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產(chǎn)品概述

概述

SIMATIC Safety 故障安全系統(tǒng)

SIMATIC Safety 故障安全系統(tǒng)不但可以在機(jī)器和人員保護(hù)方面（例如，對(duì)機(jī)床和加工機(jī)械的

急停設(shè)備）進(jìn)行相應(yīng)的安全保護(hù)，在過程工業(yè)（例如，對(duì)儀表和控制以及燃燒器的安全設(shè)備進(jìn)

行安全防護(hù)）領(lǐng)域也可進(jìn)行各種安全防護(hù)。

警告

SIMATIC Safety F 系統(tǒng)用于控制具有安全狀態(tài)的過程，可通過停機(jī)立即達(dá)到該狀態(tài)。

SIMATIC Safety 只能用于控制立即關(guān)閉不會(huì)造成人身傷害或環(huán)境損害的過程。

在實(shí)現(xiàn)安全應(yīng)用（包括創(chuàng)建安全相關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)）時(shí)，必須考慮與應(yīng)用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、指令和準(zhǔn)

則。特別是，包括描述軟件創(chuàng)建過程的標(biāo)準(zhǔn)（例如， IEC 61508-3 或 ISO 13849-1）。

(S062)

可達(dá)到的安全要求

SIMATIC Safety F 系統(tǒng)可滿足以下安全要求：

● 符合 IEC 61508:2010 的安全完整性等級(jí) SIL3

● 符合 ISO 13849-1:2015 或 EN ISO 13849-1:2015 的性能等級(jí) (PL) e 和類別 4

SIMATIC Safety 的安全功能原理

通常，通過軟件中的安全功能確保功能安全。SIMATIC Safety 系統(tǒng)通過執(zhí)行安全功能，確保

在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入安全狀態(tài)或保持為安全狀態(tài)。安全功能主要包含在以下組件中：

● F-CPU 中安全相關(guān)的用戶程序（安全程序）中

● 故障安全輸入和輸出 (F-I/O) 中

F-I/O 可確?，F(xiàn)場(chǎng)信息的安全處理（傳感器：如，急停按鈕、光柵以及用于電機(jī)控制的執(zhí)行器

等）。根據(jù)安全完整性等級(jí)的要求，這些傳感器中配備有進(jìn)行安全處理所需的各種硬件和軟件

組件。用戶僅需對(duì)用戶安全功能進(jìn)行編程。過程的安全功能則可通過用戶安全功能或故障響應(yīng)

功能實(shí)現(xiàn)。發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，如果 F 系統(tǒng)無法再執(zhí)行實(shí)際的用戶安全功能，則將執(zhí)行故障響應(yīng)功

能，例如，關(guān)斷相關(guān)輸出并在必要時(shí)將 F-CPU 切換為 STOP 模式。

用戶安全功能和故障響應(yīng)功能的示例

如果壓力過大，則 F 系統(tǒng)將打開閥門（用戶安全功能）。F-CPU 中發(fā)生危險(xiǎn)故障時(shí)，將取消

激活所有輸出（故障響應(yīng)功能），并打開閥門，從而使其它執(zhí)行器也處于安全狀態(tài)。而對(duì)于非

故障 F 系統(tǒng)，則將只打開閥門。

西門子Dp接頭的接線方法：
1、電纜接法
PROFIBUS電纜很簡(jiǎn)單的,就只有兩根線在里面, -根紅的一根綠的,然后外面有層。接線的時(shí)候,
要把層接好,不能和里面的電線接觸到。要分清楚進(jìn)去的和出去的線分別是個(gè),假如是- -串的,就
是一根總線下去,中間不斷地接入分站,西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明這個(gè)是很常用的方法。在總線的兩頭的兩個(gè)接頭,線都要接在進(jìn)
去的那個(gè)孔里,不能是出的那個(gè)孔,然后這兩個(gè)兩頭的接頭,要把它們的開關(guān)置為ON狀態(tài),這時(shí)候就只
有進(jìn)去的那個(gè)接線是通的,而出去的那個(gè)接線是斷的。其余中間的接頭,都置為OFF ,它們的進(jìn)出兩個(gè)接
線都是通的(記憶方法: ON表示接入終端電阻,以兩端的接頭撥至ON ; OFF表示斷開終端電阻,以
中間的接頭要撥至OFF )。
西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明
2、電纜的測(cè)量
接好了線以后呢,還要用萬用表量一量, 看這個(gè)線是不是通的。假如你這根線上只有一個(gè)接頭,你量它的
收發(fā)兩個(gè)針上面的電阻值,如果是220歐姆,那么就是對(duì)的,假如你這根線已經(jīng)做好了,連了- -串的接
口,你就要從一端開始逐個(gè)檢查了。個(gè)單獨(dú)接線的接口,是ON狀態(tài),然后你把鄰近的 個(gè)接口的
開關(guān)也置為ON ,那么這個(gè)接口以后的部分就斷了。西門子總線電纜接頭6ES7392-1AJ00-0AA0參數(shù)及規(guī)格說明現(xiàn)在測(cè)*邊上,就是單線接的那個(gè)接口,之后的測(cè)量
也-直都是測(cè)這個(gè)接口, 測(cè)它的收發(fā)兩個(gè)針,和剛才- -樣,假如電阻是110歐姆(被并聯(lián)了),那么這段
線路就是通的,然后把中間剛才那個(gè)改動(dòng)為ON的接口改回到OFF ,然后是下一一個(gè)接口改為N....就這么
測(cè)下去,如果個(gè)的電阻不是110歐姆了, 就是那一段的線路出問題了。
西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明
3、常見故障
(1)終端DP頭接線錯(cuò)誤,或終端電阻設(shè)置錯(cuò)誤。
(2) DP頭接線不牢,接完線用上面的方法測(cè)試一遍。
(3)硬件配置和從站號(hào)設(shè)置問題。

