西門子處理器CPU314C-2PTP

西門子處理器CPU314C-2PTP

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上海晉營自動化科技有限公司

 
  ：喬 靜
 
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西門子處理器CPU314C-2PTP

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以“運謀交通，思行深遠”為主題，西門子亮相于2017年10月26至29日在上海展覽中心舉行的第十四屆現(xiàn)代化鐵路技術裝備展覽會。西門子通過*的VR虛擬技術、生動的觸屏演示以及豐富的產(chǎn)品模型和實物展示，呈現(xiàn)了在軌道車輛領域前沿的科技技術、軌道方面的新進展以及數(shù)字化服務解決方案。

“在‘十三五’期間對交通運輸體系的建設提出了新的目標——到2020年基本建成、便捷、、綠色的現(xiàn)代綜合交通運輸體系。西門子憑借在技術領域的不斷創(chuàng)新以及范圍的成功，成為交通行業(yè)在數(shù)字化時展的佳合作伙伴，并帶來了行業(yè)內(nèi)為前沿的產(chǎn)品和解決方案。”西門子（）有限公司執(zhí)行副總裁、西門子主要市場國交通集團總裁荷駿飛（Frank Hagemeier）表示。

展示交通領域的前沿科技

在亮相的ICE4高速列車無疑是西門子展臺的亮點之一。作為西門子為德國聯(lián)邦鐵路公司（Deutsche Bahn）打造的全新一代高速列車，ICE4以舒適、靈活、輕便的特性贏得歐洲市場的青睞。列車基于西門子動力車廂（Powercar）的概念，實現(xiàn)靈活編組，車廂數(shù)量從5到14節(jié)不等，從而不同運輸任務的多樣化需求，為城際交通運輸樹立了新的。西門子還展示了城際和輕軌車輛的新平臺及豐富的案例。

西門子展出的Neo Val無人值守膠輪輕軌模型（全自動旅客捷運）可及城市高達每小時35000人的中運量客流需求。該可根據(jù)不同時段客流量實時列車的發(fā)車間隔并增減列車車次，短行車間隔可達70秒，并能保證全天候不間斷運行。與此同時，該擁有建設、成本低，地形適應能力強等優(yōu)勢，并采用橡膠輪胎，保證噪音低、振動小，乘坐舒適，適合在及城市。自1983年在法國里爾使用至今，無人值守膠輪輕軌模型已在十幾條線路上。

有軌電車及軌道助力實現(xiàn)軌道交通里程的突破

今年3月發(fā)布的《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》中提出，到2020年城市軌道交通里程比2015年增長近一倍。多年來，西門子在有軌電車和地鐵領域攜手合作伙伴，共同為行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造價值。

西門子Combino plus有軌電車目前已在多個城市成功，包括廣州海珠區(qū)、江蘇淮安、武漢大漢陽和深圳龍華新區(qū)?；谖鏖T子近140年的有軌電車制造和研發(fā)，該平臺除了擁有載客量大、高舒適度和靈活性等優(yōu)勢，還采用了新的環(huán)保型超級電容儲能式無網(wǎng)技術，能夠更好地契合城市景觀，簡化線路區(qū)間建設。通過全再生制動能量回饋收集技術，可約30%的整體能耗。此外，在整個產(chǎn)品周期均可實現(xiàn)客戶定制化理念。西門子全新一代有軌電車模型也在本屆展會上精彩亮相。

此外，西門子 Trainguard MT 自動列車控制可實現(xiàn)地鐵的全自動無人駕駛（UTO）。該具備、節(jié)能的運行能力，使商能夠靈活應對預期外的高客流，并在短時間內(nèi)列車。目前，在有15座城市共33條地鐵線路正在使用西門子的和產(chǎn)品。此次展會，觀眾可以通過VR虛擬技術，以駕駛員的視角西門子基于通信的列車控制（CBTC）軌道交通的性能。

