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西門子200系列CPU224XP大事記

CPU模塊 全新的 S7-200 SMART 帶來兩種不同類型的 CPU 模塊，標準型和經(jīng)濟型，全方~位滿足不同行業(yè)、不同客戶、不同設(shè)備的各種需求。標準型作為可擴展 CPU 模塊，可滿足對 I/O 規(guī)模有較大需求，邏輯控制較為復雜的應(yīng)用 ；而經(jīng)濟型 CPU 模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。

制造業(yè)的未來

工業(yè)領(lǐng)域正在全球范圍內(nèi)發(fā)揮越來越重要的作用，是推動科技創(chuàng)新、經(jīng)濟增長和社會穩(wěn)定的重要力量。但與此同時，市場競爭也在變得愈發(fā)激烈?？蛻粜枰碌?、高質(zhì)量的產(chǎn)品，要求以更快的速度交付根據(jù)客戶要求而定制的產(chǎn)品。此外，還必須不斷提高生產(chǎn)力水平。只有那些能以更少的能源和資源完成產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，才能夠應(yīng)對不斷增長的成本壓力。

而這些困難都是可以克服的。解決方案就在于實現(xiàn)虛擬生產(chǎn)和與現(xiàn)實生產(chǎn)環(huán)境的融合，采用創(chuàng)新軟件、自動化技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)及服務(wù)。這些能夠縮短產(chǎn)品上市時間、提高生產(chǎn)效率和靈活性，幫助工業(yè)企業(yè)保持在市場上的競爭優(yōu)勢。

數(shù)字化升級

隨著消費升級和個性回歸，家居環(huán)境走向“量體裁衣”，定制風逐漸興起。然而實際上，個性化定制與大規(guī)模生產(chǎn)本來就是“魚與熊掌不可兼得”的矛盾體，如何應(yīng)對“家具生產(chǎn)‘4.0時代’的到來？這就需要數(shù)字化、柔性化的生產(chǎn)線，對砂光設(shè)備也不例外。

已成為木工后段加工設(shè)備代表性企業(yè)的磨克科技也敏銳的嗅到了這一市場趨勢，意識到木工后段加工必須從單機設(shè)備向整廠生產(chǎn)線創(chuàng)新，提升整廠通信能力和通信效率，以滿足客戶個性化大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

西門子憑借在數(shù)字化工廠領(lǐng)域的積累，在與磨克科技的合作中，引入SMART PLC V20 SMART LINE解決方案，據(jù)西門子運動控制部V20業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理董之峰介紹，每臺砂光設(shè)備要用8~15臺變頻器，SINAMICS V20變頻器通過西門子內(nèi)部USS協(xié)議，易于現(xiàn)有系統(tǒng)的整合，可以實現(xiàn)快速響應(yīng)。V20還支持MODBUS通信，可以輕松實現(xiàn)與第三方PLC的通訊。

不僅如此，SINAMICS V20變頻器與西門子SIMATIC S7-200 SMART控制器的*搭配應(yīng)用，實現(xiàn)了更佳的通信質(zhì)量和通信效率，這一優(yōu)化的解決方案使得磨克科技的設(shè)備整體穩(wěn)定性和控制水平達到了一個新的高度。從而輕松實現(xiàn)流程聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)混線生產(chǎn)，大大提高了客戶的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。

精細化作業(yè)

從原始的手工打磨進入到機器生產(chǎn)，砂光設(shè)備毫無疑問是家具生產(chǎn)過程中工藝精細化的工序，對速度和精度有著非常高的要求。以木門產(chǎn)品為例，如果木門在生產(chǎn)過程中不進行細細打磨，噴了底漆，貼上木皮，就表現(xiàn)不出平滑光潔的整體效果，門的整體質(zhì)量就會受到影響。

隨著市場消費的升級，消費者對家具產(chǎn)品的質(zhì)量要求也在不斷提高。在家具板件的砂光過程中，摩擦會產(chǎn)生熱量，同時形成木棉垃圾，影響設(shè)備的使用壽命和板面砂光質(zhì)量。因此家具板件的加工的原料和工藝決定了砂光機必須工作在高溫、多粉塵等惡劣環(huán)境下工作，因而，堅固、穩(wěn)定與可靠成為砂光設(shè)備對變頻驅(qū)動等電氣裝置的首要要求。

