湖南亞貝納自動(dòng)化設(shè)備有限公司    

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創(chuàng)新難題的解決之道

“工業(yè)設(shè)計(jì)思維（i.DT）”為發(fā)掘用戶的潛在需求和構(gòu)思創(chuàng)新產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。過去三年，西門子中國研究院一直在成功地使用這種方法——迄今為止，已有20多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目采用了該方法?，F(xiàn)在，“工業(yè)設(shè)計(jì)思維”來到了德國。

有沒有可能用樂高積木來演示關(guān)于創(chuàng)新計(jì)算機(jī)斷層掃描儀的創(chuàng)意，或者用彩色記事貼來演示適用于礦工的救援裝置？在位于北京的西門子中國研究院工業(yè)設(shè)計(jì)思維中心，諸如此類稀奇古怪的人工制品，是嚴(yán)肅的產(chǎn)品研發(fā)過程中*的組成部分。使用剪刀和玩具不僅讓西門子工程師開拓了視野，而且有助于他們溝通想法，在研發(fā)初期快速進(jìn)行試驗(yàn)和反復(fù)演算。

彩色記事貼是嚴(yán)肅的產(chǎn)品研發(fā)過程中
*的組成部分。

從2012年開始，西門子中國研究院一直在使用“工業(yè)設(shè)計(jì)思維”方法，來解決項(xiàng)目中的所謂“棘手難題”。對(duì)于這種問題，我們不僅不知道解決辦法，而且連客戶方面的實(shí)際挑戰(zhàn)也不清楚。顧名思義，這種創(chuàng)造性過程比其他方法更多地使用了視覺和觸覺元素。Bettina Maisch博士在北京設(shè)立了i.DT中心并開展了相關(guān)計(jì)劃，她表示，“我們的中國同事和用戶對(duì)這個(gè)方法大加贊賞。” “設(shè)計(jì)思維”的優(yōu)點(diǎn)之一是它能發(fā)掘甚至連用戶自己都未能覺察、也說不出來的需求。Bettina Maisch稱之為“隱藏需求”，為了探明這些需求，角色扮演游戲的參與者需要從不同類型用戶的視角來思考。利用工藝材料，通過幾個(gè)快速遞歸循環(huán)來提煉創(chuàng)意。每經(jīng)過一次這樣的循環(huán)，創(chuàng)意就變得更周密一點(diǎn)。從確定創(chuàng)新目標(biāo)開始，這個(gè)過程可能持續(xù)數(shù)月，并且要進(jìn)行多次研討，直到后確定銷售語，包括從用戶的視角來闡述初的挑戰(zhàn)是什么，利用原型來說明解決方案的工作原理，以及它能為客戶創(chuàng)造什么樣的價(jià)值等。

萌生于帕洛阿爾托的方法

“設(shè)計(jì)思維”的是西門子*研究院研究人員的楷模：三位來自美國的IT專家，包括David Kelley，他既是創(chuàng)新企業(yè)IDEO公司的創(chuàng)始人，又是位于帕洛阿爾托市的斯坦福大學(xué)的教授。二十世紀(jì)九十年代初期，他們?nèi)齻€(gè)想找到一種能在創(chuàng)新過程初期，將用戶需求納入其中的方法。2005年，SAP公司的聯(lián)合創(chuàng)始人Hasso Plattner個(gè)人捐資3,500萬美元，在斯坦福大學(xué)成立了Hasso Plattner設(shè)計(jì)學(xué)院。其目標(biāo)是將學(xué)生培養(yǎng)成能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜挑戰(zhàn)的新一代創(chuàng)新者，增強(qiáng)他們?cè)趧?chuàng)造力方面的自信心，推動(dòng)他們沖破傳統(tǒng)學(xué)科的界限。

以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的研發(fā)方法不僅在學(xué)術(shù)環(huán)境中十分有效，而且已經(jīng)成功用于研發(fā)日用消費(fèi)品。然而，購買汽車和手機(jī)的終用戶，并非西門子的目標(biāo)客戶群體。西門子從事的業(yè)務(wù)領(lǐng)域是生產(chǎn)資料，如發(fā)電設(shè)備或幫助工廠提高生產(chǎn)率的系統(tǒng)。Bettina Maisch和她的團(tuán)隊(duì)根據(jù)西門子及其員工和目標(biāo)市場(chǎng)的要求，改良了IDEO公司和斯坦福大學(xué)開創(chuàng)的這種方法。

