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西門子CSM377交換機
 | 6GK7377-1AA00-0AA0 Compact 交換機模塊 CSM 377 連接 SIMATIC S7-300 和 多 3 個工業(yè)以太網(wǎng)的其他用戶 帶 10/100 Mbit/s 非網(wǎng)管型交換機， 4 RJ45 端口，外部 24V DC 電源 LED 診斷，S7-300 模塊， 包含電子設(shè)備手冊 保存在 CD 只讀光盤上 |
西門子將在2018年漢諾威工業(yè)博覽會（Hannover Messe）上通過呈現(xiàn)豐富的案例，*展示用戶如何通過實施數(shù)字化企業(yè)解決方案來充分挖掘工業(yè)4.0的潛力。西門子位于9號展廳的展位面積達3500平米，聚焦數(shù)字化企業(yè)解決方案在不同行業(yè)的全生命周期中的應(yīng)用。來自航空航天、汽車、食品飲料、電子和設(shè)備制造以及化工、纖維和石油天然氣等行業(yè)的諸多實例展示了不同行業(yè)不同規(guī)模的企業(yè)如何通過個性化的數(shù)字化解決方案提升競爭力，實現(xiàn)更高的靈活性、效率和質(zhì)量，并縮短產(chǎn)品上市時間。MindSphere 3.0版本、來自西門子、合作伙伴（如原始設(shè)備制造商）及用戶組織 MindSphere World的切實案例，將亮相700平米的MindSphere展廳。西門子還將展示生產(chǎn)商目前如何受益于工業(yè)增材制造，以及基于MindSphere對驅(qū)動數(shù)據(jù)進行評估的全新數(shù)字化平臺Sidrive IQ。另外，西門子展位還將以使用MindApps進行智慧能源管理為重點，展示面向工業(yè)企業(yè)和電力公司領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施項目的集成解決方案。
西門子還將展示當今的企業(yè)如何通過數(shù)字化解決方案增強競爭力，如在全價值鏈建立數(shù)字化雙胞胎，采用基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere，以及運用來自西門子的優(yōu)秀的自動化產(chǎn)品組合。在幾乎任何行業(yè)，價值鏈的集成和數(shù)字化都能帶來更高的靈活性、效率和質(zhì)量，從而獲得可持續(xù)的競爭優(yōu)勢，同時也在價值增值、創(chuàng)新商業(yè)模式和面向未來的合作方式方面提供了新的機遇。
西門子將在展會上展示MindSphere 3.0版本，該版本現(xiàn)已部署于亞馬遜 AWS（Amazon Web Services）云計算服務(wù)平臺。3.0版本具備更強大的開發(fā)環(huán)境，提供開放式編程接口（API/應(yīng)用程序編程接口），并新增分析功能和擴展連接功能。西門子還將在展會上介紹全新的用戶組織MindSphere World。該組織擁有18個創(chuàng)始成員，其目標是在擴展圍繞MindSphere的生態(tài)系統(tǒng)。
在離散工業(yè)充分利用數(shù)字化潛力
“依托數(shù)字化企業(yè)套件，我們能夠支持離散行業(yè)的產(chǎn)品制造商與設(shè)備制造商實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。”西門子股份公司數(shù)字化工廠集團*執(zhí)行官Jan Mrosik表示，“我們可以針對產(chǎn)品、生產(chǎn)和績效建立數(shù)字化雙胞胎，對其進行全面的虛擬仿真。通過利用從MindSphere中獲得的知識，我們能夠持續(xù)幫助客戶優(yōu)化其整個價值鏈。這不僅適用于不同行業(yè)和傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，也適用于增材制造等新技術(shù)。”增材制造也是西門子在本年度展會上的一個焦點。西門子是一一家涵蓋增材制造價值鏈各個環(huán)節(jié)的集成式軟件和硬件解決方案的供應(yīng)商。對用戶而言，這意味著整個數(shù)字化流程鏈都將整合在一個集成的軟件環(huán)境下。工程、仿真、產(chǎn)品制備和3D打印所需的工具都合并在一個集成系統(tǒng)中，并可通過標準化的用戶界面來訪問。這樣就不必進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，也避免了相關(guān)信息內(nèi)容丟失的可能。這使用戶能從單機的原型設(shè)計和小批量生產(chǎn)迅速轉(zhuǎn)化為*工業(yè)化的批量生產(chǎn)。