西門子SINAMICS V20變頻器-15%~15%的電壓波動可適應(yīng)的更為廣泛的供電電壓范圍，采用智能冷卻的設(shè)計理念，增強了魯棒性，使得變頻器具有很強的環(huán)境適應(yīng)力和耐受性而且，而且V20采用的電子防涂層技術(shù)，不會產(chǎn)生電路板短路現(xiàn)象，抗*力很強。董之峰表示，“V20的種種堅固性和可靠性設(shè)計，以及西門子品牌代表的高質(zhì)量產(chǎn)品，讓我們*可以適應(yīng)家居加工行業(yè)嚴苛的環(huán)境。”。

愛因斯坦在普林斯頓大學的辦公室門上掛著這句話：“不是所有可以計算的東西都是重要的，也不是所有重要的東西都可以被計算。”

李嘉誠說起自己早年就訂立的目標是：“建立自我，追求無我”。當有能力可以為自己年輕時期的理想做點什么的時候，就立即去做，不要再借口“生存”消耗掉自己余生的光陰。

自由無疑可以歸屬于愛因斯坦所提到的不可被計算的東西之列，也是李嘉誠奮斗成功之后追求的目標之一。我深深贊賞前輩的智慧和追求，并力踐之。但是自由不可能是某個人可以給予你的，只有自主的不懈努力和深層次的思考才能獲取真正的自由。

物質(zhì)上不自由，困頓難免；工作上不自由，才能無以充分發(fā)揮；身體上不自由，困厄中疾病纏身；精神上不自由，人生必然喪失前進的動力和方向。

自由是花，綻放才美！

行業(yè)用途：

1. 新舊替換 品質(zhì)接力——西門子SIMATIC在冰淇淋行業(yè)的突破

2. 為了滿足日益增長的產(chǎn)量需求，國內(nèi)某知名冰淇淋生產(chǎn)商決定將使用了20多年的Simatic S5系統(tǒng)全~面升級為Simatic PCS 7系統(tǒng)，同時增加一條年產(chǎn)量為12萬噸的混料生產(chǎn)線?；陂L期合作和品牌信賴，用戶選用了西門子TIA全集成自動化解決方案，并由上海西門子工業(yè)自動化有限公司（SIAS）的工程師們完成了全部實施工作。整個工程真正的實現(xiàn)了零停機無干擾遷移，在保持現(xiàn)有產(chǎn)量的前提下盡可能地加快改造進度，降低了改造風險及成本。

3. 炎炎夏日，美味的冰淇淋為我們帶來了冰爽和味覺上的雙重體驗，提到冰淇淋，誰能想到西門子為國內(nèi)某知名冰淇淋生產(chǎn)商提供的混料生產(chǎn)線已經(jīng)使用了20多年。

4. 冰淇淋的生產(chǎn)工藝主要分為混料及包裝兩大部分：混料可按次序分為原料預混、巴氏殺菌、均質(zhì)、老化等過程；包裝也可細分為灌裝成型、冷凍、裝箱、檢測等。其中混料車間是將各種原料按配方計算后，根據(jù)加工工藝要求按順序?qū)⑵浠旌?，所以混料過程直接影響到冰淇淋的口味。國內(nèi)某知名冰淇淋生產(chǎn)商工廠里的混料車間在20年前剛剛建立的時候就與西門子合作，選用的是當時的西門子Simatic S5自動化系統(tǒng)。20余年間，在西門子工程師們的呵護下，該系統(tǒng)一直穩(wěn)定運行，源源不斷的冰淇淋持續(xù)為炎炎酷暑帶來一絲清涼。

