SIMATIC 識別系統(tǒng)用于更為經(jīng)濟的生產(chǎn)和物流過程

識別系統(tǒng)可幫助公司在動態(tài)市場中保持其地位：通過 RFID 或一維及二維代碼自動捕獲數(shù)據(jù)，可滿足用戶在生產(chǎn)和物流、資產(chǎn)管理、跟蹤和追溯以及供應鏈管理方面不斷增長的控制需求為此，西門子提供了關鍵技術。作為識別系統(tǒng)的全球市場，西門子憑借其在該領域超過 25 年的經(jīng)驗和專業(yè)技能，一站式提供了豐富的 RFID 系統(tǒng)及讀碼系統(tǒng)。通過您身邊的西門子，用戶可選擇集成到自動化和 IT 級的簡易系統(tǒng)以及獨立于應用的應用咨詢。

適用于各種識別任務的佳解決方案

從準時化順序供應生產(chǎn)到產(chǎn)品或批量的安全、完全跟蹤：機器自動讀取、無接觸識別系統(tǒng)可用于智能物流和生產(chǎn)控制。數(shù)據(jù)矩陣編碼 (DMC) 或無線射頻識別 (RFID) 具有高度的數(shù)據(jù)安全性，并在多種應用中得到證實 - 甚至在苛刻的工業(yè)環(huán)境中。與手動識別和數(shù)據(jù)捕獲技術相比，大大節(jié)省了時間及成本。選擇匹配存儲和識別技術的主要標準：

• 數(shù)據(jù)載體是否返回到生產(chǎn)（閉環(huán)），還是在過程鏈末端處結束生產(chǎn)（開環(huán)）
• 過程鏈內(nèi)單次或重復識別/打標
• 檢測距離/范圍及光照條件/對比度
• 待打標產(chǎn)品的一致性以及放置標簽的可用空間
• 潛在問題來源，諸如環(huán)境溫度和灰塵

作為全球的識別系統(tǒng)供應商，西門子通過 SIMATIC Ident 提供了的 RFID 和光學識別綜合產(chǎn)品系列，這些產(chǎn)品可以擴展，實現(xiàn)靈活而經(jīng)濟有效的識別解決方案。

RFID 系統(tǒng)可滿足針對性能、范圍、頻率范圍、HF、UHF等方面的多種要求。本節(jié)概述了西門子的高頻 RFID 系統(tǒng)。

通過全集成自動化世界中的通信模塊和預設置的軟件塊對RFID 系統(tǒng)的簡單集成顯著地減少了調(diào)試、診斷和維護的支出和成本。

憑借在 RFID 系統(tǒng)領域多年的經(jīng)驗，西門子是執(zhí)行所有行業(yè)中多樣化解決方案的的合作伙伴，特別是在生產(chǎn)和物流領域。

高頻率范圍內(nèi)的 SIMATIC RFID 系統(tǒng)。

西門子提供了以下兩種高頻 RFID 系統(tǒng)：

• SIMATIC RF200：
  緊湊而經(jīng)濟的 RFID 系統(tǒng)個，符合 ISO 15693 標準。通過帶 IO-Link 接口的電子標簽，可實現(xiàn)極為簡單的開放式識別解決方案。
• SIMATIC RF300:
  配有單獨電子標簽的 RF300 可滿足速度、數(shù)據(jù)量和診斷功能方面極為苛刻的要求。高性能 RFID 系統(tǒng)可與 ISO 15693 電子標簽結合使用以滿足一般性能要求。

富有意義的初始數(shù)據(jù)

RFID 系統(tǒng)確保了從一開始重要的數(shù)據(jù)就伴隨著產(chǎn)品或物體。電子標簽粘貼在產(chǎn)品、產(chǎn)品載體、物體上，或它的運輸或打包單元，為非接觸記錄、讀寫。這意味著，所有應用特有的數(shù)據(jù)都位于電子標簽上。這不管是你在處理汽車行業(yè)中的車輛車體部件或是定制變速箱都是適用的。多可以存儲 64 KB 數(shù)據(jù)，需要時可以在各個工作站或加工工位進行分別讀取和補充。這都意味著物流和數(shù)據(jù)是同時優(yōu)的。

無接觸的數(shù)據(jù)傳輸和高度工業(yè)兼容度

多種堅固設計的強大的讀寫裝置(讀寫設備)確保了電子標簽和更系統(tǒng)(如 PLC、PC 等)之間快速和可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)據(jù)和電源通過交變電磁場進行傳輸。非接觸數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ髟硪揽拷桓谢蛘咄ㄟ^非金屬材料。

完美配套的組件

RFID 系統(tǒng)由以下完美配套的組件組成：

• 電子標簽
• 電子標簽
• 天線
• 用于連接到自動化系統(tǒng)（如 PROFIBUS、PROFINET）的通信模塊
• 系統(tǒng)集成軟件

在所有行業(yè)中廣范圍的應用

• 生產(chǎn)控制
• 資產(chǎn)管理
• 跟蹤和溯源

豐富的電子標簽

通過使用多種存儲技術（EEPROM或FRAM/SRAM）以及幾何設計使得有多種不同的電子標簽可用。它們的優(yōu)勢不僅在于它們高等級的數(shù)據(jù)安全性，還在于它們卓越的用來防止諸如污染、溫度起伏、沖淋水或沖擊負荷等環(huán)境條件影響的高防護等級。

