西門子PLC卡件CPU315-2 PN/DP

西門子PLC卡件CPU315-2 PN/DP

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上海晉營自動化科技有限公司
 
  ：喬 靜
 
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防爆型模塊可作為自動化系統(tǒng)的相關(guān)部件在化工廠中使用。 它們可用于檢測儀表及設(shè)備控制。

應(yīng)用領(lǐng)域：

• 化工/石化工業(yè)
• 煤氣工業(yè)
• 遠(yuǎn)洋技術(shù)
• 運輸（如油罐，油罐車）
• 汽車工業(yè)（如噴漆車間）
• 供電，配電等
• 電站
• 專門的機械工程（如印刷機，工業(yè)清潔機）

這些模塊不可以在有爆炸危險的區(qū)域使用，除非有其他保護裝置保護（例如密封機殼）。

該模塊被認(rèn)證為可以連接在有爆炸危險的 1 區(qū)和 2 區(qū)里設(shè)置的本質(zhì)安全傳感器和執(zhí)行器。

該模塊可用于：

• 在 SIMATIC S7-300 可編程控制器中
• 在遠(yuǎn)程 ET 200 M I/O 裝置中，可作為所有 SIMATIC S5/S7/505 可編程控制器的分布式 I/O 及作為所有 PROFIBUS-DP 網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)從站
• 西門子PLC卡件CPU315-2 PN/DP

特性 電 話：（同號）

• 防爆模塊采用的系統(tǒng)技術(shù)與其它 S7-300 模塊相同，因此它們可在一個配置中一起使用。
• 電隔離
• 為模塊編碼以防用錯
• 通過模塊為傳感器和執(zhí)行器供電
• 模塊的輸入和輸出端可以直接連接，無需隔離放大器或變送器供電
• 可通過軟件重新連接
• 模板具有診斷能力
• 減少規(guī)劃、安裝和文本等方面的開銷
• 占用開關(guān)柜的空間少
• 在 ET 200 M 中使用該模塊時，可以與所有的 SIMATIC 可編程控制器連接，并可作為標(biāo)準(zhǔn)從站與所有的 PROFIBUS-DP 網(wǎng)連接。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

模塊中的非本質(zhì)安全電路與本質(zhì)安全電路彼此光電隔離。 通過EX模塊為傳感器和執(zhí)行器供電。

EX總線單元的端子塊為藍(lán)色。 本質(zhì)安全電路的識別記號一般與 DIN VDE 0165的規(guī)定*。 做上此記號的裝置不得挪作他用。

經(jīng)認(rèn)證為本質(zhì)安全的傳感器和執(zhí)行器可以與EX輸入/輸出連接。

如果組態(tài)時防爆模塊和其他模塊彼此相鄰，則防爆模塊和其他模塊之間必須插一塊LK 393板。

當(dāng)將本質(zhì)安全設(shè)備與相關(guān)的電氣設(shè)備互相連接時，必須滿足下列前提：

PTB 認(rèn)證

SIMATIC S7 Ex 模塊 [EEx ib] IIC 認(rèn)證，也就是說，他們可當(dāng)作相關(guān)裝置，必須安裝在可能發(fā)生爆炸區(qū)域之外。 可以連接 1 區(qū)和 2 區(qū)用的本質(zhì)安全型裝置。 此認(rèn)證適用于 Groups IIA..IIC 的爆炸型氣體混合物。 作為手冊一部分，與安全相關(guān)的極限值可在證書中找到。

FM 認(rèn)證

FM 認(rèn)證 FM CL.1， DIV.2， GP.A， B， C， D， T4 已經(jīng)完成。

Ex I/O S7-300, ET 200M 參考手冊

該手冊概要描述了防爆，及防爆的其他信息。 手冊涉及以下主題：

• 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定
• 主要和次要防爆
• 保護類型

另外，手冊包含了使用EX I/O所需的資料，包括：

• 樓宇防爆系統(tǒng)
• 危險區(qū)域的安裝
• S7-300 EX I/O 的應(yīng)用: 集中式（S7-300）和分布式（SIMATIC上的ET 200 M，或作為標(biāo)準(zhǔn)從站）
• 規(guī)劃和組態(tài)文檔

功能

EX 模塊的主要任務(wù)是將防爆現(xiàn)場的本質(zhì)安全電路與PLC內(nèi)部的非本質(zhì)安全電路彼此隔離。

防爆型數(shù)字量和模擬量輸入/輸出模塊是屬于本質(zhì)安全保護型的“相關(guān)電氣設(shè)備”（ 按照 DIN EN 50020，標(biāo)記為 [EEx ib] IIC）。 他們包括有非本質(zhì)安全型電路及本質(zhì)安全型電路。