5. 隨著技術(shù)的不斷更新，在冰淇淋越來越熱銷的今天，該用戶決定將20多年前的Simatic S5老系統(tǒng)升級為~新的Simatic PCS 7系統(tǒng)。除了改造原來的系統(tǒng)外，用戶又添加了一條新的生產(chǎn)線，同樣選擇了西門子的全集成自動化（Total Integrated Automation，簡稱TIA）系統(tǒng)解決方案。整個項目包括Simatic PCS 7 V8.0、ET200M I/O、Sivacon S8低壓控制柜、Sinamics MM440 變頻器、AS-i 控制模塊等產(chǎn)品。本次西門子不僅提供TIA的解決方案，同時整個工程還由技術(shù)實力深厚的上海西門子工業(yè)自動化有限公司（SIAS）實施。

6. 混料車間的主要設(shè)備包括：預混料罐、混料罐、巴氏殺菌消毒機、老化罐、糖罐、椰子油罐及凝凍機等設(shè)備，對于這樣的生產(chǎn)線，控制系統(tǒng)的整體升級并不是一個“小手術(shù)”，相當于為整個生產(chǎn)系統(tǒng)換了一套中樞神~經(jīng)。但是用戶的生產(chǎn)線非常緊張，并不想因為更換系統(tǒng)而影響了生產(chǎn)效率，這使得項目實施面臨從未有過的嚴峻考驗。西門子SIAS工程師并沒有因此妥協(xié)，在清楚了解生產(chǎn)線的排班后，發(fā)現(xiàn)冰淇淋混料過程中會生產(chǎn)多種口味，每次更換配方時需要停機，清洗產(chǎn)線，西門子工程師因此有了一個靈感，想出一套遷移方案，先在模擬環(huán)境下完成系統(tǒng)的準備工作，然后利用生產(chǎn)線的停機時間分步完成整個系統(tǒng)的遷移。

7. 改造中有眾多的現(xiàn)場控制箱、大量的現(xiàn)場信號接線，原混料生產(chǎn)線用的是西門子Simatic S5系統(tǒng)，西門子工程師對整個系統(tǒng)了如指掌，為系統(tǒng)的順利遷移提供了有利保障。就這樣工程師們深扎在用戶工廠，在老生產(chǎn)線正常生產(chǎn)的同時，工程師們在虛擬環(huán)境下將新系統(tǒng)模擬好，為了確保一次性切換成功，不給生產(chǎn)帶來影響，工程師們花了3個多月的時間為系統(tǒng)遷移做準備，當一切就緒時，激動人心的時刻來臨了，“移植手術(shù)”正式啟動。

8. 按照工廠的排班時間安排，每周大概有四五個小時用來完成生產(chǎn)線的清掃工作，工程師們寸步不離的守在工廠里，一旦生產(chǎn)線停機就開始遷移工作，終利用一周中產(chǎn)線清洗過程中的碎片時間，完成了對整個系統(tǒng)的遷移。所有的調(diào)試一次性成功，沒有對生產(chǎn)造成任何影響，真正的做到了零停機的無擾切換，保障了生產(chǎn)的正常進行。

9. 除了對老生產(chǎn)線的升級改造外，為了滿足日益增長的產(chǎn)量需求，用戶還新增了一條12萬噸的混料生產(chǎn)線。新生產(chǎn)線控制系統(tǒng)同樣采用了西門子~新的Simatic PCS 7 V8.0，系統(tǒng)的所有硬件都基于統(tǒng)一的平臺，所有軟件也都全部集成在Simatic程序管理器下，軟硬件的平臺化設(shè)計，充分體現(xiàn)了全集成自動化的特點。

10. 工程師們還在系統(tǒng)中添加了許多功能塊，使得編程更加輕松、方便和人性化，避免了變量的重復輸入，簡化操作步驟的同時，也增強了用戶體驗，形成了集中、友好的人機界面?；跇藴实腟imatic軟件和硬件組件，確保了系統(tǒng)高度的可靠性和穩(wěn)定性。比如混料系統(tǒng)中重要的配方管理，以前都是排班主管將配方打印出來，操作工按要求進行人為的更改，配方就好比做飯，難免會因為個人因素造成口味的偏差。但新系統(tǒng)的配方管理可以實現(xiàn)全電子化操作，每個配方都形成了標準，能夠保證配方調(diào)整時準確無誤，操作更加規(guī)范。人性化的設(shè)計還體現(xiàn)在將原來的表格化菜單變成現(xiàn)在的圖形化界面，可以真正的實現(xiàn)傻瓜式操作，減少了因操作人員人為因素造成的失誤。