• 擁有工業(yè)識別領域內(nèi)完整和可擴展的產(chǎn)品系列，可實現(xiàn)靈活和經(jīng)濟的解決方案。
• 通過無縫集成到全集成自動化系統(tǒng)中而簡化組態(tài)、調(diào)試、診斷和維護：
  • 通過 PROFIBUS 和 PROFINET 通信模塊與自動化系統(tǒng)（如 SIMATIC、SIMOTION 或 SINUMERIK）進行集成總線連接。
  • 通過隨時可用的功能塊進行簡便的 S7 軟件集成。
  • 大量的狀態(tài)和診斷功能
• 高度的保護，得益于：
  • 開放式標準（例如，ISO 15693）。
  • 西門子 RFID 和光學讀碼系統(tǒng)之間具有軟件兼容性。
  • 采用標準化的通信接口。
• 通過各種通信模塊，可連接到不同廠商的不同總線系統(tǒng)以及不同 PC 環(huán)境，因而具有開放性。
• 全球與支持

簡便集成到自動化級系統(tǒng)中

西門子的 SIMATIC Ident 產(chǎn)品系列可為您提供適宜解決方案：使用通信模塊和便利的函數(shù)塊，可方便地將 SIMATIC Ident 系統(tǒng)連接到 PLC（如 SIMATIC）或將函數(shù)塊嵌入在 IT 環(huán)境。這樣便可確保擁有系統(tǒng)范圍的統(tǒng)一軟件體系結構，并在工程組態(tài)、調(diào)試和維護方面節(jié)約可觀的支出與成本。

集成在全集成自動化解決方案中

連接到第三方系統(tǒng)

豐富的通信模塊、函數(shù)塊和功能強大的驅動程序和功能庫，使得在應用程序中的集成快捷、簡便。

而且棒的是：SIMATIC RF 是全集成自動化 (TIA) 的一部分，可非常容易地經(jīng)濟地融入 SIMATIC 環(huán)境中。

有關連接方式的詳細信息，請參見“通信模塊”一節(jié)。

生產(chǎn)控制

全世界的用戶都喜歡越來越多的個性化產(chǎn)品。通過工業(yè)識別實現(xiàn)多樣化生產(chǎn)和物流控制，可以在整個制造過程中滿足用戶對產(chǎn)品多樣化的要求。這樣就可實現(xiàn)可靠、高效和經(jīng)濟實用的按訂單生產(chǎn)過程。

帶有 SIMATIC RF200 的小型裝配線的組態(tài)示例

帶 SIMATIC RF600、SCALANCE W 和 SCALANCE X 的小型裝配線的組態(tài)示例

資產(chǎn)管理

使用 SIMATIC RF350M 手持終端進行資產(chǎn)管理的示例配置

諸如工具、工廠部件或集裝箱等都是生產(chǎn)和物流的重要資產(chǎn)。通過工業(yè)識別可確保這些資產(chǎn)得到有效使用。此外，還可以實時獲取庫存信息，精確確定庫存狀態(tài)。這意味著可以隨時監(jiān)控資產(chǎn)的使用情況，并針對庫存數(shù)量、容量和維護進行專門。

供應鏈管理

要擴大工業(yè)規(guī)模，提高競爭力，需要擁有針對各種部件的全球性供應鏈。工業(yè)識別使這些供應鏈的透明度和可預測性得以提高，從而有利于產(chǎn)品規(guī)劃。避免遭遇供應瓶頸和設備停機，庫存，提高產(chǎn)品利潤。

使用 SIMATIC RF600 和 SCALANCE W 的物流門戶的組態(tài)示例

SIMATIC Ident 組態(tài)指南

用戶將直接獲益于制造商提供的實用培訓。

SITRAIN - 工業(yè)培訓 - 為您解決任務提供廣泛支持。

通過直接從制造商獲得培訓，您可以充滿信心地做出正確決策。

提高利潤，降低成本：

• 縮短試運行、維護和維修時間
• 了生產(chǎn)操作
• 可靠的組態(tài)和調(diào)試
• 縮短調(diào)試時間和停產(chǎn)時間，故障排除更快
• 從一開始就排除代價高昂的錯誤規(guī)劃
• 按市場需求靈活調(diào)整生產(chǎn)
• 符合生產(chǎn)質(zhì)量標準
• 提高員工的滿意度和能動性
• 縮短技術與人員發(fā)生設備改變之后的熟悉時間

通過 SITRAIN 工業(yè)培訓而獲益

認證培訓師

我們的專家均來自于實踐，并且擁有豐富的培訓經(jīng)驗。課程設計者均直接參與過產(chǎn)品的開發(fā)，可以將其知識直接傳授給培訓師，而后傳遞給您。

通過實踐提供實用培訓

練習、練習、練習！我們所設計的培訓將重點放在實際練習上面。培訓中的這種練習占據(jù)了多一半的培訓課程時間。因此，您可以更快地在實踐中立即應用所學的新知識。

成套的機床刀具和生產(chǎn)系統(tǒng)設備

我們的產(chǎn)品和供應范圍還包括成套的機床刀具設備和生產(chǎn)系統(tǒng)設備，提供從咨詢到售后流程鏈涉及的所有。

我們提供工程技術、生產(chǎn)、物流領域的全面支持：

工程技術支持

Siemens 提供有關設計方面的建議，符合驅動系統(tǒng)、控制運行和安全方面的標準和設計理念。

我們的工程師可為用戶配置 EPLAN P8 和其他常用的 CAD 系統(tǒng)，項目執(zhí)行符合成本預算，根據(jù)需要改編文檔以符合 UL 或新系統(tǒng)的要求。

