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西門子全新Simatic S7-1500 冗余控制器以高可用性為工廠保駕護航
憑借高可用性防止數(shù)據(jù)丟失，避免停機
采用透明化編程的PROFINET冗余控制系統(tǒng)
Simatic 誕生60周年進一步豐富全集成自動化產(chǎn)品家族
盡可能地降低工廠出現(xiàn)故障或意外停機的可能性，以提高工廠效率，已經(jīng)成為生產(chǎn)企業(yè)的主要訴求。為此，西門子開發(fā)出全新Simatic S7-1500 R/H系列冗余控制系統(tǒng)。基于標準型 Simatic S7-1500 CPU，Simatic S7-1500 R/H采用透明化編程方式，使用TIA Portal STEP 7 編程語言進行編程，把程序從標準系統(tǒng)遷移到冗余系統(tǒng)，無需額外工作。Simatic S7-1500 R/H憑借其高可用性，能夠有效防止數(shù)據(jù)丟失以及避免停機。此外，該系列控制系統(tǒng)采用PROFINET系統(tǒng)冗余的方式，可以充分利用PROFINET的高效、靈活、高性能的特點。
全新Simatic S7-1500 冗余控制器涵蓋三種CPU，分別為CPU1513R、 CPU1515R和CPU1517H。其中，CPU1513R 和 CPU1515R適合中小型項目應(yīng)用。如果一個CPU失效 ，備用CPU將自動接管程序控制工作，程序可以快速恢復運行，以防止數(shù)據(jù)丟失。此外，基于PROFINET系統(tǒng)冗余的通訊方式還可以提高設(shè)備的可用性。支持Profinet S2冗余功能的現(xiàn)場設(shè)備（例如ET 200SP/MP）通過PROFINET連接到冗余CPU，從而構(gòu)成PROFINET冗余通訊，即使發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷，現(xiàn)場設(shè)備也能繼續(xù)工作。具有相似的功能特性的CPU1517H性能更強，適合大型項目應(yīng)用。該系列CPU帶有專門的光纖同步模塊，可以實現(xiàn)快速、平滑的切換。未來，CPU1517H還將開發(fā)支持PROFINET冗余網(wǎng)絡(luò)。
Simatic S7-1500 R/H能夠大限度地降低生產(chǎn)故障機率。例如，在生產(chǎn)、能源、供水系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、機場助航照明、編組站系統(tǒng)等領(lǐng)域，能夠有效避免控制器故障引起的停機；在行李處理、高架倉庫、跟蹤和追溯等領(lǐng)域，能夠避免因工廠故障造成數(shù)據(jù)丟失而導致的高昂重啟成本；在污水處理廠、隧道、船閘、樓宇系統(tǒng)等領(lǐng)域，即使沒有監(jiān)督和維修人員也能保障正常運行。
西門子Simatic系列可編程邏輯控制器（PLC）誕生于1958年，經(jīng)過60年的發(fā)展和創(chuàng)新，從早的S3系列發(fā)展到如今的S7系列，已成為工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的可編程控制器。
《一》軟冗余的原理和系統(tǒng)配置要求能夠?qū)崿F(xiàn)軟冗余功能的CPU有具體的要求，在S7-300中，315-2DP型（包括313C-2DP、314C-2DP）以上的CPU才能支持，所有的S7-400 CPU都支持軟冗余。主、備系統(tǒng)的CPU型號可以不同，如其中一套系統(tǒng)采用S7-400系列，另一套系統(tǒng)采用S7-300系列。數(shù)據(jù)同步可以通過MPI、PROFIBUS、Ethernet三種不同的網(wǎng)絡(luò)方式。需要兩套系統(tǒng)共同控制的I/O信號需要采用ET200M從站采集，由于要接入兩套CPU中，因此ET200M要選用冗余的IM153-2接口模塊，并且采用有源總線模塊。軟件需要安裝軟冗余軟件包，只有安裝了軟件冗余包STEP7中才會出現(xiàn)冗余功能庫。《二》軟冗余系統(tǒng)的編程調(diào)試和故障診斷STEP7中的冗余軟件包包含了多個功能塊，每個功能塊都有特定的功能和調(diào)用方法，而且不同程序庫中的功能塊應(yīng)用的場合不同，使用時需要加以區(qū)分。由于是通過軟件程序來實現(xiàn)冗余，因此軟冗余系統(tǒng)在編程調(diào)試時有些特點要注意。如在OB100中初始化程序塊FC100，定義系統(tǒng)運行的參數(shù)要正確，冗余輸出映像區(qū)地址要連續(xù)。修改系統(tǒng)參數(shù)后要對CPU進行復位，重新下載全部項目到PLC?！