11. 由于食品安全是重中之重，以前為了追蹤生產(chǎn)數(shù)據(jù)，需要工人用紙筆記錄，不僅記錄起來費時費力，容易出錯，而且也不利于查找。Simatic PCS 7是基于全集成自動化理念的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都存儲于一個數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強了系統(tǒng)的整體性和信息的準確性，從而減少了對相應(yīng)操作的反應(yīng)時間，縮短生產(chǎn)周期。另外，統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)的追蹤更加方便，用戶可以自由設(shè)置數(shù)據(jù)可追溯的時間，當需要查詢時，通過電子查檔就可以完成，大大減少了人力成本，提供工作效率，全無紙化的準確追蹤，充分的體現(xiàn)了自動化帶來的優(yōu)勢。

12. 目前，所有的工程都已完工，產(chǎn)線投入了正常的生產(chǎn)，現(xiàn)在整個混料車間的生產(chǎn)力是過去的三倍，滿足了日益增長的產(chǎn)量需求。同時西門子也優(yōu)化了用戶的配方管理系統(tǒng)，建立了穩(wěn)定、可靠、安全的系統(tǒng)，并且保證冰淇淋的產(chǎn)品質(zhì)量和工廠的生產(chǎn)能力。一切都在有條不紊的進行著。但對于西門子來說，這并不意味著結(jié)束，為了讓用戶放心的使用西門子的產(chǎn)品，工程師們一直待命，除了正常的備品備件服務(wù)外，只要用戶有任何服務(wù)需求，西門子的工程師承諾在兩個小時響應(yīng)并到達現(xiàn)場，為用戶排憂解難。

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14. 西門子plc型號含義說明

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    西門子plc根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有S7-200，S7-300和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。

    1、S7-200

    針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設(shè)備。其中的擴展模塊(em)有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口)，通過as-接口的從站可以控制多達248個設(shè)備，這樣就可以顯著的擴展s7-200的輸入和輸出點數(shù)。

    2、S7-300

    相比較s7-200，s7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴展多達32個模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有mpi、工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變得簡單，選擇性也比較多，并可借助工具進行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。s7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來進行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設(shè)置參數(shù)的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的接口模塊保留一個插槽;功能模塊(fm)——執(zhí)行特殊功能，如計數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當于對cpu功能的一個擴展或補充;通訊處理器(cp)——提供點對點連接、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。

    針對cpu設(shè)計模式選擇器有：mres=模塊復位功能;stop=停止模式，程序不執(zhí)行;run=程序執(zhí)行，編程器只讀操作;run-p=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作。狀態(tài)指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個輸入或輸出被強制;run=當cpu啟動時閃爍，在運行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍，正在執(zhí)行復位時快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。

    3、37-400

    同300的區(qū)別主要在于熱啟動(wrst)這一部分，其他基本一樣。它還有一個外部的電池電源接口，當在線更換電池時可以向ram提供后備電源。編程設(shè)備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來完成。而實現(xiàn)通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接。2.加個pc適配器，把mpi口轉(zhuǎn)換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網(wǎng)口。

    4、西門子plc在工程中的應(yīng)用

    每個自動化過程都是由許多較小的部分和子過程組成，所以工程建立的*個任務(wù)是分解子任務(wù)。而每個子任務(wù)定義了自動化系統(tǒng)要完成的硬件和軟件要求。其中硬件包括輸入/輸出數(shù)目和類型，對應(yīng)模塊序號和類型，所用機架號，cpu型號和容量，hmi系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。軟件方面主要是程序結(jié)構(gòu)，自動化過程中的數(shù)據(jù)管理，組態(tài)數(shù)據(jù)、通訊數(shù)據(jù)及程序和項目文檔。在siemens的s7中，上述工作都在項目管理(simatic管理器)，包括必須的硬件(+組態(tài))，網(wǎng)絡(luò)(+組態(tài))，所有程序和自動化解決方案的數(shù)據(jù)管理。f1在線幫助。