控制柜設計

位于開姆尼茨的“控制柜技術中心”可為用戶選擇優(yōu)、適用的控制柜空調(diào)系統(tǒng)提供技術支持。除了計算和模擬測試外，我們還在我們的熱實驗室利用儀表執(zhí)行有載模擬測試。

熱實驗室測試

我們還提供以下內(nèi)容：

• 振動測量和現(xiàn)場控制柜認證
• 在我們的實驗室測量傳導干擾電壓

高品質(zhì)產(chǎn)品

整套設備以很高的工業(yè)水平進行制造。這意味著

• 查驗作業(yè)文檔的一致性
• 檢查是否遵守當前規(guī)定
• 3D 布局的碰撞檢查，從散熱和電氣方面考慮必需的自由空間
• 必須準備外殼、電纜和電纜線束
• 自動化檢驗和運輸無差錯
• 文檔與追溯性
• 低壓法規(guī)符合性聲明和制造商機器設備法規(guī)符合性聲明
• 根據(jù)要求提供 UL 標簽

超級物流

從單一采購源采購所有部件具有以下優(yōu)勢：

• 節(jié)約采購、庫存、成本
• 減少了周轉時間
• 及時交貨

個性化支持，實現(xiàn)大靈活性

我們的成套設備的技術咨詢專家為不同地區(qū)的客戶和銷售部門提供全面支持。我們在開姆尼茨的“系統(tǒng)工程技術設備”部門，通過訂購中心和為客戶指定的產(chǎn)品團隊為控制柜用戶提供大力支持。

距離不是問題，我們還可以通過網(wǎng)絡視頻為客戶提供咨詢解答。

維修遍布全球

為用戶量身定制的物流模式、靈活的生產(chǎn)能力和易于變通的生產(chǎn)場所、以及各種流程階段因需而變的管理方式，都可以確保具有大的靈活性。

定制生產(chǎn)附加產(chǎn)品

在成套設備的產(chǎn)品結構中，Siemens 還提供定制附加產(chǎn)品的設計與生產(chǎn)，例如：特定的操作員面板和電源系統(tǒng)。

不合格品的賠償責任

當然，對于 SINUMERIK、SIMODRIVE 和 SINAMICS 成套產(chǎn)品，我們將承擔相同的產(chǎn)品缺陷責任。

另外，你可以在任何時間及任何地方使用我們遍及世界的維修。

您獲得的好處：

一個合作伙伴、一種報價、一份訂單、一次交貨、一張以及負責產(chǎn)品缺陷責任的單一聯(lián)系伙伴。

對于系列化或個性化生產(chǎn)，Siemens 也是極其出色的可提供成套設備的合作伙伴。

帶 SIMODRIVE 611 的控制柜

與 SINAMICS V90 相連時的轉矩-轉速特性

增量式編碼器 (sin/cos 1 V_pp/RS422/HTL) 帶電纜和控制器、夾緊法蘭或同步法蘭。

這些編碼器每轉一圈可以發(fā)送規(guī)定數(shù)目的電脈沖，脈沖數(shù)反映了所經(jīng)過的行程或者角度。

增量式編碼器的工作原理是對按照透射光原理工作的分度盤實施光電掃描。光源為一個發(fā)光二極管 (LED)。編碼器軸旋轉時所產(chǎn)生的明暗交替變化的調(diào)制信號被光電元件所采集。分度盤與軸連接，通過合理安排分度盤和固定式光柵上的條紋，光電元件就會發(fā)送出兩個相互呈 90 度的軌跡信號 A 和 B 以及基準信號 R。編碼器電子部件將這些信號放大，并且轉換成不同的輸出電平。

可使用以下輸出電平：

• 帶 1 V_pp 電平的模擬信號 sin/cos 
  如果是正弦信號 (sin) 的編碼器，為了獲得更好的精度，可將這些信號通過上位控制器進行插補。
• RS422 差分信號 (TTL)
  如果是 RS 422 增量式編碼器 (TTL)，可以通過邊沿檢測，使精度提高四倍。
• HTL（高壓晶閘管邏輯）
  具有 HTL 接口的編碼器設計用于采用 24V 電平數(shù)字式輸入端的應用。

值編碼器頂部帶 SSI/EnDat 和 PROFIBUS DP，且
底部帶有 DRIVE?CLiQ 和 PROFINET IO

值編碼器（式軸角編碼器）與增量式編碼器的掃描原理相同，但是具有更多的軌跡數(shù)目。以 13 個軌跡為例，如果是單圈編碼器，就會有 2¹³ = 8192 個步距被編碼。所用的代碼是一步代碼（格雷碼），以防掃描錯誤出現(xiàn)。

電機加電后，位置值立即傳輸至控制器。無需自引導。

在時間要求嚴格的應用情況下，DRIVE-CLiQ、SSI 和 EnDat 值編碼器具有優(yōu)勢。

如果是具有大量編碼器的設備，PROFIBUS DP可減少布線費用，優(yōu)勢更為明顯。PROFIBUS DP 編碼器是可編程的，并且可使用節(jié)點間通訊支持等時同步模式。帶 PROFINET IO 的編碼器也可參數(shù)化，另外具有兩個端口，并支持 RT 和 IRT 操作模式。

