西門子CPU312模塊6ES7312-1AE13-0AB0

S7-200系列PLC適用于各行各業，各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價格比。

西門子中國總代理300系列產品概述

上海拓關自動化科技有限公司

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工作

西門子模塊6ES7134-4LB02-0AB0

<span lang="EN-曾先后于發布了可編程序控制器標準草案的*，二，三稿。作了如下定義：可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關的外圍設備，都應按易于與工業控制系統形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。
根據PLC的結構形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。
                （1）整體式PLC  整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內， 
            具有結構緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用這種整體式結構。整體式PLC由不同I/O點數的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成。基本單元內有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內只有I/O和電源等，沒有CPU。基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。
                （2）模塊式PLC   
            模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點是配置靈活，可根據需要選配不同規模的系統，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結構。
                
            還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結合起來，構成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行聯接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統可以靈活配置，還可做得體積小巧。
                2．按功能分類
                根據PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。
                （1）低檔PLC  
            具有邏輯運算、定時、計數、移位以及自診斷、監控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術運算、數據傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統。
                （2）中檔PLC   
            除具有低檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入／輸出、算術運算、數據傳送和比較、數制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯網等功能。有些還可增設中斷控制、PID控制等功能，適用于復雜控制系統。
                （3）高檔PLC   
            除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機具有更強的通信聯網功能，可用于大規模過程控制或構成分布式網絡控制系統，實現工廠自動化。
            3．按I/O點數分類
                根據PLC的I/O點數的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。
                  (1).小型PLC——I/O點數< 256點；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。
            如：GE-I型     美國通用電氣（GE）公司
                TI100      美國德洲儀器公司
                F、F1、F2  日本三菱電氣公司
                C20 C40    日本立石公司（歐姆龍）
                S7-200     德國西門子公司
                EX20 EX40  日本東芝公司
                SR-20/21   中外合資無錫華光電子工業有限公司
            (2). 中型PLC——I/O點數256～2048點；雙CPU，用戶存儲器容量2～8K
            如：S7-300     德國西門子公司
            SR-400     中外合資無錫華光電子工業有限公司
            SU-5、SU-6   德國西門子公司
            C-500        日本立石公司
            GE-Ⅲ        GE公司
              (3). 大型PLC——I/O點數> 2048點；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K
                如：S7-400  德國西門子公司
            GE-Ⅳ   GE公司
            C-2000  立石公司
            K3      三菱公司等

S7-300

SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統，可滿足中、低端的性能要求。

模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案

S7-300F

• 故障安全型自動化系統，滿足工廠日益增加的安全需求
• 基于S7-300
• 可連接配有安全相關模塊的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
• 通過采用 PROFIsafe 行規的 PROFIBUS DP 進行安全相關通訊  ， 當PLC的用戶程序要保留在RAM中時，就會用到電池，電池通常是3V或3.6V的不可充電的鋰電池，電池的使用壽命通常是五年左右，電池用久了，電壓就會下降，當其下降到不足以保證RAM中數據時，RAM中的程序就會丟失。如果用戶沒有備份程序，就會相當麻煩。[1] ，西門子S7-300安裝注意事項七) 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC; ，設計 ，

Area of application

數字量輸出模塊用于從控制器向過程變量輸出數字量信號。數字量輸出模塊把 S7-300 的內部信號電平轉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。

Design

數字量輸出模塊具有下列機械特性：

• 緊湊型設計：
  • 綠色 LED，用于指示輸出的信號狀態。
  • 前連接器插座，通過前門保護。
  • 前門上的標簽區。
  • 連接器針腳分配，用于在前門內部進行配線。
• 安裝方便：
  沒有插槽規則；輸出地址由插槽決定。
  當在 ET 200M 中與有源總線模塊一起使用時，可以進行熱插拔，而不會有任何反應。
• 方便用戶接線。
• RC 濾波器 （用于繼電器模塊 6ES7 322-1HF20）：
  繼電器模塊 6ES7 322-1HF20-0AA0 有一個可連接的 RC 網絡(300Ω/0.1μF) ，用于大電感負載開關時滅弧(功率因數 = 0.4)。例如，這樣可以：
  • 對于框架規格 5 的 NEMA 電機的起動器，觸點壽命從 100,000 增加到 200,000 次切換操作。