另外，西門子還將展示圍繞Simatic自動化系統(tǒng)的一系列新應(yīng)用。全新Simatic MindApps應(yīng)用程序如 Machine Monitor、Notifier和Performance Monitor是專為MindSphere而設(shè)計的特殊應(yīng)用，讓用戶可以充分利用云服務(wù)的優(yōu)勢并實現(xiàn)增值。Simatic MindApps從生產(chǎn)設(shè)備導(dǎo)出相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，將其處理成有意義的信息并顯示在儀表板上，或?qū)⑵溆米髦悄軋缶到y(tǒng)和消息顯示的基礎(chǔ)。為確保這些數(shù)據(jù)與其所服務(wù)的工廠和基礎(chǔ)設(shè)施一樣安全，Simatic MindApps采用了符合IEC 62443標準的“縱深防御”理念，以防范當前和未來的網(wǎng)絡(luò)威脅。
西門子將推出新一代軟起動器Sirius 3RW5，能滿足從簡單到復(fù)雜的驅(qū)動需求。該系列設(shè)備專為確保5.5-1,200 kW三相異步電機的平穩(wěn)啟動而設(shè)計，可用于以極其簡單、經(jīng)濟的方式實施高效的、面向未來的機器概念。
過程工業(yè)各行業(yè)進入數(shù)字化
“現(xiàn)在正是利用數(shù)字化潛力和優(yōu)勢來優(yōu)化過程工業(yè)整個價值鏈的時機。”西門子股份公司過程工業(yè)與驅(qū)動集團*執(zhí)行官Jürgen Brandes強調(diào)，這對新建（綠地）工廠與現(xiàn)有（棕地）工廠同樣適用。重要的*步是*地使用公司已有的靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)全生命周期各個環(huán)節(jié)的透明度，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)優(yōu)化。“得益于我們深厚的電氣化和自動化專業(yè)知識，我們支持不同企業(yè)實施相應(yīng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在每個案例中，我們的產(chǎn)品都根據(jù)客戶的增值和商業(yè)模式量身定制。”在此，西門子全新“數(shù)字化咨詢”理念能夠起到重要作用。這需要與客戶開展合作，理清整個價值鏈各個環(huán)節(jié)公司的數(shù)字化轉(zhuǎn)型范圍，并繪制數(shù)字化路線圖，包括計算所需的投資。
過程工廠的數(shù)字化雙胞胎在其中發(fā)揮著重要作用。數(shù)字化雙胞胎模型始于工程設(shè)計階段，并且通過工廠整個生命周期不同階段的數(shù)據(jù)獲得更新和豐富。對來自工廠現(xiàn)場層的過程數(shù)據(jù)及其他智能傳感器數(shù)據(jù)的持續(xù)分析，可帶來全新的透明度水平，從而實現(xiàn)過程維護和服務(wù)的顯著改善。數(shù)字化雙胞胎在工廠試車時也能帶來決定性的益處。在此，Simit仿真軟件9.1版本能以更簡單的方式結(jié)合虛擬工廠試車和用戶培訓，從而將實際試車速度加快60%，并將停機時間降至低——特別是在工廠轉(zhuǎn)型和升級過程中。
西門子在漢諾威工業(yè)博覽會上展示的另一項創(chuàng)新成果是Sidrive IQ，這是利用MindSphere評估驅(qū)動數(shù)據(jù)的一個全新數(shù)字化平臺。它能為工廠和設(shè)備用戶提供針對已安裝驅(qū)動系統(tǒng)的全新數(shù)據(jù)透明度，簡化機隊管理并優(yōu)化維修服務(wù)。對數(shù)據(jù)的連續(xù)分析可以節(jié)省時間并延長設(shè)備正常運行時間，譬如通過及早發(fā)現(xiàn)并糾正可能的錯誤根源的方式。這些益處使Sidrive IQ成為在整個生命周期各個環(huán)節(jié)提高驅(qū)動技術(shù)的效率和生產(chǎn)力的基礎(chǔ)。
時間敏感型聯(lián)網(wǎng)TSN是本次展示的另一個主題。即使在的網(wǎng)絡(luò)負載下，TSN也可以實現(xiàn)自動化設(shè)備之間更強大、可靠和標準化的以太網(wǎng)通信。Profinet網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施未來將會逐步升級，集成基本的TSN技術(shù)。作為實現(xiàn)這一目標的*步，西門子將展示基于TSN的OPC UA PubSub如何用在控制層級——以展會機器人模型為例。
智能能源管理