單圈編碼器

單圈編碼器可將一圈（360 度機械式）分解成一定的步距數(shù)目，例如 8192。每個位置均分配有一個的代碼字。在旋轉360度之后，位置值會重復。

多圈編碼器

多圈編碼器除了記錄一轉內(nèi)位置之外，也記錄轉數(shù)。為此，被掃描的還有其它通過換檔齒輪與編碼器軸耦合在一起的編碼盤。 12 條附加軌跡時，意味著可以有 2 ¹² = 4096 轉數(shù)被編碼。

SIMOGEAR 同軸式減速電機

特點

• 大范圍傳動比（插裝式小齒輪）
• 極為經(jīng)濟
• 高效節(jié)能（每級的效率為 98 %）
• 大功率范圍

機械構造

• 級數(shù)：2 或 3
• 安裝類型： 支腳安裝和法蘭安裝，外殼上帶有法蘭
• 軸的設計： 實心軸

典型應用

• 傳送帶
• 包裝產(chǎn)品的輸送
• 立式輸送機

S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能為強大的 PLC。它可以成功實現(xiàn)全集成自動化 (TIA) 解決方案。S7-400 是一個用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動化平臺，其主要特點是具有模塊化的結構并擁有性能儲備。

S7-400

• 中端到高端性能范圍內(nèi)功能強大的 PLC
• 可滿足要求極為苛刻的任務的解決方案
• 全面的模塊和各種性能等級 CPU 可針對具體自動化任務進行佳調(diào)整
• 可實現(xiàn)分布式結構，適用十分靈活
• 連接方便
• 優(yōu)通信和聯(lián)網(wǎng)功能
• 操作方便，設計簡單，不含風扇
• 任務增加時可順利擴展
• 多重計算：
  多個 CPU 在一個 S7-400 中央控制器中同時運行。
  多重計算功能可對 S7-400 的總體性能進行分配。例如，可將復雜的技術任務（如開環(huán)控制、計算或通信）進行拆分并分配給不同的 CPU?？梢詾槊總€ CPU 分配自己的 I/O。
• 模塊化：
  通過功能強大的 S7-400 背板總線和可直接連接到 CPU 的通信接口，可實現(xiàn)許多大量通信線路的高性能操作。例如，這樣可以擁有一條用于 HMI 和編程任務的通信線路、一條用于高性能等距運動控制組件的通信線路和一條“正?！盜/O 現(xiàn)場總線。另外，還可以實現(xiàn)額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。
• 工程組態(tài)和診斷：
  結合使用 SIMATIC 工程組態(tài)工具，可極為高效地對 S7-400 進行組態(tài)和編程，尤其對于采用高性能工程組件的廣泛自動化任務。為此，可以使用語言（如 SCL）以及用于順序控制、狀態(tài)圖和工藝圖的圖形化組態(tài)工具。

S7-400H

• 具有冗余設計的高可用性自動化系統(tǒng)。
• 用于具有很高故障安全要求的應用：
  重新啟動成本很高、停產(chǎn)代價高昂、幾乎不需要監(jiān)視且維護選項較少的過程。
• 冗余設計的集中功能
• 提高 I/O 的可用性：切換式 I/O 配置
• 也可使用具有標準可用性的 I/O：單側配置
• 熱后備：發(fā)生故障時，自動切換到備用設備。
• 包含 2 個單獨機架或一個分隔式中央機架的配置
• 通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。

S7-400F/FH

• 故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠
• 符合相關標準的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V 19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）
• 如果需要，也可通過冗余設計來實現(xiàn)容錯
• 不對安全相關 I/O 進行額外接線
• 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實現(xiàn)安全通信
• 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O
• 適用于非安全相關應用的標準模塊也可以在自動化系統(tǒng)中使用
• 隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標準模塊。

S7-400

SIMATIC S7-400 是中端到高端性能范圍內(nèi)功能強大的 PLC。

SIMATIC S7-400 具有模塊化、無風扇設計和較高擴展能力，并具有全面的通信和網(wǎng)絡功能，可以簡便實現(xiàn)分布式結構，用戶操作十分方便，因此成為中端到高端性能范圍內(nèi)要求極為苛刻的任務的理想解決方案。

SIMATIC S7-400 的應用領域包括：

• 汽車工業(yè)，如裝配線
• 機械設備制造，包括專用機械設備制造
• 倉儲技術
• 鋼鐵工業(yè)
• 樓宇管理系統(tǒng)
• 發(fā)電和配電
• 造紙和印刷領域
• 木材加工
• 食品和飲料領域
• 過程工程，如水務和污水處理
• 化工和石化領域
• 儀表和控制
• 包裝機械
• 制藥工業(yè)

由于具有多種性能等級的 CPU，并有具備大量用戶友好的功能的廣泛模塊，用戶可以根據(jù)具體情況執(zhí)行其自動化任務。

任務擴展時，可通過附加模塊隨時對控制器進行擴展，成本不會很高。

SIMATIC S7-400 是一種通用控制器：

• 具有很高電磁兼容性以及抗沖擊性和抗振性，因此擁有極高的工業(yè)適用性。
• 可以帶電連接和斷開各模塊。

S7-400H

在自動化技術的許多領域中，對自動化系統(tǒng)的可用性（從而故障安全性）的需求在不斷提高。在許多領域中，設備停機會產(chǎn)生極高的成本。此時，只有冗余系統(tǒng)才能滿足可用性要求。