    simatic管理器管理step7項目，編寫step7用戶程序的工具，有梯形圖lad，語句表stl，和功能塊圖fbd，編程語言。利用編程器或外部編程器可以把用戶程序保存到eprom卡上。simatic管理器是一個在線/離線編輯s7對象的圖形化用戶界面，這些對象包括項目、用戶程序、快、硬件站和工具。此管理器的用戶界面中工具條和windows差不多，就是多了幾個plc菜單——顯示訪問節(jié)點、存儲器卡、下載、仿真模塊。

    step7項目結(jié)構(gòu)：項目中，數(shù)據(jù)以對象形式存儲，按樹型結(jié)構(gòu)組織。*級：包含項目圖表，每個項目代表和項目存儲有關(guān)的一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第二級：站(如s7-300)用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點。s7程序文件夾是編寫程序的起點，所有s7系列的軟件均放在s7程序文件夾下，它包含程序塊文件和源文件夾。simatic的網(wǎng)絡(luò)圖表(mpi、profibus、工業(yè)以太網(wǎng))第三級和其他級：和上級對象類型有關(guān)。編程器可離線/在線查看項目——offline：編程器硬盤上的內(nèi)容;online：通過網(wǎng)線從plc讀到的內(nèi)容。

    菜單選項：在options-customize設(shè)置語言、助記符、常用特性(存儲位置、系統(tǒng)信息顯示)。創(chuàng)建一個項目：filenewnewproject插入s7程序塊：insertprograms7program插入s7塊：inserts7block然后可選：1：組織塊(ob)被操作系統(tǒng)調(diào)用，他們是操作系統(tǒng)和用戶程序的接口。2：功能fc和功能塊fb是實際的用戶程序利用他們可以把復雜的程序分解成小的，易于調(diào)試的單元。3：數(shù)據(jù)塊存儲用戶的數(shù)據(jù)。選擇所需塊類型后，會打開一個屬性對話框，其中可輸入塊序號和要使用的編程語言，及其他設(shè)置。

    5、硬件組態(tài)和存儲器概念

    裝載存儲器是一個可編程模塊，它包括建立在編程設(shè)備上的裝載對象(邏輯塊、數(shù)據(jù)塊和其他信息)，它可以是存儲器卡或內(nèi)部集成的ram。存儲器卡一般有兩種，其中，當采用ram存儲器卡時，系統(tǒng)必須配備電池，當采用flasheprom存儲器卡時，則斷電不會丟失，但內(nèi)部ram中的數(shù)據(jù)仍需電池保持。

    工作存儲器僅包含和運行時間使用的程序和數(shù)據(jù)，ram工作存儲器集成在cpu中，通過后備電池保持。系統(tǒng)存儲器包括過程映象輸入和輸出表(pii，piq)，位存儲器，定時器，計數(shù)器和局部堆踐。保持存儲器是非揮發(fā)的ram，即使沒有安裝后備電池也可用來保持某些數(shù)據(jù)，設(shè)置cpu參數(shù)時要保持的區(qū)域。

    從上述概念可知，假如我們在線修改程序，被修改的塊存放在工作存儲器中，當把程序上載到編程器時，就從工作存儲器傳到編程器。由于斷電會導致ram數(shù)據(jù)的丟失，所以假如要安全保存被修改的程序，就必須保存在feprom或硬盤上。

    硬件組態(tài)和參數(shù)分配

    組態(tài)就是指在硬件組態(tài)的站窗口中分配機架、塊可分布式i/o，可從硬件目錄中選擇部件;參數(shù)分配就是建立可分配參數(shù)模塊的特性，例如啟動特性、保持區(qū)等;設(shè)定組態(tài)就是設(shè)定好的硬件組態(tài)和參數(shù)分配;實際組態(tài)指已存在的實際組態(tài)和參數(shù)分配，一般是在已裝配的系統(tǒng)中，從plc的cpu中讀出來的。

    組態(tài)過程：

    啟動硬件組態(tài)：新建一個項目(project)，選擇該項目，并插入(insert)一個站(station)，在simatic管理器中選擇硬件站(hardware)雙擊open即可，我們同時可以打開硬件目錄——view-catalog，如果選擇標準硬件目錄庫，它會提供所有的機架、模塊和接口模塊。

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