如果沒有穩(wěn)定的能源供應(yīng)，順暢的生產(chǎn)運行和不間斷的生產(chǎn)流程是不可想象的。工業(yè)對能源的需求日益增長，需要全新的能源解決方案—提高效率以降低能源成本，從而增強競爭力。漢諾威展會上西門子展位的亮點之一是無縫交互帶來的客戶受益，這些交互發(fā)生在安全可靠的能源供應(yīng)解決方案、具備通信功能的計量設(shè)備和復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析之間。這些交互帶來能源透明度，能源透明度對實現(xiàn)優(yōu)秀能源管理至關(guān)重要。西門子股份公司能源管理集團*執(zhí)行官Ralf Christian表示：“這還包括尋找更智能的方法，處理當今配電領(lǐng)域不斷增加的海量數(shù)據(jù)。利用數(shù)字化應(yīng)用，我們能為客戶提供智能分析工具，提高運營效率。”以西班牙汽車制造商Gestamp為案例，西門子將展示更高的能源透明度如何助力實現(xiàn)節(jié)能15%并使二氧化碳的排放顯著降低。收集的數(shù)據(jù)還將上傳到MindSphere。MindApp Energy Efficiency Analytics應(yīng)用程序可計算能源需求，根據(jù)實際情況給出減少負荷的并利用來自多個地點的實時耗能數(shù)據(jù)，幫助優(yōu)化工廠和生產(chǎn)流程，從而降低企業(yè)的總能耗。Ralf Christian解釋說，“在業(yè)界尋找降低生產(chǎn)成本的新方法方面，除優(yōu)化能源效率外，自發(fā)電變得越來越有吸引力。”在漢諾威展會上，西門子將展示公司如何消弭用電高峰，充分利用波動電價，并創(chuàng)造額外收入—譬如通過參與能源平衡市場的方式。需求響應(yīng)、電池儲能系統(tǒng)和微電網(wǎng)控制相關(guān)方面也納入在西門子的解決方案中。
除位于9號展廳的主展位外，西門子還與位于6號展廳的合作伙伴密切合作，展示PLM軟件組合。在27號展廳“綜合能源廣場”，來訪者將能了解整個綜合系統(tǒng)的工作原理，其中涉及能源生產(chǎn)、分配和儲能、能源需求等各個環(huán)節(jié)。在此背景下，西門子將展示電動汽車亮點：來訪者將能發(fā)現(xiàn)充電基礎(chǔ)設(shè)施的完整解決方案，并了解組件、充電管理系統(tǒng)和完整的端到端解決方案相關(guān)信息。
描述
S7-PLCSIM 支持以下通訊塊來實現(xiàn)兩個S7-400 CPU模塊間的通信：
- SFB8 "USEND"
- SFB9 "URCV"
- SFB12 "BSEND"
- SFB13 "BRCV"
- SFB15 "PUT"
- SFB14 "GET"
- SFB19 "START"
- SFB 20 "STOP"
- SFB 22 "STATUS"
- SFB 23 "USTATUS"
要求
- 需要S7-PLCSIM V5.4 SP3（或更高版本）。
- 在STEP 7（TIA Portal）中建立一個項目，對兩個S7-400 CPU進行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。
- 在模塊之間已經(jīng)組態(tài)了S7連接和通信連接。
- 在主動站S7-400 CPU的用戶程序中，調(diào)用“BSEND”指令來給被動站CPU發(fā)送數(shù)據(jù)。
- 在被動站S7-400CPU中調(diào)用“BRCV”指令來接收來自主動站S7-400 CPU的數(shù)據(jù)。
注意
本條目提供的項目包含兩個S7-400 CPU的組態(tài)和連接組態(tài)以及用戶程序。
以下步驟列出了如何使用PLCSIM仿真通訊。下載附件中的STEP 7（TIA Portal）項目包含了兩個S7-400站通過工業(yè)以太網(wǎng)通信 。
Station_1中的OB1包含計數(shù)器的程序，將其輸出值傳送到Station_2。
- 在項目導(dǎo)航中選中“Station_1”并打開S7-PLCSIM，可以通過菜單命令“Online > Simulation > Start”或者菜單欄的“Start simulation” 圖標打開。實例編號為“S7-PLCSIM1”的*個仿真CPU的對話框被打開。
- 如果是*仿真這個項目，就會打開“Extended download to device”對話框。在“PG/PC Interface”中選擇如圖1所示的設(shè)置，并單擊“Start search”。
圖. 1
- 當在線連接已經(jīng)建立時，單擊“Load”按鈕。
- 然后，在打開的“Load preview”對話框中，繼續(xù)單擊“Load”按鈕。
- 在S7-PLCSIM 中使用“Add”菜單來加載子窗口“Input”和“Counter”，用來監(jiān)視和控制程序。對于“Station_1”需要“EB2”和“Z1”。