容錯型 SIMATIC S7-400H 即能滿足這些要求。即使在一個或多個故障導致控制器的部件出現(xiàn)故障時，也能繼續(xù)運行。通過以這種方式實現(xiàn)的可用性讓 SIMATIC S7-400H 尤其適用于以下應用領域：

• 控制器發(fā)生故障后重啟會產(chǎn)生很高費用的過程（通常在過程工業(yè)中）。
• 停產(chǎn)的代價十分高昂的過程。
• 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業(yè)中）。
• 無人監(jiān)視的應用
• 涉及較少維護人員的應用

訂貨數(shù)據(jù)

關于 S7-400H 組件的訂貨數(shù)據(jù)，請參見在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應模塊。

S7-400F/FH

SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)可在安全要求較高的工廠中使用。它可對立即停機不會給人員或環(huán)境帶來危險的過程進行控制。S7-400F/FH 具有兩種基本設計：

• S7-400F：
  故障安全自動化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下，生產(chǎn)過程會切換到安全狀態(tài)并中斷。
• S7-400FH：
  故障安全和高可用性自動化系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障的情況下，冗余控制部分將發(fā)揮作用，繼續(xù)控制生產(chǎn)過程。

通過另外使用標準模塊，可以建立一個全集成控制系統(tǒng)，可在非安全相關和安全相關任務共存的工廠環(huán)境中使用?？梢允褂孟嗤臉藴使ぞ邔φ麄€工廠進行組態(tài)和編程。

SIMATIC S7-400 有多個型號：

• S7-400：
  中、高端性能的功能強大的 PLC，具有模塊化結構和免風扇的設計。
• S7-400H：
  采用冗余設計的容錯自動化系統(tǒng)，適用于故障安全型應用。
• S7-400F/FH：
  采用冗余設計的故障安全自動化系統(tǒng)，也具備高可用性。

S7-400

S7-400 自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，這些模塊可進行各種組合。

系統(tǒng)包含下列組件：

• 電源模塊 (PS)：
  用于將 SIMATIC S7-400 連接到 120/230 V AC 或 24 V DC 電源電壓。
• CPU：
  配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范圍。根據(jù)具體型號，這些 CPU 也可以帶有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以連接 125 個PROFIBUS DP 從站。可以將多 256 個 PROFINET IO 設備連接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可處理極大型的配置。此外，在一個中央控制器中的多重計算模式下，多個 CPU 可以協(xié)同工作以提高性能。這些 CPU 處理速度快且具有確定性響應時間，可實現(xiàn)較短機器循環(huán)時間。
• 用于數(shù)字量 (DI/DO) 和模擬量 (AI/AO) 輸入/輸出的信號模塊 (SM)
• 通信處理器 (CP)，例如，用于總線連接和端到點連接
• 功能模塊 (FM)：
  用于完成計數(shù)、定位和凸輪控制等要求苛刻的任務的專業(yè)模塊。

根據(jù)具體要求，也可使用下列模塊：

• 接口模塊 (IM)：
  用于連接中央控制器和擴展單元。SIMATIC S7-400 的中央控制器可帶有多 21 個擴展單元運行。
• SIMATIC S5 模塊：
  在相關 SIMATIC S5 擴展單元中，可以尋址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有輸入/輸出模塊。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用適配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模塊。

擴展

若用戶需要在應用中使用一個以上中央控制器時，則可以對 S7-400 進行擴展：

• 多 21 個擴展單元：
  可將多 21 個擴展單元 (EU) 連接到中央控制器 (CC)。
• 接口模塊 (IM) 的連接：
  通過發(fā)送和接收 IM 來連接 CC 和 EU。發(fā)送 IM 插到 CC 中，相關的接收 IM 插到下游 EU 中可將多 6 個發(fā)送 IM 插到 CC 中（其中多 2 個帶 5-V 電源），并可將多 1 個 IM 插到 EU 中。每個發(fā)送 IM 均有 2 個接口，每個接口用于連接 1 條線路?？蓪⒍?4 個 EU（不帶 5-V 電源）或 1 個 EU（帶 5-V 電源）連接到發(fā)送 IM 的每個接口。
• 電源模塊的固定插槽：
  必須始終將電源模塊插在 CC 和 EU 中的左側。
• 通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換受限制：
  通過 C 總線進行的數(shù)據(jù)交換只能在 CC 和 6 個 EU（EU 1 至 EU 6）之間進行。
• 集中擴展：
  建議用于小型配置和機器上的控制柜。也可以提供 5-V 電源。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：1.5 m（帶 5 V 電源）、3 m（不帶 5 V 電源）。
• 通過 EU 進行分布式擴展：
  建議在面積很大工廠內(nèi)采用，其中，多個 EU 位于各個位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
  • CC 和后一個 EU 之間的大線路距離：對于 S7 EU，約 100 m；對于 S5 EU 約 600 m。
• 注意 將 S5 擴展單元分布式連接到：
  IM 463-2 可在 S7-400 的 CC 中使用，IM 314 在 S5 EU 中使用。可將以下S5 EU 連接到 S7-400：
  • EG 183U
  • EG 185U
  • EG 186U
  • ER 701-2
  • ER 701-3

連接類型	大（總）電纜長度
本地鏈路，具有 5-V 電源，通過 IM 460-1 和 IM 461-1 實現(xiàn)	1.5 m
本地鏈路，無 5-V 電源，通過 IM 460-0 和 IM 461-0 實現(xiàn)	5 m
遠程鏈路，通過 IM 460-3 和 IM 461-3 實現(xiàn)	102.25 m
遠程鏈路，通過 IM 460-4 和 IM 461-4 實現(xiàn)	605 m