帶編程口的DP總線連接器只是一個(gè)帶編程端口接頭，即可以當(dāng)普通標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接頭用于DP從站之間的連接頭，更多的是用于安裝在PLC的MPI端口，用于上載、程序和監(jiān)控PLC等。打開你的硬件組態(tài)界面，西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明雙擊相應(yīng)的CPU，出現(xiàn)其屬性界面，在子項(xiàng)Communication通信）中，PLC操作系統(tǒng)自動(dòng)為PG或PC保留了一個(gè)連接資源，可以在任何時(shí)候連接到PLC的MPI接口，而不影響網(wǎng)絡(luò)通信西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明

西門子PLC通訊模塊MPI與DP接口的區(qū)別？西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明

MPI是多點(diǎn)接口的簡(jiǎn)稱！MPI是不需要軟件支持的！它在PLC只能實(shí)現(xiàn)少量的數(shù)據(jù)交換！MPI的物理層是RS-485。MPI和DP都是PROFIBUS,底層都是485，只是MPI不開放，DP開放。MPI是上位機(jī)，電腦編程，柜子和柜子之間使用的，PROFIBUS DP..這是西門子的現(xiàn)場(chǎng)總線?！，F(xiàn)場(chǎng)I/O模塊用的！新手想學(xué)的話給你一本書《深入淺出西門子S7-300PLC》PROFIBUS DP并不是西門子*的通訊方式，是一種開放的通訊標(biāo)準(zhǔn)，有很多廠家支持，具有傳輸距離遠(yuǎn)，通訊可靠，組網(wǎng)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，方便實(shí)用。
而MPI是西門子專用的一種通訊方式，只西門子內(nèi)部設(shè)備使用，沒有開放性，需要專用通訊電纜和接口，其它廠家基本不支持。

DP接頭的話，用萬用表可以測(cè)量，一般3腳是A+，8腳是B-。西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明 你可以檢查一下DP頭上有一個(gè)紅色的撥碼開關(guān)，設(shè)備如果在通訊總線的中間，此開關(guān)應(yīng)該在OFF位置，若設(shè)備在總線的末端，則開關(guān)應(yīng)在ON的位置。其他的變頻器也一樣。

應(yīng)用場(chǎng)合
如果CPU中已組態(tài)了DP從站或IO設(shè)備,但是這些DP從站或I0設(shè)備實(shí)際并不存在或不是當(dāng)前需要的, CPU仍然會(huì)不斷地訪問這些DP從站或IO設(shè)備。如果禁止這些DP從站, CPU將停止訪問它們。這樣PROFIBUS DP可以縮短DP總線周期,隨之帶來的故障也不再出現(xiàn)。
西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明

