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傳感器和執(zhí)行器的新通訊標(biāo)準(zhǔn)

通過 IO-Link 實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)

因全集成自動化技術(shù)而實(shí)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(dú)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(yùn)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(diǎn)和8點(diǎn)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(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)的所有階段內(nèi)（組態(tài)、調(diào)試和運(yùn)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(shí)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(shí)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(dú)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(shí)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(yùn)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?yàn)?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?yàn)樗鼈兙?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(shí)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(jī)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(jī)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(shí)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(diǎn)的應(yīng)用，例如，集裝箱碼頭

無線通訊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)

• 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(jī)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(jī)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

• 中低端緊湊型控制器
• 大規(guī)模集成，節(jié)省空間，功能強(qiáng)大
• 具有出色的實(shí)時性能和功能強(qiáng)大的通信選件：
  • 帶有集成 PROFINET IO 接口的控制器，可與 SIMATIC 控制器、HMI、編程設(shè)備和其它自動化組件進(jìn)行通信
• 所有 CPU 都可用于單機(jī)模式、網(wǎng)絡(luò)以及分布式結(jié)構(gòu)
• 安裝、編程和操作極為簡便
• 集成式 Web 器，帶有標(biāo)準(zhǔn)和用戶特定 Web 頁面
• 數(shù)據(jù)記錄功能，用于歸檔用戶程序的運(yùn)行數(shù)據(jù)
• 強(qiáng)大的集成工藝功能，如計數(shù)、測量、閉環(huán)控制和運(yùn)動控制
• 集成數(shù)字量和模擬量輸入/輸出
• 靈活的擴(kuò)展設(shè)備
  • 可直接用于控制器的信號板卡
  • 可通過 I/O 通道對控制器進(jìn)行擴(kuò)展的信號模塊
  • 附件，如電源、開關(guān)模塊或 SIMATIC 存儲卡等

工業(yè)總線系統(tǒng)

SIMATIC NET 培養(yǎng)集成完整解決方案所需的所有部件，并支持下列總線系統(tǒng)：

工業(yè)以太網(wǎng)（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接的國際標(biāo)準(zhǔn)是占有 90% 以場份額的局域網(wǎng)環(huán)境中的首要網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。通過工業(yè)以太網(wǎng)，可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強(qiáng)大的通訊網(wǎng)絡(luò)。

國際標(biāo)準(zhǔn) PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)直至現(xiàn)場級的實(shí)時通訊，也可將企業(yè)級集成進(jìn)來。由于全面利用了現(xiàn)有 IT 標(biāo)準(zhǔn)，PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動控制應(yīng)用、高效跨廠商工程組態(tài)和機(jī)器與設(shè)備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動化和控制器之間的通訊，可實(shí)現(xiàn)故障安全應(yīng)用。

PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布線系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)。?μ????￡它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應(yīng)用和過程應(yīng)用中進(jìn)行通訊的現(xiàn)場總線。

AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的國際標(biāo)準(zhǔn)連接技術(shù)，可通過兩線制總線非常經(jīng)濟(jì)地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。

IO 鏈路 –
用于智能化連接現(xiàn)場級到 MES 級的傳感器和執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)。

全球標(biāo)準(zhǔn) KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是實(shí)現(xiàn)樓宇自動化的基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實(shí)現(xiàn)?？梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。

您的要求

您想快速推出新產(chǎn)品嗎？您想迅速靈活地響應(yīng)市場需求，減少轉(zhuǎn)換時間從而縮短產(chǎn)品的時間嗎？您想提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本嗎？還有，您想充分利用工廠和機(jī)器的生產(chǎn)能力，并盡可能減少停機(jī)時間嗎？

這些目標(biāo)，只有您工廠內(nèi)所有的機(jī)器都能彼此完美協(xié)同運(yùn)作，才能實(shí)現(xiàn)。因此，您需要開放的、集成的自動化通訊——無論在公司內(nèi)還是公司外。通過確保實(shí)現(xiàn)下列條件來避免隔離的自動化和信息技術(shù)解決方案：

