式標(biāo)準(zhǔn)，支持從公司管理層直到現(xiàn)場層之間各設(shè)備的銜接。
• 可實現(xiàn)范圍廣泛的開放式網(wǎng)絡(luò)解決方案
• 大傳輸速率1 GB/s
• 工業(yè)以太網(wǎng)是已被證實并被世界各地所接受的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
• 是自動化系統(tǒng)中實現(xiàn) IT 功能的基礎(chǔ)，
• 諸如 Web 功能、e-mail 功能和 IWLAN 連接
• 一種安全解決方案，專用于基于安全理念 SCALANCE S 的工業(yè)自動化系統(tǒng)
• 可連接無線局域網(wǎng)（WLAN）

通訊環(huán)境中的工業(yè)以太網(wǎng)