由西門子有限公司（SSCX）結合的實際情況進行本地化設計、生產(chǎn)的高產(chǎn)品也在此次展會上展出，其中包括CKA 型道岔分動外鎖閉裝置、軌道空閑檢測產(chǎn)品ACM 200 計軸 和SIDIS W緊湊型道岔診斷。作為鐵路產(chǎn)品的主要供應商之一，西門子有限公司的產(chǎn)品已廣泛服務于客運專線鐵路、高速鐵路以及城市地鐵。

西門子的電氣化產(chǎn)品，包括直流保護和控制裝置、牽引供電用直流開關等也在此次展會展出，出西門子對軌道交通電氣化發(fā)展的支持。

“憑借我們在干線、城際、城市及道路交通領域的豐富及創(chuàng)新解決方案，西門子讓交通更、更智能，從而為蓬展的城市群提供可靠的保障并為智能城市交通發(fā)展保駕護航。攜手合作伙伴及客戶，我們期待進一步挖掘市場的巨大潛力。”荷駿飛表示。

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關于西門子在

西門子股份公司是的技術企業(yè)，創(chuàng)立于1847年，業(yè)務遍及200多個，專注于電氣化、自動化和數(shù)字化領域。作為大的能源和資源節(jié)約型技術供應商之一，西門子在發(fā)電和輸電解決方案、基礎設施解決方案、工業(yè)自動化、驅動和解決方案，以及成像設備和實驗室診斷等領域占據(jù)地位。西門子自1872年，140余年來以創(chuàng)新的技術、的解決方案和產(chǎn)品堅持不懈地對的發(fā)展提供支持，并以出眾的品質(zhì)和令人信賴的可靠性、的技術成就、不懈的創(chuàng)新追求，在業(yè)界獨樹一幟。2016財年（2015年10月1日至2016年9月30日），西門子在的總營收達到64.4億歐元，擁有約31000名員工。西門子已經(jīng)發(fā)展成為社會和經(jīng)濟不可分割的一部分，并竭誠與攜手合作，共同致力于實現(xiàn)可發(fā)展。

兒童和成人用一次性紙尿片由一種聚酯絨毛和一種由纖維素材料制成的吸水芯層組成。式的紙尿片可通過尼龍搭扣或按扣進行固定。若要經(jīng)濟有效地生產(chǎn)紙尿片，不僅需要高精度的機器，而且還要有高度靈活性。

機器要求

生產(chǎn)工藝需要使用各種不同的工藝功能，例如：

• 同步操作
• 凸輪
• 卷繞機
• 沖形
• 沖壓
• 自動換卷

這些過程可通過高性能運動控制系統(tǒng)和動態(tài)驅動器來實現(xiàn)。SIMOTION 運動控制系統(tǒng)、SINAMICS S120 和高動態(tài) 1FK7 電機是這種應用的理想解決方案。該解決方案因全面的 HMI 產(chǎn)品和分布式 I/O 部件而變得*無缺。

整個過程可通過單一系統(tǒng)來實現(xiàn)：從基材的展開，一直到?jīng)_出不同形式的尿片、為尿片充以纖維素材料并將它們輸送到包裝機。

功能模塊的例子：

• 帶材料存儲裝置的卷繞機控制裝置，無需將機器制動即可自動換卷
• 粘合裝置
• 橫切機模塊
• 縱向切斷機
• 用于獲得恒定的卷張力的張力或浮輥控制
• 沖壓模塊
• 印刷模塊、印刷標記補償
• 進行質(zhì)量檢驗以檢測、跟蹤和拒絕有缺陷的產(chǎn)品

自動化系統(tǒng)的要求如下：

• 通過增加循環(huán)時間來提高生產(chǎn)效率
• 可節(jié)省產(chǎn)品切換時的機器調(diào)整時間
• 包括適用于所有機器的診斷功能以防止發(fā)生停產(chǎn)
• 具有模塊化的軟件和硬件結構，可實現(xiàn)定制機器配置和機器調(diào)整
• 可將所有驅動器進行綜合聯(lián)網(wǎng)和同步以提高產(chǎn)品質(zhì)量
• 可針對各種材料和工藝對軟件進行參數(shù)化和調(diào)整
• 可參數(shù)化和模塊化的軟件和硬件再加上自動工程組態(tài)，可削減工程組態(tài)和調(diào)試的時間與成本
• 用戶友好的操作和可視化
• 硬件可擴展以減少部件種類

