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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(gè)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(bào)告和顯示消息，因此停產(chǎn)時(shí)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(jì)。
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(jì)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(shí)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(jì)、實(shí)時(shí)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(shí)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(gè)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

各種性能級別的 CPU 可用于 SIMATIC S7-300。除標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 外，還可以使用緊湊型 CPU。
還提供了 T-CPU 和故障安全 CPU。

提供了以下標(biāo)準(zhǔn) CPU

• CPU 312，用于小型工廠
• CPU 314，用于對程序量和指令處理速率有額外要求的工廠
• CPU 315-2 DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠
• CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319-3 PN/DP，用于具有極大容量程序量何組網(wǎng)能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
  

提供有以下緊湊型 CPU：

• CPU 312C，具有集成數(shù)字量 I/O 以及集成計(jì)數(shù)功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 PtP，具有集成數(shù)字量 I/O 、2個(gè)串口和集成計(jì)數(shù)功能的緊湊型 CPU
• CPU 313C-2 DP，具有集成數(shù)字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成計(jì)數(shù)功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PtP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 、2個(gè)串口和集成計(jì)數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 DP，具有集成數(shù)字量和模擬量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成計(jì)數(shù)、定位功能的緊湊型 CPU
• CPU 314C-2 PN/DP 帶有集成數(shù)字量和模擬量 I/O 和集成計(jì)數(shù)和定位功能的緊湊型 CPU， 
  可通過 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO 實(shí)現(xiàn)分布式拓?fù)洌?br /> 可在作為 PROFINET 上基于組件的自動化 (CBA) 中的分布式智能設(shè)備
  

提供了以下技術(shù) CPU

• CPU 315T-3 PN/DP 適用于在程序范圍和分布式組態(tài)方面具有中等/較高要求的裝置，這些裝置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO，并且需要對多 8 個(gè)軸執(zhí)行可調(diào)節(jié)運(yùn)動控制。
• CPU 317T-3 PN/DP 適用于在程序范圍和分布式組態(tài)方面具有較高要求的裝置，這些裝置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO，還需要對多 32 個(gè)軸執(zhí)行可調(diào)節(jié)運(yùn)動控制。
• CPU 317TF-3 PN/DP 適用于在程序范圍和分布式組態(tài)方面具有較高要求的裝置，這些裝置需要采用 PROFIBUS DP 和 PROFINET IO，需要有安全功能并對多 32 個(gè)軸執(zhí)行可調(diào)節(jié)運(yùn)動控制。

提供有以下故障安全型 CPU：

• CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 進(jìn)行分布式組態(tài)、對程序量有中/高要求的故障安全型工廠
• CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大規(guī)模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全工廠
• CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)
• CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO進(jìn)行分布式組態(tài)的故障安全型工廠，在PROFInet上實(shí)現(xiàn)基于組件的自動化中實(shí)現(xiàn)分布式智能系統(tǒng)

所有 CPU 均具有堅(jiān)固、緊湊的塑料機(jī)殼。在前面板上的部件有：

• 狀態(tài)和故障 LED
• 模式選擇開關(guān)
• MPI 端口

CPU 還具有以下配置：

• SIMATIC 微型存儲卡（MMC 卡）插槽；
  MMC 卡替代集成的裝載存儲器，因此是操作必備品。
• 使用前連接器連接到集成的 I/O 端口（僅限緊湊型 CPU）
• 連接 PROFIBUS 總線(僅限于DP型CPU)
• RS 422/485 的連接（僅 PtP CPU）
• 連接 PROFINET(僅限于PN型CPU)

SIMATIC S7-300 CPU 具有高性能、所需空間小以及小的維護(hù)成本，因此提高了性價(jià)比。

• 高處理速度；
  例如，在 CPU 315-2 DP 中，位運(yùn)算時(shí)，0.05 μs；浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，0.45 μs，
  在 CPU 319-3 PN/DP 中，位運(yùn)算時(shí)，0.004 μs；浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，0.04 μs
• 擴(kuò)展數(shù)量
• 作為裝載存儲器的 SIMATIC 微型存儲卡（MMC）：
  可在微型存儲卡中存儲一個(gè)完整的項(xiàng)目，包括符號和注釋。RUN 模式下也可以進(jìn)行讀/寫操作。這樣可以降低成本
• 無需電池即可在 MMC 上備份 RAM 數(shù)據(jù)
  

編程

使用STEP7中的 LAD、FBD STL 對 CPU 進(jìn)行編程。可以使用下列編程工具：STEP 7 Basis 和 STEP 7 Professional。

可以運(yùn)行 CPU 314 的工程與組態(tài)工具（例如，S7-GRAPH、S7-HiGraph、SCL、CFC 或 SFC）。

標(biāo)準(zhǔn)型CPU

對標(biāo)準(zhǔn)型 CPU 進(jìn)行編程時(shí)需要 STEP 7 V5.2+SP1 以上的軟件。

緊湊型 CPU

對緊湊型 CPU 進(jìn)行編程時(shí)需要 STEP 7 V5.3+SP2 以上的軟件。老版本的STEP 7需要升級。