提供給用戶的本質(zhì)安全型保護有以下優(yōu)點：

• 在運行期間易于更換本質(zhì)安全設(shè)備
• 即使在運行期間也可以對被測量的系統(tǒng)進行簡單的測量和校準(zhǔn)
• 即使系統(tǒng)沒有關(guān)閉，也可以在本質(zhì)安全電路上工作
• 機殼價格低廉（如密封機殼）
• 可以與不同制造商的本質(zhì)安全設(shè)備相互連接
• 在化工業(yè)中經(jīng)現(xiàn)場驗證的保護形式

數(shù)字量輸出模塊用于從控制器向過程變量輸出數(shù)字量信號。數(shù)字量輸出模塊把 S7-300 的內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換成過程所要求的外部信號電平。

用于連接電磁閥、接觸器、小功率電機、燈和電機啟動器。

任何數(shù)字服務(wù)都必須倚賴一個強大的技術(shù)平臺。平臺的搭建是企業(yè)走向“工業(yè)4.0”的基礎(chǔ)和核心競爭力，也是中國企業(yè)尋求突破的當(dāng)務(wù)之急。

三年前，德國政府在漢諾威工業(yè)博覽會上*提出的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，不僅迅速成為該國的一張新標(biāo)簽，而且在世界各地激發(fā)了廣泛的探討和實踐熱情。美國不甘人后，以通用電氣（GE）為代表的企業(yè)開始在推廣“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”。正在進行經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的中國，亦從頂層設(shè)計層面推出“中國制造2025”。一場針對工業(yè)數(shù)字化、自動化和智能化的“戰(zhàn)爭”開始打響。

“工業(yè)4.0”被解讀為繼蒸汽技術(shù)、電力技術(shù)、信息技術(shù)革命后的第四次工業(yè)革命。它描繪的是這樣一幅“藍(lán)圖”：在未來工廠中，人類、工件和生產(chǎn)設(shè)備將彼此通信，生產(chǎn)線將實現(xiàn)全面網(wǎng)絡(luò)化并自主控制生產(chǎn)過程，不僅顯著縮短研發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、減少資源使用，使經(jīng)濟效益zui大化，更核心的是從大規(guī)模批量生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向?qū)€性化需求的滿足。

比照上述標(biāo)準(zhǔn)，*賽迪研究院裝備工業(yè)研究所所長左世全認(rèn)為，在“工業(yè)4.0”領(lǐng)域**代表性的企業(yè)是西門子（SIEMENS）和GE。左世全是*“制造強國戰(zhàn)略”研究項目參與者之一，而該項目正是《中國制造2025》的前身。

不過，“盡管GE從物聯(lián)網(wǎng)角度切入，主攻智能服務(wù)，符合廣義的‘智能制造’概念，但西門子更偏重工廠生產(chǎn)方式的變革，抓住了‘工業(yè)4.0’的核心。”5月3日，左世全在接受界面新聞記者采訪時稱，目前在控制系統(tǒng)和工廠生產(chǎn)解決方案上更占優(yōu)勢的西門子，更接近“工業(yè)4.0”的要求。

作為“德國制造”的代名詞，西門子得益于德國政府的主推，在智能制造領(lǐng)域先試先行。這家擁有近170年歷史的工業(yè)企業(yè)，正在進行“由硬到軟”的轉(zhuǎn)變。

不同于以往單純依靠電氣工程技術(shù)，西門子已將信息技術(shù)作為業(yè)務(wù)主驅(qū)動。其瞄準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，集成了目前*的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以及生產(chǎn)過程軟件套件和各類硬件。如西門子產(chǎn)品生命周期管理（PLM）軟件、工業(yè)設(shè)計軟件（Comos）、全集成自動化工程軟件（TIA）、過程控制系統(tǒng)SIMATIC PCS 7和仿真軟件Simit等等。

盡管西門子曾表示，其將在2030年才能真正步入“工業(yè)4.0”，但對于仍在摸索初期的中國企業(yè)，依然值得借鑒。

自己生產(chǎn)自己

在德國巴伐利亞州東部小城紐倫堡，有一座外形毫不起眼的電子制造工廠，卻被稱為歐洲乃至的工廠之一。

安貝格工廠外景。攝影：熊少翀

成立于1989年的安貝格電子制造工廠（德文縮寫：EWA），是西門子旗下zui重要的Simatic可編程邏輯控制器（PLC）及相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。目前，其生產(chǎn)的產(chǎn)品型號超過1000種。這些產(chǎn)品用于控制機械設(shè)備和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，可節(jié)省時間和資金，并提高產(chǎn)品合格率。

Simatic控制器。攝影：熊少翀

依賴于自動化系統(tǒng)生產(chǎn)效率提升，自投產(chǎn)至今，安貝格在工廠生產(chǎn)面積始終保持約一萬平方米、員工數(shù)量保持約1200名不變的情況下，產(chǎn)能提升了八倍。在三班制生產(chǎn)中，安貝格每年生產(chǎn)約1500萬件Simatic產(chǎn)品。按每年生產(chǎn)230天計算，平均每秒就能生產(chǎn)出一臺控制設(shè)備。