• 從執(zhí)行器/傳感器層級到公司管理層的信息流動連續(xù)無縫
• 任何地方均可獲取信息
• 不同工段之間的高速數(shù)據(jù)交換
• 工廠范圍組態(tài)簡便，診斷效率高
• 集成的安全功能，可防止未經(jīng)授權(quán)的訪問
• 通過相同的連接實(shí)現(xiàn)故障安全和標(biāo)準(zhǔn)通訊

我們提供

用于自動化解決方案的一個重要構(gòu)建塊就是通訊網(wǎng)絡(luò)。SIMATIC NET（工業(yè)用聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）代表為數(shù)眾多的模塊，面向工業(yè)設(shè)計，用于有效完成通訊任務(wù)：

• 用于不同的自動化領(lǐng)域。
• 用于整個工作流中
• 用于整個工廠生命周期
• 用于所有部門

SIMATIC NET 提供的解決方案，不僅充分利用了以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，而且還簡化了集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。有力的例證包括：

• 開拓工業(yè)以太網(wǎng)的現(xiàn)場級
• 從現(xiàn)場級到公司管理層級的全面集成
• 采用無線移動通信，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的解決方案
• IT 技術(shù)的集成

全球潮流

許多年以來，分布式的解決方案在全球的重要性不斷增強(qiáng)。分布式工廠結(jié)構(gòu)可以減少安裝、維護(hù)和診斷成本。這需要智能化設(shè)備在現(xiàn)場運(yùn)作，并通過網(wǎng)絡(luò)彼此連接。若實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展安裝及連接不同的系統(tǒng)，開放性和靈活性十分重要。為此，多個國際委員為總線系統(tǒng)制定了許多標(biāo)準(zhǔn)。

1FW6 內(nèi)置扭矩電機(jī)水套冷卻，右側(cè)：集成冷卻

1FW6 內(nèi)置轉(zhuǎn)矩電機(jī)為液體冷卻、多極永磁交流同步電機(jī)，帶空心軸轉(zhuǎn)子。1FW6 電機(jī)作為內(nèi)置部件提供，交貨時使用運(yùn)輸固定裝置固定。若形成成套驅(qū)動單元，還需另加軸承和軸編碼器。

每個底座規(guī)格都有不同軸長。定子和轉(zhuǎn)子的每側(cè)中心面處都裝配有法蘭，以及用于機(jī)床安裝的螺紋孔。

應(yīng)注意，如果 1FW6 直接驅(qū)動電機(jī)（扭矩電機(jī)）用于機(jī)床或機(jī)械手中，可能需要美國專利許可（US5584621）以及相關(guān)的國際專利保護(hù)。

SIEMOSYN^® 1FU8 電機(jī)是一種磁鐵勵磁同步電機(jī)，具有一個用于異步自起動的鼠籠式繞組。這些電機(jī)可通過電網(wǎng)供電作為恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動裝置運(yùn)行，或通過變頻器供電作為可調(diào)速單電機(jī)或多電機(jī)驅(qū)動裝置運(yùn)行。

SIEMOSYN 1FU8 電機(jī)提供有 SIMOVERT^® MASTERDRIVES 或 SINAMICS^® 系列變頻器，或提供有 MICROMASTER^®變頻器。

電機(jī)的機(jī)械設(shè)計（尺寸、外殼、端板、軸尺寸等）與 1LA7 常規(guī)三相電機(jī)（IEC 標(biāo)準(zhǔn)）的設(shè)計完全相同。

這些電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速范圍高達(dá) 15000 min^-1。能夠在很大頻率/轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)獲得恒定驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。