西門子Dp接頭的接線方法：
1、電纜接法
PROFIBUS電纜很簡(jiǎn)單的,就只有兩根線在里面, -根紅的一根綠的,然后外面有層。接線的時(shí)候,
要把層接好,不能和里面的電線接觸到。要分清楚進(jìn)去的和出去的線分別是個(gè),假如是- -串的,就
是一根總線下去,中間不斷地接入分站,西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明這個(gè)是很常用的方法。在總線的兩頭的兩個(gè)接頭,線都要接在進(jìn)
去的那個(gè)孔里,不能是出的那個(gè)孔,然后這兩個(gè)兩頭的接頭,要把它們的開關(guān)置為ON狀態(tài),這時(shí)候就只
有進(jìn)去的那個(gè)接線是通的,而出去的那個(gè)接線是斷的。其余中間的接頭,都置為OFF ,它們的進(jìn)出兩個(gè)接
線都是通的(記憶方法: ON表示接入終端電阻,以兩端的接頭撥至ON ; OFF表示斷開終端電阻,以
中間的接頭要撥至OFF )。
西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明
2、電纜的測(cè)量
接好了線以后呢,還要用萬用表量一量, 看這個(gè)線是不是通的。假如你這根線上只有一個(gè)接頭,你量它的
收發(fā)兩個(gè)針上面的電阻值,如果是220歐姆,那么就是對(duì)的,假如你這根線已經(jīng)做好了,連了- -串的接
口,你就要從一端開始逐個(gè)檢查了。個(gè)單獨(dú)接線的接口,是ON狀態(tài),然后你把鄰近的 個(gè)接口的
開關(guān)也置為ON ,那么這個(gè)接口以后的部分就斷了。西門子總線電纜接頭6ES7392-1AJ00-0AA0參數(shù)及規(guī)格說明現(xiàn)在測(cè)*邊上,就是單線接的那個(gè)接口,之后的測(cè)量
也-直都是測(cè)這個(gè)接口, 測(cè)它的收發(fā)兩個(gè)針,和剛才- -樣,假如電阻是110歐姆(被并聯(lián)了),那么這段
線路就是通的,然后把中間剛才那個(gè)改動(dòng)為ON的接口改回到OFF ,然后是下一一個(gè)接口改為N....就這么
測(cè)下去,如果個(gè)的電阻不是110歐姆了, 就是那一段的線路出問題了。
西門子總線電纜接頭參數(shù)及規(guī)格說明
3、常見故障
(1)終端DP頭接線錯(cuò)誤,或終端電阻設(shè)置錯(cuò)誤。
(2) DP頭接線不牢,接完線用上面的方法測(cè)試一遍。
(3)硬件配置和從站號(hào)設(shè)置問題。

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目前工業(yè)生產(chǎn)工藝中消耗的初級(jí)能源約有一半被白白浪費(fèi)掉。尤其是在余熱方面，眼下幾乎沒有任何經(jīng)濟(jì)上切合實(shí)際、技術(shù)上成熟的能源回收方法。西門子正在潛心研究能夠巧妙地利用大部分此類能源的途徑。

鋼鐵無處不在。若沒有了鋼鐵，難以想象機(jī)械工程、汽車制造，乃至整個(gè)工業(yè)世界會(huì)是什么樣子。2011年，全球原鋼產(chǎn)量達(dá)到15億公噸左右，這個(gè)數(shù)字意味著消耗大量能源來支撐。即便是通過回收利用金屬廢料生產(chǎn)的鋼材，例如利用電弧爐來回收，每公噸鋼也需要消耗約370度電。在這種電弧爐中，若干電極之間會(huì)放出電弧。由此產(chǎn)生的熱量使鋼材發(fā)生融化。然后呢？電弧爐的出鋼口釋放出溫度高達(dá)1700℃的混合氣體，這些原本可以用來發(fā)電的巨量余熱就這樣浪費(fèi)掉了。

在奧地利林茨的西門子奧鋼聯(lián)鋼鐵科技有限公司，收集這些余熱正是Alexander Fleischanderl所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)目前研究的目標(biāo)。但這并非易事。從材料入爐到整個(gè)熔煉過程，再到“出鋼”，需要45到60分鐘的時(shí)間，具體時(shí)長(zhǎng)視系統(tǒng)而定。在此期間，廢氣溫度和流速千差萬別，這對(duì)工程師提出了巨大挑戰(zhàn)。Fleischanderl指出，“要確保高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，渦輪機(jī)必須有持續(xù)的蒸汽供應(yīng)。為保障蒸汽供應(yīng)，我們?cè)跓掍摖t和渦輪機(jī)之間引入了熱存儲(chǔ)系統(tǒng)。”

這種熱存儲(chǔ)功能是通過熔點(diǎn)很低的鹽混合物（也被用于太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置）來實(shí)現(xiàn)的。鹽混合物通過熱交換器系統(tǒng)從廢氣中吸取熱量。在第二個(gè)回路中，水流過加熱的鹽混合物，生成能為渦輪機(jī)提供動(dòng)力的蒸汽，渦輪機(jī)則生產(chǎn)出電力。第二個(gè)回路是持續(xù)的過程，它獨(dú)立于煉鋼爐作業(yè)循環(huán)。