度奋浫哂嘞到y(tǒng)與其他系統(tǒng)連接軟冗余系統(tǒng)在實際應(yīng)用中還會涉及到與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信、連接上位監(jiān)控軟件WinCC時如何建立冗余鏈接等情況。西門子S7-400PLC，SIMATICS7-400PLC的主要特色為：*的處理速度、強大的通訊性能和的CPU資源裕量。??S7-400系列plc中功能分級的CPU以及種類齊全的模板，總能為其自動化任務(wù)找到的解決方案，實現(xiàn)分布式系統(tǒng)和擴展通訊能力都很簡便，組成系統(tǒng)靈活自如，用戶友好性強，操作簡單，免風扇設(shè)計。隨著應(yīng)用的擴大，系統(tǒng)擴展無任何問題。S7-400PLC采用模塊化無風扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的系統(tǒng)。當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或升級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足需要。
說明
S7-300 CPU 的六個性能等級
現(xiàn)有性能范圍極寬的分級 CPU 系列，可用于組態(tài)控制器。
產(chǎn)品范圍包括 7 種標準的 CPU、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。
現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm
SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣踊O(shè)計的一部分，是銷量大的控制器。
設(shè)計和功能
桌面 CPU 創(chuàng)新
設(shè)計
S7-300 可以實現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài)。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉(zhuǎn)到位。
這樣就實現(xiàn)了堅固而且具有 EMC 兼容性的設(shè)計。
隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進行擴展。S7-300 系列豐富的產(chǎn)品既可以用于集中擴展，也可用于構(gòu)建帶有 ET 200M 的分布式結(jié)構(gòu)；因此實現(xiàn)了經(jīng)濟高效的備件控制。
擴展選件
如果自動化任務(wù)需要超過 8 個模塊，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴展裝置 (EU) 擴展。中心架上多可以有 32 個模塊，每個擴展裝置上多 8 個。接口模塊 (IM) 可以同時處理各個機架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（長 10m）。
在單層結(jié)構(gòu)中，這可以實現(xiàn) 256 個 I/O 的大組態(tài)，在多層結(jié)構(gòu)中多可以達到 1024 個 I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中，可以有 65536 個 I/O 連接（多 125 個站點，如通過 IM153 連接的 ET200M）。插槽可自由編址，因此無需插槽規(guī)則。
S7-300 模塊種類豐富，還可以用在分布式自動化解決方案中。
與 S7-300 具有相同結(jié)構(gòu)的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。
優(yōu)點
由于具有高處理速度，CPU 可以實現(xiàn)非常短的機器循環(huán)時間。
S7-300 系列 CPU 可以為各種應(yīng)用提供合適的解決方案，客戶只需為特定任務(wù)實際需要的性能付款
S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則
現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實現(xiàn)分布式組態(tài)。
集成的 PROFINET 接口可以實現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡(luò)化，與其它運行管理等級方便的進行數(shù)據(jù)交換
模塊寬度窄，可以實現(xiàn)緊湊式的模塊設(shè)計或者小型控制柜。