- 在S7-PLCSIM1的“CPU”子窗口中，將運行模式從“STOP”切換到“RUN-P”。
西門子CSM377交換機
圖. 2
- 選中項目導(dǎo)航中的“Station_2”并重復(fù)步驟1來打開第二個“S7-PLCSIM2”實例。
- 在“Load preview”對話框中單擊“Load”按鈕。
- 與步驟5相同，給實例“S7-PLCSIM2”添加“Output”。對于“Station_2”需要“AW1”。
- 在S7-PLCSIM2中的“CPU”子窗口中，將運行模式從“STOP”切換到“RUN-P”。
圖. 3
- 在S7-PLCSIM1（仿真Station 1）中，EB2控制計數(shù)器Z1并將計數(shù)值傳送到S7-PLCSIM2 （仿真Station 2）中的AW1。
- E2.0: 自動向上計數(shù)的時鐘標記
- E2.1:向上計數(shù)
- E2.2: 向下計數(shù)
- E2.3: 計數(shù)器的預(yù)設(shè)值
- E2.4: 復(fù)位計數(shù)器
問題3：S7-200 CPU內(nèi)的程序是否具有掉電保持特性？
回答：S7-200 CPU內(nèi)的程序塊下載時，會同時下載到EEPROM中，也就是說程序下載后，將保持。同樣，系統(tǒng)塊和數(shù)據(jù)塊下載時，也會同時下載到EEPROM中。
問題4：S7-200 CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)的掉電保持特性？
回答：S7-200系統(tǒng)手冊第四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存儲數(shù)據(jù)”一節(jié)詳細介紹了S7-200 CPU內(nèi)數(shù)據(jù)的掉電保持特性，建議用戶仔細閱讀。
S7-200 CPU內(nèi)的數(shù)據(jù)分為RAM區(qū)和EEPROM區(qū)。
其中，RAM區(qū)數(shù)據(jù)需要CPU內(nèi)置的超級電容或者外插電池卡才能實現(xiàn)掉電保持特性。
對于CPU221和CPU222的內(nèi)置超級電容，能提供典型值約50小時的數(shù)據(jù)保持。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的內(nèi)置超級電容，能提供典型值約100小時的數(shù)據(jù)保持。
超級電容需要在CPU上電時充電。為達到上述指標的數(shù)據(jù)保持時間，需要連續(xù)充電至少24小時。
當該時間不夠時，可以購買電池卡，以獲得更長時間的數(shù)據(jù)保持時間。
EEPROM區(qū)能實現(xiàn)數(shù)據(jù)保持，不依靠超級電容或者電池就可以保持數(shù)據(jù)。
問題5：S7-200 CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)的工作順序？
回答：S7-200 CPU一上電后，CPU先去檢查RAM區(qū)域中的數(shù)據(jù)，如果在超級電容或者電池有電的情況下，數(shù)據(jù)并未丟失，則使用該RAM區(qū)的數(shù)據(jù)；如果超級電容或者電池沒電了，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，則CPU去讀EEPROM中相應(yīng)的區(qū)域(包含數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)定義內(nèi)容)，如果在EEPROM中存有保持的數(shù)據(jù)，則CPU將EEPROM中的數(shù)據(jù)寫回到RAM區(qū)中，再進行下面的工作。
如果EEPROM中也沒有對應(yīng)存儲區(qū)的數(shù)據(jù)了，則該存儲區(qū)的數(shù)據(jù)將變成0。
問題6：S7-200 CPU電池卡的使用注意事項？
回答：新版S7-200 CPU電池卡有兩種型號。
對于CPU221和CPU222，由于其中沒有實時時鐘，則對應(yīng)的為時鐘電池卡，訂貨號為：6ES7297--1AA23--0XA0。
對于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226，電池卡僅提供電池功能，訂貨號為：6ES7 291--8BA20--0XA0，該款電池卡型號又叫做BC293。
電池卡的壽命典型值約為200天，當插上電池卡后，如果CPU處于工作狀態(tài)或者超級電容有電的情況下，并不消耗電池卡的電量。當電池卡的電量消耗完畢之后，該電池卡就報廢了。
S7-200電池卡不能充電，使用完畢就不能再用了，只能購買新的電池卡了。
S7-200沒有檢測電池卡內(nèi)剩余電量的狀態(tài)位和這種功能。