通過優(yōu)化的自動化和驅動方案，可以產(chǎn)生高度靈活的機器，它們可通過縮短產(chǎn)品切換時的調(diào)整時間來提高生產(chǎn)效率，并可滿足市場上對zui終產(chǎn)品的不斷增長的要求。通過使用統(tǒng)一的運動控制系統(tǒng)，還可以降低材料廢品數(shù)量，從而提高機器的整體成本效益。

通過使用 PROFINET，可以

• 在自動化部件和驅動部件之間有效交換數(shù)據(jù)
• 將該網(wǎng)絡集成到上位制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES) 中

尿片加工機拓撲示例

尿片加工機的拓撲

通過優(yōu)化的自動化與驅動方案，可以實現(xiàn)高度靈活的機器配置。若選擇將高性能 SIMOTION 運動控制系統(tǒng)與帶有高動態(tài) 1FK7 電機、可用于所有功能模塊（如卷繞機控制裝置、粘合裝置、橫切機模塊、印花或印刷模塊）的 SINAMICS S120 系列動態(tài)變頻器結合使用，則可以全面提高機器的成本效益。使用 PROFINET 的優(yōu)點是，可在自動化部件與驅動部件之前進行高效數(shù)據(jù)交換，并可以將該網(wǎng)絡集成到上位制造執(zhí)行系統(tǒng) (MES) 中。

起絨布折疊機或交叉折疊機布置在梳棉機和針織機之間的無紡布紡織機中。在應用中，每個單位面積內(nèi)從梳理機出來的纖維織網(wǎng)很少具有每個單位面積的必要物料。因此，交叉折疊機在網(wǎng)層之間鋪設的層數(shù)應符合特定應用的要求。

要解決的任務是實現(xiàn)單位面積上重量恒定的同時，對恒速輸入的網(wǎng)進行間歇地堆疊。將材料傳輸?shù)焦┝陷斔蛶Ш透采w輸送帶之間的實際鋪設位置。兩個拖板在垂直于機軸的輸送帶上以之字形將網(wǎng)堆成層。

較低的一個拖板的運動決定了產(chǎn)品的寬度，較高的一個拖板起一個材料緩沖器的作用，以補償供料輸送帶與堆層拖板間的速度差。

兩個拖板間的運動關系也受到過程參數(shù)的影響，如網(wǎng)延長到邊上，也稱為仿形切削。使用不帶附加傳動裝置的伺服電機執(zhí)行高動態(tài)反向運動。

材料橫街部分要求的層數(shù)和羊毛強度（按每平方米每克計算）由輸入和輸出間的速率決定。

該機器滿足以下自動化要求：

• 系統(tǒng)響應更高
  精確的網(wǎng)邊緣的回轉運動
• 滿足不同材料
  對橫向進給曲線靈活性的要求
• 纖維網(wǎng)的
  高速無氣流分層

羊毛折疊機的原理

下述的SIMOTION自動化方案具有以下優(yōu)點：

• 因為采用實時凸輪計算所以節(jié)省內(nèi)存空間
• 靈活的參數(shù)調(diào)整使得安裝更加快捷和方便
• 用于集成軟件參數(shù)過程的可擴展開放式軟件菜單
• 產(chǎn)品改變時，靈活性高，重設時間短
• 配方存儲器使其可以進行大批量地重復生產(chǎn)
• 基于圖形的編程使其具有高度友好的用戶環(huán)境
• 因綜合診斷工具和通過SIMOTION SCOUT的對話控制而獲得的透明度
• 使用 SIMOTION 和 SIMATIC S7 可編程邏輯控制器可以輕松地對工藝中涉及的所有機器（例如梳棉機和針織機）進行自動化并將它們網(wǎng)絡連接成一條生產(chǎn)線。
• 與該過程相關的機器數(shù)據(jù)可在SIMATIC 面板 MP 277 上通過WinCC/ProTool/Pro應用程序的獲取，并能通過OPC接口（工業(yè)以太網(wǎng)）提供操作數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