Fleischanderl介紹道，“鹽熔體的優(yōu)勢(shì)是它們不需要壓力、存儲(chǔ)能力強(qiáng)并且對(duì)環(huán)境無害。”因此，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無需價(jià)格不菲的高壓容器，易于建造和獲得審批，同時(shí)操作安全。此外，由于鹽的溫度高達(dá)500℃，該工藝的能效等級(jí)也高達(dá)24%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過能效等級(jí)只有17%的蒸汽蓄熱器。

上圖：在莫斯科，科學(xué)家們利用有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)來回收大量余熱。

據(jù)Fleischanderl估計(jì)，全球市場(chǎng)約有300個(gè)此類系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)的成本在3000萬歐元左右。他指出，“融化金屬廢料所需的電力有多達(dá)20%可以從余熱中回收。通過這種方式，可使生產(chǎn)每公噸鋼材所排放的二氧化碳約減少40 公斤。當(dāng)前系統(tǒng)的二氧化碳排放量約為270公斤，其中220公斤是因電力生產(chǎn)而來。這意味著，對(duì)于一個(gè)典型的120公噸級(jí)煉鋼爐，每年的二氧化碳排量可降低3萬公噸。”

西門子的專家們目前正在對(duì)不同的容器材料和鹽混合物進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)自2012年2月開始，一個(gè)試點(diǎn)系統(tǒng)也已經(jīng)在德國的一家鋼鐵廠開始運(yùn)行。商用熱能回收系統(tǒng)有望于2013年面市。

但是目前大部分工業(yè)余熱并未得到有價(jià)值的利用。愛爾蘭根西門子中央研究院的Martin Tackenberg博士稱，“如今工業(yè)生產(chǎn)工藝和發(fā)電過程中消耗的初級(jí)能源約有一半被浪費(fèi)。對(duì)于溫度在300℃以下的余熱而言，尤其如此，目前幾乎沒有任何經(jīng)濟(jì)上切合實(shí)際而技術(shù)上成熟的相應(yīng)工藝。”考慮到這一現(xiàn)狀，西門子在一個(gè)側(cè)重于熱管理的特殊項(xiàng)目中，廣泛探索了一系列工藝，并篩選出20個(gè)可能會(huì)帶來巨大的熱回收利用潛力的方案。在從大約80個(gè)用例選出的方案中，具潛力的項(xiàng)目有4個(gè)，這些項(xiàng)目均可應(yīng)用有機(jī)朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle，ORC）技術(shù)。ORC技術(shù)尤其適用于以下余熱利用領(lǐng)域：玻璃工業(yè)的高爐余熱、柴油機(jī)或汽油機(jī)的余熱、精煉廠的天然氣燃除余熱和壓縮站燃?xì)廨啓C(jī)的余熱。與傳統(tǒng)的蒸汽回路工藝相比，ORC中循環(huán)的并非水，而是一種有機(jī)介質(zhì)，它能確?；芈芬暂^低的余熱溫度和功耗實(shí)現(xiàn)優(yōu)效率，并且非常適用于緊湊型設(shè)計(jì)。

易揮發(fā)的介質(zhì)。在與莫斯科動(dòng)力工程學(xué)院和莫斯科國立大學(xué)聯(lián)合開展的ORC研究項(xiàng)目中，西門子采用了美國3M公司出產(chǎn)的一種新型工作介質(zhì)，該介質(zhì)由碳、氟和氧組成，在正常壓力下溫度達(dá)到49℃時(shí)便會(huì)蒸發(fā)。Tackenberg指出，“更為重要的是，這種有機(jī)介質(zhì)對(duì)于環(huán)境*無污染。在可持續(xù)發(fā)展的大背景下，這一優(yōu)勢(shì)對(duì)于西門子而言非常重要。”*個(gè)示范系統(tǒng)于2011年11月在莫斯科國立大學(xué)開始投入運(yùn)轉(zhuǎn)，該系統(tǒng)的輸出功率為1.2千瓦。另有一個(gè)加大規(guī)模的示范系統(tǒng)預(yù)定將于2012年秋季在德國玻璃纖維制造商Lauscha的工廠投入運(yùn)轉(zhuǎn)，其輸出功率為100千瓦。該示范系統(tǒng)將利用玻璃纖維生產(chǎn)線產(chǎn)生的高溫余熱發(fā)電——發(fā)電溫度只有220℃。Tackenberg表示，“此ORC單元每年將額外產(chǎn)出約80萬度電，能效達(dá)到20%左右，這個(gè)產(chǎn)能價(jià)值約相當(dāng)于8萬歐元。在此案例中，每千瓦電能的投入成本約為2200歐元。因此，這個(gè)系統(tǒng)在不到三年時(shí)間內(nèi)，就可以逐步收回成本。”據(jù)他估計(jì)，ORC解決方案的年度市場(chǎng)額可達(dá)30億歐元左右。