西門子6ES7321-7BH01-0AB0

PROFIBUS FC 標(biāo)準(zhǔn)電纜GP:
標(biāo)準(zhǔn)總線電纜專門為快速安裝而設(shè)計(jì)的
PROFIBUS FC 標(biāo)準(zhǔn)電纜 IS GP：
具有特殊設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)總線電纜，用于快速安裝本質(zhì)安全分布式 I/O 系統(tǒng)
PROFIBUS FC 快速連接高強(qiáng)度電纜：
專門設(shè)計(jì)用于腐蝕環(huán)境和苛刻機(jī)械負(fù)荷條件
PROFIBUS FC 食用電纜：
該種電纜使用 PE 外套材料，因此適用于食品和煙草行業(yè)。
PROFIBUS FC 接地電纜：
于地下敷設(shè)。它不同于裝備有附加外套的 PROFIBUS 總線電纜
PROFIBUS FC軟電纜
柔性（合導(dǎo)線）、無鹵素總線電纜，帶聚氨酯護(hù)套，可偶然移動(dòng)
PROFIBUS FC 拖纜:
于在拖纜中強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)控制的總線電纜，例如在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器部件中（合導(dǎo)線）
PROFIBUS FC FRNC 電纜：
雙芯屏蔽，阻燃設(shè)計(jì)，無鹵總線電纜，有一個(gè)共聚物外殼 FRNC（阻燃無腐蝕）
不采用快速連接技術(shù)的總線電纜（取決于結(jié)構(gòu)類型）
-----------------------------------------------------------------------------
PROFIBUS 彩色電纜:
軟總線電纜（成束線），用于花彩線。
用于圓電纜，*用于電纜運(yùn)輸車模式
PROFIBUS 扭轉(zhuǎn)電纜
高度靈活用總線電纜：
用于移動(dòng)機(jī)器部件的拖纜（絞線）
（在長(zhǎng) 1 m電纜上能至少扭轉(zhuǎn) 500 萬次，± 180o)
PROFIBUS 混合電纜 GP:
適合拖曳的堅(jiān)固混合電纜，帶有兩條用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)你~導(dǎo)線和兩條用于 ET 200pro 的電源的銅導(dǎo)線
SIENOPYR FR 船用電纜
無鹵素、抗踩壓、阻燃、經(jīng)過船級(jí)社認(rèn)證的光纖電纜，可安裝在船甲板及船艙內(nèi)。按米銷售
------------------------------------------------------------------------------------------- 6XV1830-0EH10 PROFIBUSDP通

訊總線 

 6XV1830-0EH10 通訊電纜 
 西門子6XV1830-0EH10 PROFIBUSDP通訊電纜 
 6XV1830-0EH10 DP通訊線 
 6XV1830-0EH10 西門子PROFIBUSDP通訊總線 
 6XV1830-0EH10 西門子標(biāo)準(zhǔn)通訊線 
 西門子標(biāo)準(zhǔn)通訊線 

 6XV1830-3EH10 PROFIBUS 拖纜
6XV1830-3EH10 Profibus DP 軟電纜
6XV1830-0EH10 profibus總線電纜
6XV1830-0EH10 Profibus DP 電纜
6XV1840-2AH10 四芯以太網(wǎng)總線電纜
6XV1830-3EH10 profibus總線電纜
6XV1830-5FH10 Profibus PA 電纜
6XV1850-0AH10 工業(yè)以太網(wǎng)電纜
 
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6GK1 611-0TA01-1DV0 MOBIC T8 V1.2
6XV1 850-0AH10 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)通訊電纜 (米)
6XV1 850-0BT10 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (100米) 9/15
6XV1 850-0BN15 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (15米) 9/15
6XV1 870-3QN10 TP轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45，10米
6XV1 850-0BH20 ITP標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)電纜 (2米) 9/15
6XV1 840-2AH10 FC標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)通訊電纜 (米)
6XV1 850-2LN10 TP轉(zhuǎn)接軟線15/RJ45，10米
6XV1 850-2GN10 TP轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45，10米
6XV1 850-2JN10 TP轉(zhuǎn)接軟線9/RJ45，10米
6XV1 850-2HN10 TP XP 轉(zhuǎn)接軟線RJ45/RJ45，10米
6GK1 901-1FC00-0AA0 FC引出插座RJ45