具有8、16、32或64通道的模塊。

Functions

數字量輸出模塊將控制器的內部信號電平（邏輯“0”或“1”）轉換成過程所需的外部信號電平。

多種輸出電壓，可支持輸出不同的過程信號：

• 24 VDC,額定電流 0.5 A/通道
• 24 VDC,額定電流 2 A/通道
• 48 - 125 V DC
• 120/230 V AC

除了經濟性以及易于處理的特點外，該模塊還具有其他特殊功能：

Technical Specifications

西門子

“工業4.0”被解讀為繼蒸汽技術、電力技術、信息技術革命后的第四次工業革命。它描繪的是這樣一幅“藍圖”：在未來工廠中，人類、工件和生產設備將彼此通信，生產線將實現全面網絡化并自主控制生產過程，不僅顯著縮短研發周期、提高生產效率、提升產品質量、減少資源使用，使經濟效益大化，更核心的是從大規模批量生產，轉向對個性化需求的滿足。

比照上述標準，*賽迪研究院裝備工業研究所所長左世全認為，在“工業4.0”領域具代表性的企業是西門子（SIEMENS）和GE。左世全是*“制造強國戰略”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從物聯網角度切入，主攻智能服務，符合廣義的‘智能制造’概念，但西門子更偏重工廠生產方式的變革，抓住了‘工業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，目前在控制系統和工廠生產解決方案上更占優勢的西門子，更接近“工業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，在智能制造領域先試先行。這家擁有近170年歷史的工業企業，正在進行“由硬到軟”的轉變。

不同于以往單純依靠電氣工程技術，西門子已將信息技術作為業務主驅動。其瞄準物聯網、云計算、大數據等技術，集成了目前*的生產管理系統，以及生產過程軟件套件和各類硬件。如西門子產品生命周期管理（PLM）軟件、工業設計軟件（Comos）、全集成自動化工程軟件（TIA）、過程控制系統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4.0”，但對于仍在摸索初期的中國企業，依然值得借鑒。

自己生產自己

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。

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

Simatic控制器。

依賴于自動化系統生產效率提升，自投產至今，安貝格在工廠生產面積始終保持約一萬平方米、員工數量保持約1200名不變的情況下，產能提升了八倍。在三班制生產中，安貝格每年生產約1500萬件Simatic產品。按每年生產230天計算，平均每秒就能生產出一臺控制設備。

產品合格率亦大幅提高。相比于該工廠成立初的每百萬次電子產品加工過程出錯500次，現在出錯率只有12次。

“安貝格是自己生產自己。”該工廠產品工程師ChristophRaum介紹稱，Simatic設備不僅在安貝格工廠被大量生產，而且遍布自身生產線，控制Simatic產品的生產過程，從而實現自身生產的高度自動化。

在安貝格工廠內部，所有生產線和員工辦公區域有機分布其中。尚處于生產過程中的設備工件，在錯綜復雜的自動化傳輸線上有序流轉，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。

安貝格工廠內部。

工件在生產線上自動流轉。

Christoph解釋稱，生產線上的所有工件都已在虛擬環境中進行規劃，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。

到達加工中心后，工件被識別出來，生產設備實時調用所需要的全部加工信息，并自動調整生產參數。加工過程中，產品的所有相關數據，都儲存在自己的“數字化產品記憶庫”中，以便精確追蹤生產的每個步驟。加工完成后，通過光學設備或其它測量設備對工件自動進行檢測，在現場發現并剔除不合格的產品。

如果機器設備需要補給或者維護保養，則在缺料或故障產生之前發出請求。系統會記錄所使用的資源數量，并對庫存及時更新。

在安貝格工廠的整個生產過程中，生產設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。例如在生產過程之初，員工需要用手工將印刷電路板安裝在生產線上。

界面新聞記者注意到，在生產線中，亦有一些來自美國自動化生產商Adept的工業機器人(300024,股吧)手臂在一個個小型透明玻璃工作間中，為生產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人工的重要性。“即便在高度自動化的生產環境中，人類的創造力、經驗，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，出于現有機器人的發展水平，以及綜合成本考慮，安貝格暫時無法引進更多機器人作業。

輸出“工廠數字化”

除了建造自己的數字化工廠，西門子還有意為朝著“數字化”方向轉型的傳統企業輸出全套解決方案，從而使自身成為數字化企業的總攬平臺。

德國啤酒享譽，可追溯至中世紀的傳統釀酒行業成為西門子自動化解決方案瞄準的市場。

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），去年啤酒的產量為2.5億升。在德國激烈的啤酒行業競爭中，其*穩居*。