能夠把強大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護設(shè)計集成在一起，從而避免附加投資。
應(yīng)用范圍
在*個實例中，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案，特別是用于汽車工業(yè)，一般機械工程，特別是特殊機械制造和機器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM)，以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程
作為一種多用的自動化系統(tǒng)，S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計以實現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的理想解決方案。
對于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅固性的應(yīng)用。
特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：
汽車工業(yè)
通用機械工程
特殊機器制造
系列機械工程，OEM
塑料加工
包裝行業(yè)
食品和飲料工業(yè)
加工工程
快速計數(shù)/fairs，可以直接訪問硬件計數(shù)器
簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器
帶有集成功能塊的 PID-Regulation
西門子憑借全新軟硬件擴大了Simatic RTU3000C系列遠程控制單元的用途：全新Simatic RTU3031C（遠程終端單元/RTU）集成GPS功能，可將設(shè)定值與實際位置進行比較。這使其不僅適用于靜態(tài)應(yīng)用，如監(jiān)測給排水行業(yè)中的分布式測量點，而且適用于需要定位功能的移動應(yīng)用。譬如，這包括對浮動導航標志的位置監(jiān)控或集裝箱跟蹤等。此外，西門子推出讓用戶可將多達八個額外的傳感器連接到遠程控制單元的擴展板。支持該產(chǎn)品系列的新固件也為用戶帶來諸多新功能，如連接到冗余控制中心和支持對過程值進行統(tǒng)計評估的新功能塊等。
堅固耐用的緊湊型Simatic RTU3000C遠程控制單元是能源自給自足型低功耗單元，可在無外部供電的情況下正常工作。它們可采用冗余供電方式，如使用多達六個電池模塊或太陽能電池板充電電池。它們還可以在惡劣的環(huán)境條件下使用，如-40°C至+ 70°C的溫度下或在洪水中使用（IP68防護等級）。通過推出Simatic RTU3031C，西門子壯大了產(chǎn)品陣容，新款RTU可連接GPS天線并通過GPS信號提供定位和時間同步功能。因此，用戶可以監(jiān)控諸如填充液位、液位和流量，以及遠程甚至移動測量點的壓力和溫度等過程數(shù)據(jù)。RTU3031C具有集成的UMTS調(diào)制解調(diào)器，收集的數(shù)據(jù)會通過UMTS調(diào)制解調(diào)器以一種時間導向或事件導向的方式發(fā)送到控制中心。與RTU3000C系列中的所有遠程控制單元一樣，RTU3031C不僅支持通過遠程控制協(xié)議（IEC 60870、DNP3、Sinaut ST7和TeleControl Basic）連接到控制中心，還可用作數(shù)據(jù)記錄器。此外，測得的所有過程值均可存儲于內(nèi)部存儲器或SD卡，如有需要，可通過基于Web的管理系統(tǒng)遠程讀取，或通過安全文件傳輸方式或電子郵件發(fā)送給合作伙伴。集成的輸入和輸出端口支持直接連接傳感器。它是該產(chǎn)品系列中一一款提供被稱為高速固態(tài)繼電器端口的四個額外數(shù)字輸出端口（DQ），以及標準的四個模擬輸入端口（AI）、數(shù)字輸入端口（DI）和四個DQ的產(chǎn)品。
面向RTU3000C系列的全新擴展板支持通過Modbus RTU連接八個額外的傳感器。它可以與該產(chǎn)品系列的所有型號配合使用，如支持Sitrans FM MAG8000，用于流量測量。這可使希望利用來自傳感器的額外信息（如診斷信息）的不同行業(yè)的用戶從中受益。
全新V3固件實現(xiàn)大量改進，如連接到支持冗余IEC 60870主站的控制中心、基于web的管理和用戶管理的擴展、通過DNP3的WAN連接，以及沒有Open的IEC 60870支持通過已由提供商加密的連接（APN） 操作RTU3030C或RTU3031C，等等。此外，用戶可以使用支持統(tǒng)計功能的新功能塊、用于精確控制周期信號的脈沖序列輸出以及模塊操作狀態(tài)管
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