上圖：圖為紅外顯示的ORC工藝，該工藝可以在低溫條件下發(fā)電。

用余熱凈化水。余熱不僅可以發(fā)電，它還可以用來對(duì)水進(jìn)行凈化。這正是西門子EvaCon（蒸發(fā)和冷凝）工藝背后的理念。愛爾蘭根西門子中央研究院的EvaCon項(xiàng)目經(jīng)理Thomas Hammer博士解釋道，“工業(yè)生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的余熱往往溫度太低，無法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)劃算的發(fā)電。EvaCon可以利用溫度在65℃到90℃之間的余熱來進(jìn)行水凈化。”

在此應(yīng)用中，廢水經(jīng)過加熱、蒸發(fā)，然后進(jìn)入冷凝器，蒸汽在冷凝器中重新液化為水。Hammer介紹道，“這就是從高濃度廢水分離潔凈水的過程，最終得到的是去礦物質(zhì)水。”潛在的熱源包括造紙廠、瓶裝飲料廠等等，這些地方產(chǎn)生的廢水在污水處理廠無法立即得到處理。利用EvaCon不僅可以生產(chǎn)出新的潔凈水，同時(shí)亦可以減輕污水處理的負(fù)擔(dān)。

西門子中央研究院的研究人員目前正在探索用于蒸發(fā)器和冷凝器的設(shè)計(jì)和材料。預(yù)計(jì)在2012年9月將推出一個(gè)雛形，用以示范這一工藝的工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。Tackenberg估計(jì)EvaCon有望在2015底以前做好面市準(zhǔn)備，屆時(shí)它將成為一款炙手可熱的產(chǎn)品。Tackenberg介紹說：“從年度來看，如果一家飲料生產(chǎn)商每小時(shí)需要使用8立方米滅菌沖洗水，并處理掉伴生廢水，那么目前它每年因此而為每個(gè)裝瓶作業(yè)線支出的成本約為50萬歐元。利用EvaCon來實(shí)現(xiàn)廢水的再處理，每年可以節(jié)約37萬歐元左右。因此，假如系統(tǒng)的建設(shè)成本為32.5萬歐元，那么這個(gè)投入在不到一年內(nèi)就可以逐步收回。”西門子中央研究院與西門子工業(yè)的食品與飲料業(yè)務(wù)部合作推廣EvaCon，目前已經(jīng)將該工藝推介到紐約的百事公司。

機(jī)器之幸。在另一個(gè)項(xiàng)目中，西門子研究人員研究了未來的潛熱存儲(chǔ)單元如何確保機(jī)器的“熱舒適度”。在此類存儲(chǔ)設(shè)備中，熱不會(huì)引起溫度的升高，而是促發(fā)形態(tài)轉(zhuǎn)變，例如冰融化成水，只要還剩有最后一點(diǎn)冰未融盡，溫度就會(huì)保持在0℃，高精度的機(jī)床尤其需要復(fù)雜的熱管理。為了防止由于機(jī)床和產(chǎn)品的熱膨脹而導(dǎo)致不合格品增多，在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，機(jī)床需要冷卻，而在啟動(dòng)前則要將其預(yù)熱。潛熱存儲(chǔ)單元可以吸收生產(chǎn)期間產(chǎn)生的多余熱能，然后在機(jī)器閑置時(shí)將這些熱能重新釋放到機(jī)器中。Tackenberg指出，“這種方法可以顯著降低冷卻成本，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)也不再需要額外用電。”

上述項(xiàng)目仍處于起步階段，所以究竟何種材料才是潛熱存儲(chǔ)的選擇目前尚未可知。如此看來，西門子的ORC和EvaCon解決方案很可能要先于潛熱存儲(chǔ)單元一步，在實(shí)際應(yīng)用中一展拳腳了。Tackenberg預(yù)計(jì)，截至2020年，在這些解決方案及其他研發(fā)成果的作用下，工業(yè)濃煙中溢出的礦物初級(jí)能源余熱比例將從高達(dá)50%降至40%左右。

據(jù)西門子和McKinsey聯(lián)合開展的一項(xiàng)研究顯示，僅ORC 技術(shù)應(yīng)用一項(xiàng)就可以帶來1.1至 2.5千兆瓦的可用余熱發(fā)電潛力。這對(duì)于氣候和此類解決方案的供應(yīng)商而言都是一大益事。西門子無疑是其中的受益者之一。