• ET 200 的分布式擴展：
  建議用于面積很大的工廠。通過 CPU 的 PROFIBUS DP 接口，可以連接含有多 125 個總線節(jié)點的總線。CC 與總線上后一個節(jié)點之間的大距離：23 km（使用光纜）。

S7-400 通信

SIMATIC S7-400 具有不同的通信選項：

• 組合了多點接口和 DP 主站，集成在所有CPU 中：
  用于同時連接編程器/PC、HMI 系統(tǒng)、S7-200 和 S7-300 系統(tǒng)以及其它 S7-400 系統(tǒng)。
• 附加 PROFIBUS DP 接口，集成在多個 CPU 中，用于經(jīng)濟實用連接分布式 I/O 系統(tǒng)（例如，ET 200）。
• PROFINET CPU 上的集成式 PROFINET 接口，用于連接到分布式 I/O 系統(tǒng)或與其它控制器和 PC 系統(tǒng)通信。
• 通信處理器，用于連接到 PROFIBUS 總線系統(tǒng)和工業(yè)以太網(wǎng)。
• 通信處理器，用于功能強大的點到點連接。

通過 PROFIBUS DP 進行過程通信

通過 S7-400-CPU 的集成式 PROFIBUS DP接口（可選），可將 SIMATIC S7-400 作為主站連接到 PROFIBUS DP。

以下設備均可作為 PROFIBUS DP 上的主站進行連接：

• SIMATIC S7-400（CPU、CP 443-5）
• SIMATIC S7-300 （CPU、CP 342-5 DP 或 CP 343-5）
• SIMATIC C7（通過配有 PROFIBUS DP 接口的 C7，或通過 PROFIBUS DP CP）

雖然配有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但它們僅使用也部分通過PROFIBUS DP 運行的 PG 和 OP 功能。

以下設備可作為從站連接：

• 分布式 I/O 設備，例如ET 200
• 現(xiàn)場設備
• SIMATIC S7-200、S7-300
• C7-633/P DP、C7-633 DP、C7-634/P DP、C7-634 DP、C7-626 DP
• SIMATIC S7-400（僅通過 CP 443-5）

通過多點接口 (MPI) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

多點接口 (MPI) 是集成在 SIMATIC S7-400的 CPU 中的通信接口。

它用于：

• 編程和參數(shù)設置
• HMI
• 建立涉及對等通信伙伴的簡單網(wǎng)絡拓撲
• 可選擇的連接選項：
  MPI 可以實現(xiàn)多 32 個節(jié)點的同時連接：
  • 編程器/PC
  • HMI 系統(tǒng)
  • S7-200（作為從站）
  • S7-300
  • S7-400
  • C7
• 內(nèi)部通信總線（C 總線）；
  通過 S7-400 的 C 總線以及 CPU 的 MPI 或 DP 接口，可以尋址帶有 C 總線接口的通信處理器和功能模塊。這樣就可以從編程器直接訪問 C 總線上連接的模塊。通過接口模塊，可將多 6 個擴展單元連接到 C 總線。
• MPI 的性能數(shù)據(jù)：
  • 多 32 個 MPI 節(jié)點
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率高達 12 Mbps
• 靈活的安裝選件：
  使用性能可靠的組件建立 MPI 通信：PROFIBUS 和“分布式 I/O”產(chǎn)品系列中的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器 (12 Mbps)。
  可通過組件實現(xiàn)佳調(diào)整以滿足具體要求。例如，任意兩個 MPI 節(jié)點之間多可以串入 9 個中繼器以連接更大距離。
• DP 主站：
  也可將 S7-400 的 MPI 配置為 DP 主站。隨后可以連接多 32 個大傳輸速率為 12 Mbps 的 DP 從站。從而保留編程功能和人機界面功能。

通過 CP 實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信（點到點）

通過 CP 441 通信處理器，可以實現(xiàn)功能強大的點到點連接。

• 可連接各種設備，例如：
  • PC
  • SIMATIC S5/S7
  • 工業(yè) PC
  • 其它廠商的 PLC
  • 掃描儀、條形碼閱讀器、識別系統(tǒng)
  • 機械手控制裝置
  • 打印機
• 可變接口：
  通過可更換的接口模塊，可以使用不同傳輸介質(zhì)進行通信：
  • 20 mA (TTY)
  • RS 232C (V.24)
  • RS 422/485

通過 CP（PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)）實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信

通過 CP 443-x 通信處理器，可以將 SIMATIC S7-400 連接至 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

例如包括：

• SIMATIC S7-200（通過 PROFIBUS）
• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U、S5-155U/H
• 編程設備
• PC
• SIMATIC HMI 人機界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機械手控制裝置
• 工業(yè) PC
• 驅動控制裝置
• 其它廠商的設備

S7-400H

SIMATIC S7-400H 包括以下組件：

• 2 個中央控制器：
  2 個單獨的 UR1/UR2 中央控制器，或一個分隔式中央控制器 (UR2-H) 上的 2 個區(qū)域。
• 每個中央控制器有兩個同步模塊，用于通過光纜連接兩個設備。
• 每個中央控制器 1 個 CPU 412-5H、1 個 CPU 414-5H、1 個 CPU 416-5H 或 1 個 CPU 417-5H。
• 中央控制器中具有 S7-400 I/O 模塊。
• UR1/UR2/ER1/ER2 擴展單元和/或帶有 I/O 模塊的 ET 200M 分布式 I/O 設備。