新版S7-200 CPU電池卡不能用于老CPU，即訂貨號為6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。
圖1
以上為兩種電池卡以及所在插槽位置。
電池卡的使用完整限制條件，請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》附錄A 技術(shù)規(guī)范—可選卡件一節(jié)。
問題7：S7-200 CPU內(nèi)EEPROM的使用方法？
回答：EEPROM的寫入分為如下幾種情況：
1、MB0—MB13的設(shè)置，只需要在系統(tǒng)塊—斷電數(shù)據(jù)保持中設(shè)置即可。
默認情況下，系統(tǒng)塊設(shè)置如下圖藍框中所示，即MB14—MB31，這些區(qū)域沒有對應(yīng)的EEPROM區(qū)域，無須考慮EEPROM寫入次數(shù)限制。
圖2
MB0—MB13如果在系統(tǒng)塊中設(shè)置成掉電保持區(qū)域，如圖2紅框中所示，并將系統(tǒng)塊下載到CPU之后，則這14個字節(jié)的數(shù)據(jù)在掉電的瞬間會將數(shù)值寫入EEPROM中，如果掉電時間超過超級電容和電池的保持時間之后，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數(shù)據(jù)數(shù)值寫回到RAM中對應(yīng)的存儲區(qū)，實現(xiàn)保持數(shù)據(jù)的目的。
注意：實現(xiàn)該功能一定要將修改過的系統(tǒng)塊下載到CPU中。
2、數(shù)據(jù)塊中定義的數(shù)據(jù)，如圖3所示，當下載數(shù)據(jù)塊的時候，同時會將定義的數(shù)據(jù)下載到EEPROM中，這樣，當?shù)綦姇r間超過超級電容和電池的保持時間之后，再上電時，CPU會將EEPROM中存儲的數(shù)據(jù)塊中定義的數(shù)據(jù)數(shù)值寫回到RAM中對應(yīng)的存儲區(qū)，實現(xiàn)保持數(shù)據(jù)的目的。也就是恢復(fù)成數(shù)據(jù)的初始設(shè)置值。
注意：實現(xiàn)該功能一定要將定義好數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊下載到CPU中。
圖3
3、使用SMB31和SMW32控制字來實現(xiàn)將V區(qū)的數(shù)據(jù)存到EEPROM中
特殊存儲器字節(jié)31 (SMB31)命令S7-200將V存儲區(qū)中的某個值復(fù)制到存儲器的V存儲區(qū)，置位SM31.7提供了初始化存儲操作的命令。特殊存儲器字32 (SMW32)中存儲所要復(fù)制數(shù)據(jù)的地址。如圖4為S7-200系統(tǒng)手冊內(nèi)關(guān)于SMB31和SMW32的使用說明。
圖4
采用下列步驟來保存或者寫入V存儲區(qū)中的一個特定數(shù)值：
1. 將要保存的V存儲器的地址裝載到SMW32中。
2. 將數(shù)據(jù)長度裝載入SM31.0和SM31.1。具體含義如圖4所示。
3. 將SM31.7置為1。
圖5
注意：如果在數(shù)據(jù)塊中定義了某地址的數(shù)據(jù)，而又使用這種辦法存儲同樣地址的數(shù)據(jù)，則當CPU內(nèi)超級電容或電池沒電時，CPU再上電時將采用SMB31和SMW32存儲的數(shù)據(jù)。
問題8：EEPROM寫入次數(shù)的統(tǒng)計？
回答：每次下載程序塊/數(shù)據(jù)塊/系統(tǒng)塊或者執(zhí)行一次SMB31.7置位的操作都算作對EEPROM的一次寫操作，所以請注意在程序中一定不要每周期都調(diào)用SMB31/SMW32用于將數(shù)據(jù)寫入EEPROM內(nèi)，否則CPU將很快報廢。
問題9：不使用數(shù)據(jù)塊的方法，如何在程序中實現(xiàn)不止一個V區(qū)數(shù)據(jù)的存儲？
回答：由于SMB31/SMW32一次多只能送入一個V區(qū)雙字給EEPROM區(qū)域，因而當有超過一個雙字的數(shù)據(jù)需要送入EEPROM中時，需要程序配合實現(xiàn)。具體操作方法可參照如下的例子，即使用SMB31/SMW32送完一個數(shù)據(jù)（字節(jié)/字/雙字）之后，通過一個標志位（如M0.0）來觸發(fā)下一個SMB31/SMW32操作，之后需要將上一個標志位清零，以用于下一次的存儲數(shù)據(jù)的操作。
由于SM31.7在每次操作結(jié)束之后都自動復(fù)位，因而不能使用它作為第二次觸發(fā)操作的條件。
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