產(chǎn)品合格率亦大幅提高。相比于該工廠成立zui初的每百萬次電子產(chǎn)品加工過程出錯500次，現(xiàn)在出錯率只有12次。

“安貝格是自己生產(chǎn)自己。”該工廠產(chǎn)品工程師ChristophRaum介紹稱，Simatic設(shè)備不僅在安貝格工廠被大量生產(chǎn)，而且遍布自身生產(chǎn)線，控制Simatic產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，從而實現(xiàn)自身生產(chǎn)的高度自動化。

在安貝格工廠內(nèi)部，所有生產(chǎn)線和員工辦公區(qū)域有機分布其中。尚處于生產(chǎn)過程中的設(shè)備工件，在錯綜復(fù)雜的自動化傳輸線上有序流轉(zhuǎn)，它們像“自然人”一樣，明確知道自己的目的地。在每一個分岔路口，工件會暫停1-2秒，然后選擇正確的去向。

安貝格工廠內(nèi)部。攝影：熊少翀

工件在生產(chǎn)線上自動流轉(zhuǎn)。攝影：熊少翀

Christoph解釋稱，生產(chǎn)線上的所有工件都已在虛擬環(huán)境中進行規(guī)劃，有自己的“名稱”和“地址”，具備各自的身份信息，因此“知道”什么時候、哪條生產(chǎn)線或哪個工藝過程需要它們。工件在運輸線分岔路口暫停，是在識別去向信息。

到達(dá)加工中心后，工件被識別出來，生產(chǎn)設(shè)備實時調(diào)用所需要的全部加工信息，并自動調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。加工過程中，產(chǎn)品的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，都儲存在自己的“數(shù)字化產(chǎn)品記憶庫”中，以便精確追蹤生產(chǎn)的每個步驟。加工完成后，通過光學(xué)設(shè)備或其它測量設(shè)備對工件自動進行檢測，在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)并剔除不合格的產(chǎn)品。

如果機器設(shè)備需要補給或者維護保養(yǎng)，則在缺料或故障產(chǎn)生之前發(fā)出請求。系統(tǒng)會記錄所使用的資源數(shù)量，并對庫存及時更新。

在安貝格工廠的整個生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)設(shè)備和計算機自主處理了75%的流程工作，剩余工作則由人工完成。例如在生產(chǎn)過程之初，員工需要用手工將印刷電路板安裝在生產(chǎn)線上。

界面新聞記者注意到，在生產(chǎn)線中，亦有一些來自美國自動化生產(chǎn)商Adept的工業(yè)機器人手臂在一個個小型透明玻璃工作間中，為生產(chǎn)線上流動的工件裝載元器件。

盡管如此，安貝格工廠依然強調(diào)人工的重要性。“即便在高度自動化的生產(chǎn)環(huán)境中，人類的創(chuàng)造力、經(jīng)驗，以及評估判斷實際狀況的能力暫時還不能被機器人替代。”Christoph告訴界面新聞記者，出于現(xiàn)有機器人的發(fā)展水平，以及綜合成本考慮，安貝格暫時無法引進更多機器人作業(yè)。

輸出“工廠數(shù)字化”

除了建造自己的數(shù)字化工廠，西門子還有意為朝著“數(shù)字化”方向轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)企業(yè)輸出全套解決方案，從而使自身成為數(shù)字化企業(yè)的總攬平臺。

德國啤酒享譽，可追溯至中世紀(jì)的傳統(tǒng)釀酒行業(yè)成為西門子自動化解決方案瞄準(zhǔn)的*市場。

在德國巴伐利亞州*慕尼黑，有一座600余年歷史的老牌啤酒廠Spaten Brewery（涌泉啤酒廠），去年啤酒的產(chǎn)量為2.5億升。在德國激烈的啤酒行業(yè)競爭中，其*穩(wěn)居*。

啤酒的釀造過程包括原料制備、糖化、發(fā)酵、過濾、灌裝、口味測試等復(fù)雜過程。幾個世紀(jì)以來，人們想要暢飲高品質(zhì)啤酒，只能倚賴釀酒大師對啤酒花、麥芽、酵母和水的精準(zhǔn)掌控。人為因素的不確定性，并不能保證同一個品牌的啤酒始終具備同一種口感。

“這個行業(yè)需要全自動化工藝，在糖化和發(fā)酵過程中精準(zhǔn)控制溫度、壓力、時間、濃度、電導(dǎo)率和稱重等可比參數(shù)。”涌泉啤酒廠的員工Andreas Huber告訴界面新聞記者，這不僅能降低成本，增加產(chǎn)量，而且將人為出錯的可能性降至zui低，確保品質(zhì)的穩(wěn)定性。

技術(shù)規(guī)范