自動化解決方案

SINAMICS S120 與 1FK7 高動態(tài)伺服電機組合用作驅動系統(tǒng)。SIMOTION 作為開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，允許*在在一個單一的系統(tǒng)中執(zhí)行運動控制、PLC 和技術任務。

即使在使用大量工藝數(shù)據(jù)的情況下，這也可以實現(xiàn)較短的循環(huán)時間。

使用 SCOUT 工程系統(tǒng)（使用凸輪）對單獨循環(huán)內(nèi)的復雜運動順序進行編程。SCOUT 支持圖形編程（運動控制圖表）以及更熟悉的 PLC 功能，如梯形圖邏輯、功能塊圖或高級語言（結構化文本）。

該自動化解決方案的特點：

• 敷設小車的橫向曲線形態(tài)的計算和實時調(diào)整
• 通過 PROFIBUS 將數(shù)據(jù)傳輸至驅動器
• 換算跟蹤誤差偏置或在推斷出整個輪廓并在相關的鋪設臺車路線中應用
• 面板可用于可視化和操作，通過觸摸屏或鍵盤操作，可以通過 PROFIBUS 連接到自動化系統(tǒng)
• SIMOTION 和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過 OPC 服務器通訊，憑借瀏覽器質(zhì)量保證基于 Windows 的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

使用 SIMOTION D 和 SINAMICS S120 的自動化解決方案示例

硬件中斷

通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且，可以觸發(fā)針對信號變化的響應。

• 數(shù)字量輸入模塊：
  根據(jù)參數(shù)設置的不同，針對每個通道組，當信號狀態(tài)發(fā)生改變時，模塊都可以發(fā)起硬件中斷，觸發(fā)沿可以選用上升沿、下降沿或者混合使用上升沿和下降沿。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關的診斷中斷塊（OB 40）。信號模塊可以緩沖一次中斷/通道。
• 模擬量輸入模塊：
  通過上限值和下限值的參數(shù)值，可以設定其工作范圍。模塊將數(shù)字化測量值與這些極限值進行比較。當測量值違反了其中任何一個限定值時，就會觸發(fā)硬件中斷。CPU會中斷用戶程序或較低優(yōu)先級任務的執(zhí)行，并接下來執(zhí)行相關的診斷中斷塊（OB 40）。如果極限高于/低于過量程/欠量程，則無法進行比較。

S7-300F

運行模式

S7-300F的安全功能包含在CPU的F程序中，并且位于故障安全信號模塊之內(nèi)。

信號模塊采用差異分析方法和測試信號注入技術實現(xiàn)輸出和輸入信號的監(jiān)控。

借助周期性自檢、指令檢測、程序邏輯檢測和程序順序流檢測等方法，CPU可以檢測控制器是否工作正常。此外，通過“活躍標志（sign-of-life）”請求，還可以對I/O進行檢測。

若判定系統(tǒng)中存在故障，則將該系統(tǒng)切換至安全狀態(tài)。

編程

CPU 315F與安全有關的程序采用STEP 7語言的梯形圖（LAD）和功能圖（FBD）編制。與運行有關的功能范圍和數(shù)據(jù)類型均限于在此處設置。編譯時使用特定的格式和參數(shù)，可以創(chuàng)建安全相關程序。在單個CPU中，標準程序可以同時與故障安全程序一起運行（共存），無任何限制。

該軟件包的另一個組件是F庫，配有TUV認可的安全相關功能的編程實例。這些編程實例可以更改，但更改必須再次認證。

S7 F分布式安全選項軟件包

編制安全相關的程序段時，必須使用選項軟件包“S7 F Distributed Safety”。該軟件包含有創(chuàng)建F程序所需要的全部功能和塊。運行S7 F Distributed Safety必須安裝不低于V5.1SP3版的STEP 7。

Technical Specifications