中央功能采用冗余設計。可將 I/O 組態(tài)為常規(guī)可用性型和切換型。

通?？捎玫?I/O（單側配置）

在單側配置中，I/O 模塊具有單通道設計，僅由兩個中央控制器中的一個來尋址。單側 I/O 模塊可插到中央控制器和/或擴展單元/分布式 I/O 設備中。

在 I/O 尋址設備工作正常的情況下，從單側讀入的信息始終提供給兩個中央控制器。發(fā)生故障時，受影響的中央控制器的 I/O 模塊將停止工作。

單側配置用于：

• 不需要很高可用性的工廠部分。
• 連接基于用戶程序的冗余I/O。此時，必須對系統(tǒng)進行對稱設置。

高可用性（切換式配置）

在切換式配置中，I/O 模塊采用單通道設計，但它們將由兩個中央控制器通過冗余 PROFIBUS DP 來尋址。在切換式配置中運行的 I/O 模塊只能插到 ET 200M 分布式 I/O 設備中。

通過 PROFIBUS DP 連接到中央控制器。

I/O 冗余

冗余 I/O 模塊以冗余方式成對配置。使用冗余 I/O 可以實現(xiàn)高程度的可用性，因為通過這種方式，可以承受 CPU、PROFIBUS 或信號模塊出現(xiàn)故障。

可進行實現(xiàn)以下配置：

• 單側 DP 從站采中采用冗余 I/O
• 切換式 DP 從站采用冗余 I/O

適宜的 I/O 模塊

相互冗余的模塊必須為同一類型和設計形式（例如，均為集中式或均為分布式）。不對插槽進行規(guī)定。不過，出于可用性原因，建議在不同的站中使用。關于可以使用的模塊，請咨詢系門子客戶支持部門或參閱相關手冊。

FM 和 CP 冗余

功能模塊 (FM) 和通信處理器 (CP) 可在兩種不同配置中使用：

• 切換式冗余配置：
  可以雙重連接 FM/CP 以將 ET 200M 或一個交換式 ET 200M 分離。
• 雙通道冗余配置：
  可將 FM/CP 插到兩個子單元中或插到與子單元相連的擴展單元中（參見單側配置）。

此時可以不同方式實現(xiàn)模塊冗余：

• 由用戶編程：
  在功能模塊和 SIMATIC 通信處理器上，通常可由用戶對冗余功能進行編程。將會確定主動模塊并檢測可能的故障以執(zhí)行切換。所需的程序與配有冗余 FM/CP 的單個 CPU 的程序一致。
• 由操作系統(tǒng)直接提供支持。
  對于 SIMATIC NET-CP 443-1，操作系統(tǒng)直接支持冗余。有關詳細信息，請參見“通信”下面的內(nèi)容。

S7-400F/FH

故障安全型 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)可根據(jù)需求進行不同配置：

單通道、單側 I/O，用于 S7-400F

工廠需要使用故障安全型控制器。無需容錯。需要下列部件：

• 1 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 1 條 PROFIBUS DP 總線。
• 帶有 IM 153-2 的 ET 200M。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設計。

發(fā)生故障時，I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

單通道、切換式 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側需要有容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 1 個 ET 200M ，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，采用非冗余設計。

若 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線出現(xiàn)故障，控制器仍保持可用。在故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時，I/O 不再可用。故障安全信號模塊被禁用。

冗余、切換式 I/O，用于 S7-400FH

工廠需要使用故障安全型控制器。CPU 側和 I/O 側需要容錯功能。需要下列部件：

• 2 個 CPU 414-4H/417-4H，含 F-Runtime 許可證。
• 2 條 PROFIBUS DP 總線。
• 2 個 ET 200M，帶 2 個 IM 153-2（冗余）。
• 故障安全信號模塊，冗余設計。

在 CPU、IM 153-2 或 PROFIBUS DP 總線、故障安全信號模塊或 ET 200M 出現(xiàn)故障時，控制器仍保持可用。

在 S7-400F/FH 自動化系統(tǒng)中，也可以使用標準模塊。這些設備不能與故障安全模塊在同一個 ET 200M 中一起使用。

通信

中央控制器和 ET 200M 之間的安全相關通信和標準通信是通過 PROFIBUS DP 實現(xiàn)的。通過專門開發(fā)的 PROFIBUS 行規(guī) PROFIsafe，可在標準數(shù)據(jù)報文中傳輸與安全功能相關的用戶數(shù)據(jù)。無需附加的硬件組件，如專用安全總線。所需的軟件既可以作為操作系統(tǒng)的擴展功能集成在硬件組件中，也可作為經(jīng)過認證的軟件塊裝載到 CPU 中。

帶有隔離模塊的安全等級

在 ET 200M 中隔離模塊具有以下優(yōu)點：

• 可以使用銅質(zhì)總線電纜來建立 PROFIBUS DP 總線。沒有必要使用光纖電纜。
• 每個 IM 153-x 都可以使用。
• 在一個 ET 200M 中，可以混合使用安全模式下的故障安全信號模塊和 S7-300 標準模塊。

