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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)功能進行一致性擴展。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)進行的傳感器或執(zhí)行器參數(shù)化進行調(diào)整，無需對各個設(shè)備進行單獨設(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

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)進行預(yù)設(shè)置
• 可對設(shè)置數(shù)據(jù)進行編輯與示教，因此傳感器/執(zhí)行器的參數(shù)化十分靈活

操作和維護

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
• 維護工作得到簡化，維護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)機器進行遠(yuǎn)程診斷從而降低了維護成本
• 易于訪問難于接觸的裝置，無需復(fù)雜連線

CPU 1510SP-1 PN 是經(jīng)濟型入門級 CPU，用于不連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)中對處理速度和響應(yīng)速度要求不高的應(yīng)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(shè)備）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的設(shè)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?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-1 PN 可實現(xiàn)在本地對過程數(shù)據(jù)進行分布式預(yù)處理，并且僅將實際需要的信息傳輸?shù)缴衔豢刂破?。這樣做有以下優(yōu)勢：

• 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)測試并進行平行調(diào)試，設(shè)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(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)化 PLC-open 塊 提供連接至驅(qū)動器的能力。

CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡裝到 DIN 導(dǎo)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(yīng)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(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，用于熱轉(zhuǎn)印打印機
  • 標(biāo)簽紙 (280 g/m²)，規(guī)格 DIN A4，每張 100 個標(biāo)簽條，適用于激光打印機
• ET 200SP CPU 可帶有一個參考 ID 標(biāo)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(fù)荷的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)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(shè)備上承受較高機械和/或 EMC 負(fù)荷的機械設(shè)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(yīng)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(wǎng)絡(luò)接口：
    每個 CPU 均配備 PROFINET IO IRT (3 端口交換機) 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)的塊可自動控制參數(shù)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)進行同步
• 集成安全功能
  • 通過密碼進行知識保護，防止未經(jīng)許可證讀取和修改程序塊
  • 通過復(fù)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(quán)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(shè)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(shè)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(jié)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