啤酒的釀造過程包括原料制備、糖化、發酵、過濾、灌裝、口味測試等復雜過程。幾個世紀以來，人們想要暢飲高品質啤酒，只能倚賴釀酒大師對啤酒花(600090,股吧)、麥芽、酵母和水的精準掌控。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。

“這個行業需要全自動化工藝，在糖化和發酵過程中精準控制溫度、壓力、時間、濃度、電導率和稱重等可比參數。”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，增加產量，而且將人為出錯的可能性降至低，確保品質的穩定性。

涌泉啤酒廠采用的是西門子提供的BRAUMAT過程控制系統。這是西門子面向食品飲料等過程行業開發的全集成控制系統，具有批次管理和配方管理功能。

西門子工業自動化集團自動化系統部食品飲料行業管理及業務拓展Werner Hasenschwanz介紹稱，利用BRAUMAT的批次報表功能和操作記錄系統，所有相關工序的數據都能全部記錄和歸檔。“一瓶啤酒口味上的偏差，終都可能追溯到一批麥芽或啤酒花的質量問題，或是某一生產班次操作故障，為食品安全提供保障。”

為了實現預期中的控制和監測功能，啤酒廠首先在釀酒產線的各個環節，安裝西門子Simatic控制器。大量的Simatic控制器實時接收、記錄、計算生產數據，并將其傳送至監控面板。

涌泉啤酒廠的一名操作員正在監控生產線上傳送出來的實時數據。

這套自動化監測系統運作后，涌泉啤酒廠所需人力大幅減少。每道工序只有1-2名操作員坐在屏幕前監控生產線上傳送出來的實時數據。發現數據偏差后，操作員立即進行干預處理。

對于不同的產品需求，BRAUMAT系統在配方/訂單管理系統中，通過靈活、直觀的圖形化配方編輯，和基于批次的訂單管理予以實現。工藝工程師可以修改工藝參數，定制生產流程，調試生產全新的產品，從而滿足個性化需求，而這正是“工業4.0”的核心目標之一。

這套系統已進入中國市場。百威英博（ABInBev）武漢工廠引入BRAUMAT系統后，年產能從40萬噸大幅提高至80萬噸，在百威英博200多家工廠評比中，生產效率、產品質量、物流效率等綜合指標排名。

在今年4月底舉辦的漢諾威工業博覽會上，西門子重點展示了“數字化企業”軟件套件的解決方案。這些方案對企業的產品生產流程進行數字化，從設計、工程，到測試和生產，均通過數字化企業平臺（包含NX、PLM、MES等軟件套件）實施高效管理。

西門子的技術員劉鍇對界面新聞記者稱，企業在研發新品時，需要在生產大量樣品的基礎上進行改進。但通過數字化企業平臺進行虛擬設計，則無需生產樣品，可節省大筆資金，且能夠實現更快的產品上市速度、定制化產品設計，提升生產效率。

MindSphere（西門子工業云）是西門子近推出的數字化企業軟件套件新品。這是一個工業數據開放平臺，機械設備制造商及工廠建造者，可以通過一款名為“MindConnect Nano”的數據網關，將關鍵設備乃至整個工廠的數據連接至MindSphere，從而監測其設備機群，以便在范圍內有效提供服務，縮短設備停工時間，并據此開拓新的商業模式。目前該平臺已完成內測，進入公測階段。

“工業云”在行業內并不新鮮，美國GE、PTC、IBM、惠普，德國SAP，以及中國華為等公司均已推出類似概念的產品。業內更為關注的是，大量企業和產品數據傳至云端后，如何保證其不被黑客攻擊盜取？

西門子數字化工廠集團*技術官Bernhard Quendt在回答包括界面新聞在內的媒體團提問時稱，“解決方案永遠不會把生產數據泄露出去，西門子會采取措施確保客戶始終與它希望連接的對象保持連接。”

Bernhard稱，“西門子將根據實際需要連接設備，而不是盲目連接所有設備。但也可以幫助客戶通過合適的方法來確定他們希望開放的內容。”

不過，西門子亦承認，“沒有任何計算機系統能夠做到安全”，僅能盡大可能降低網絡安全風險。