若需要取得安全等級 SIL 2，則無需使用隔離模塊。

SIMOTION 系統(tǒng)由三個部分組成：

• 工程組態(tài)系統(tǒng)
  通過工程組態(tài)系統(tǒng)，可在一個集成化的系統(tǒng)中來解決運動控制、邏輯和技術任務，它提供了用于編程和參數(shù)分配、測試和調(diào)試以及診斷所有必要工具。
• 運行版軟件模塊
  這些模塊提供了各種運動控制功能和技術功能。通過選擇適宜模塊，可針對特定機器來定制系統(tǒng)功能。
• 硬件平臺
  各種平臺使 SIMOTION 運動控制系統(tǒng)成為一個完整系統(tǒng)。使用工程組態(tài)系統(tǒng)和相關運行版軟件模塊開發(fā)的應用程序可在不同硬件平臺上使用，從而使您能夠針對特定機器選擇適宜的平臺。

運動控制解決方案“西門子制造”

依托強大的創(chuàng)新能力、行業(yè)內(nèi)的專有技術以及客戶借助自動化解決方案獲得的顯著收益，西門子成為全球范圍內(nèi)的運動控制系統(tǒng)供應商之一。因此，我們能夠提供不同領域的成功案例供您參考。

面向各個行業(yè)推出的創(chuàng)新型產(chǎn)品、系統(tǒng)、
解決方案和

Siemens 運動控制系統(tǒng)能夠達到非常高的要求：所有產(chǎn)品通過使用新的技術，具有強大的功能和極高的質(zhì)量。此外，各個系統(tǒng)和產(chǎn)品以佳方式相互搭配，因此始終可以輕松自如地組合到經(jīng)濟型機器解決方案中。

下文將以運動控制系統(tǒng) SIMOTION 和驅動系統(tǒng) SINAMICS 為例。這些產(chǎn)品構成了一個創(chuàng)新型系統(tǒng)平臺，利用該平臺，可對機器設備進行佳調(diào)整以滿足特定要求。因此，對于各種不同的行業(yè)，例如包裝、塑料和玻璃、木材和金屬、紡織和印刷等，均可找到佳的可滿足未來需要的經(jīng)濟型運動控制解決方案，這些解決方案可根據(jù)不斷出現(xiàn)的新要求而輕松進行擴展，并且可以與我們的高性能伺服電機、直線電機、轉矩電機和標準電機配合使用。

此外，在機器的整個生命周期內(nèi) Siemens 都為客戶提供支持，例如在全球 130 個/地區(qū)的超過 295 個點提供售前和售后，或者針對運動控制解決方案提供諸如應用咨詢和機電支持等專項。

應用支持：
通向解決方案的安全之路

設在中國、法國、德國、意大利、土耳其和美國的多個應用中心都提供現(xiàn)場專家和應用顧問，他們會為客戶的項目提供全程指導，從規(guī)劃到啟動，從初的構想到機器真正運轉。

應用咨詢包括：

• 項目的規(guī)劃和執(zhí)行
• 通過測試配置和仿真進行技術驗證
• 開發(fā)需求和功能規(guī)范
• 應用研討會和客戶特定的培訓課程

雙贏的合作伙伴關系

在此合作期間，Siemens 不但為客戶提供支持，而且將其作為系統(tǒng)和組件開發(fā)過程中的技術合作伙伴，終獲得實用的并能滿足未來需要的自動化解決方案。

Siemens 通過這種方式幫助客戶提高生產(chǎn)率，競爭力和長期盈利能力。

SIMOTION 可用于執(zhí)行運動控制任務的所有機器而不管是從簡單的運動控制還是高性能應用。重點是要獲得一個可用于完成廣泛的運動控制任務的簡易而靈活的解決方案。

SIMOTION 的運行基礎是將運動控制與在大多數(shù)機器上所常見的兩個其他控制功能融合在一起：PLC 和工藝功能。

這種方法意味著可以在同一個系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)軸的運動控制和全面機器控制。對于技術功能來說也是如此，如對一個液壓軸實施的壓力控制。可以實現(xiàn)從位置控制定位模式到壓力控制模式的平穩(wěn)切換。

將運動控制、PLC 和技術功能三種開環(huán)控制功能組合在一起具有以下優(yōu)點：

• 工程組態(tài)費用降低，機器性能提高
• 快速的系統(tǒng)響應 - 不再需要各個部件之間對時間要求嚴格的接口
• 簡便、統(tǒng)一和透明的編程以及整個機器的診斷

SIMOTION 系統(tǒng)由三個部分組成：

工程組態(tài)系統(tǒng)

SCOUT 可將運動控制、PLC 和技術功能集中到一個全面的集成系統(tǒng)中，并提供了所有必要工具：編程與參數(shù)化、測試與調(diào)試、診斷。

運行軟件

運行軟件為循環(huán)任務和順序任務提供了高性能的執(zhí)行系統(tǒng)。運行軟件模塊提供了各種 PLC 功能、運動控制功能和工藝功能。通過選擇合適的模塊，系統(tǒng)的總體功能可與機器靈活適應。

硬件平臺

硬件平臺是 SIMOTION 運動控制系統(tǒng)的基礎。使用工程組態(tài)系統(tǒng)和相關運行版軟件模塊創(chuàng)建的應用程序可在不同硬件平臺上運行。

實現(xiàn)自動化解決方案的快途徑

西門子提供了廣泛的特定領域解決方案，可用來降低組態(tài)成本，加快項目完成，并更快速地成功實現(xiàn)自動化系統(tǒng)。

使用 SIMOTION easyProject 項目生成器，用戶可顯著加快機器應用中標準化項目框架的創(chuàng)建。