• 它們無需使用轉(zhuǎn)速編碼器，因此不需要轉(zhuǎn)速編碼器反饋（部件/安裝/組裝/布線成本較低）。
• 單電機(jī)和多電機(jī)驅(qū)動器的轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確度與變頻器電源系統(tǒng)的頻率成正比。
• 多電機(jī)驅(qū)動裝置中的電機(jī)是同步運(yùn)轉(zhuǎn)的，沒有額外的電路開銷。
• 這一原理使轉(zhuǎn)子和勵磁損耗較低，具有可與其他電機(jī)相比的高效率，并且可節(jié)約運(yùn)行和電能成本。
• 在確定的頻率范圍內(nèi)具有恒定轉(zhuǎn)矩
• 在整個頻率范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速與負(fù)載無關(guān)
• 電磁制動，可在停轉(zhuǎn)時通過直流保持轉(zhuǎn)矩
• 防退磁的電機(jī)設(shè)計
• 高防護(hù)等級

SIEMOSYN 1FU8 電機(jī)一般可在對轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性要求較高并且需要同步運(yùn)行幾臺互連電機(jī)的場合使用。

不管是用作單電機(jī)驅(qū)動器還是多電機(jī)驅(qū)動器，它們均適用于這樣的應(yīng)用，即在較大頻率范圍內(nèi)嚴(yán)格遵守確定的速度關(guān)系的情況下，需要獲得與負(fù)載無關(guān)的轉(zhuǎn)速或同步運(yùn)轉(zhuǎn)，例如：

• 化學(xué)纖維工業(yè)（紡絲泵、導(dǎo)絲輪、主動輥）
• 紡織廠（拉伸盤）
• 軋機(jī)（輥道電機(jī)）
• 輸送系統(tǒng)（皮帶輸送機(jī)）
• 玻璃工業(yè)（帶式輸送機(jī)）

2SP1 ECS 電機(jī)主軸產(chǎn)品系列是一種結(jié)構(gòu)緊湊的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)主軸，可用于皮帶傳動主軸的替代品，既可用于粗加工，也可用于精加工。

2SP1 電機(jī)主軸包含有所有一根電機(jī)主軸的所有常規(guī)元素，例如刀具接口、刀具夾緊和松開機(jī)構(gòu)、主軸軸承（用于消除加工作用力）、水冷驅(qū)動電機(jī)、主軸箱以及用于分度和換刀監(jiān)控的傳感器。

電動主軸的直徑有兩種類型，分別是 200 mm (7.87 in) 和 250 mm (2SP125)，具有不同的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速梯度，以適配不同的銑床。 電機(jī)主軸和 SINAMICS S120 的性能水平配合的十分完美。

2SP1 電機(jī)電軸的整個產(chǎn)品系列為合作開發(fā)，并由 Weiss 主軸技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)。

與傳統(tǒng)的皮帶傳動解決方案相比，2SP1 電機(jī)主軸具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：

• 主軸解決方案結(jié)構(gòu)緊湊，并可全部安裝在主軸箱中
• 部件數(shù)量極少，易于安裝
• 與目前的皮帶傳動解決方案相比，屬于一種經(jīng)濟(jì)可行的標(biāo)準(zhǔn)解決方案
• 傳動系剛性好
• 大轉(zhuǎn)矩，高轉(zhuǎn)速，高切削效率，因此生產(chǎn)率高，非生產(chǎn)時間顯著減少
• 與常規(guī)皮帶傳動或齒輪傳動相比，轉(zhuǎn)速提高，調(diào)試時間縮短
• 經(jīng)濟(jì)的氣動刀具釋放機(jī)構(gòu)或任選快速動態(tài)刀具釋放機(jī)構(gòu)
• 源自西門子的遍布全球的一站式系統(tǒng)交付，包括主軸機(jī)構(gòu)
• 由于雙通道技術(shù)和具有可選鎖定能力的夾持組，使用 2SP210 更換刀具時間極短

2SP1 電機(jī)主軸的主要應(yīng)用領(lǐng)域是作為機(jī)床刀具行業(yè)車間的銑削機(jī)床和加工中心的主軸。

2SP120 電機(jī)主軸尤其適用于小轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速的輕金屬加工。

2SP125 電機(jī)主軸則以大轉(zhuǎn)矩見長。主要應(yīng)用于鋼件和鑄件加工。