Design

S7-300

一般步驟

S7-300自動(dòng)化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。

一個(gè)系統(tǒng)包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對(duì)應(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號(hào)模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計(jì)數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負(fù)載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時(shí)連接*控制器 (CC) 和擴(kuò)展裝置 (EU)。
  通過分布式*控制器 (CC) 和 3 個(gè)擴(kuò)展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。所有模塊均在外殼中運(yùn)行，并且無需風(fēng)扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴(kuò)展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護(hù)等級(jí)為 IP20 機(jī)柜內(nèi)使用時(shí)，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機(jī)柜和 IP65 外殼。

設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護(hù)：

• 安裝模塊：
  只需簡(jiǎn)單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線： 
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機(jī)械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時(shí)，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機(jī)構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯(cuò)插到其他的模塊上。
• 現(xiàn)場(chǎng)證明可靠的連接：
  對(duì)于信號(hào)模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號(hào)模塊上接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護(hù)。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。
• 無插槽規(guī)則:
  信號(hào)模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴(kuò)展

若用戶的自動(dòng)化任務(wù)需要 8 個(gè)以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時(shí)，則可對(duì) S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進(jìn)行擴(kuò)展：

• *控制器和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架多可連接32個(gè)模塊：
  總共可將 3 個(gè)擴(kuò)展裝置（EU）連接到*控制器（CC）。每個(gè) CC/EU 可以連接八個(gè)模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個(gè) CC / EU 都有自己的接口模塊。在*控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動(dòng)處理與擴(kuò)展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴(kuò)展：
    1 個(gè)擴(kuò)展裝置遠(yuǎn)擴(kuò)展距離為 1 米；電源電壓也通過擴(kuò)展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴(kuò)展：
    3 個(gè)擴(kuò)展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的遠(yuǎn)距離為 10m。
• 單獨(dú)安裝：
  對(duì)于單獨(dú)的 CC/EU，也能夠以更遠(yuǎn)的距離安裝。兩個(gè)相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長(zhǎng)達(dá) 10m。
• 靈活的安裝選項(xiàng)：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以大限度滿足空間要求。

通信

S7-300 具有不同的通信接口：

• 連接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)的通信處理器。
• 用于點(diǎn)到點(diǎn)連接的通信處理器
• 多點(diǎn)接口 (MPI), 集成在 CPU 中；
  是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案，可以同時(shí)連接編程器/PC、人機(jī)界面系統(tǒng)和其它的 SIMATIC S7/C7 自動(dòng)化系統(tǒng)。

PROFIBUS DP進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 連接到 PROFIBUS DP 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS DP 主站/從站接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶的角度來看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

以下設(shè)備可作為主站連接：

• SIMATIC S7-300
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S7-400
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC C7 
  （通過帶 PROFIBUS DP 接口的 C7 或 PROFIBUS DP CP）
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H，帶IM 308
• SIMATIC 505

出于性能原因，每條線路上連接的主站不得超過 2 個(gè)。

以下設(shè)備可作為從站連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• S7-300，通過 CP 342-5
• CPU 313C-2 DP, CPU 314C-2 DP, CPU 314C-2 PN/DP, CPU 315-2 DP, CPU 315-2 PN/DP, CPU 317-2 DP, CPU 317-2 PN/DP and CPU 319-3 PN/DP
• C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP, C7-635, C7-636
• 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

雖然帶有 STEP 7 的編程器/PC 或 OP 是總線上的主站，但是只使用 MPI 功能，另外通過 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。

通過 PROFINET IO 進(jìn)行過程通信

SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設(shè)備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

通過 AS-Interface 進(jìn)行過程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過 AS-Interface 總線連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請(qǐng)參見通信處理器。

通過 CP 或集成接口（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

通過 CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟(jì)有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統(tǒng)和其他公司的系統(tǒng)
• 打印機(jī)
• 機(jī)器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊(cè)的供貨范圍之內(nèi)。

使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統(tǒng)（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局?jǐn)?shù)據(jù)：
  “全局?jǐn)?shù)據(jù)通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達(dá) 4 個(gè)數(shù)據(jù)包交換數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)包含有 22 字節(jié)數(shù)據(jù)，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數(shù)據(jù)交換（使用 STEP 7 V4.x）。 
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪問另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過 MPI 接口進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)通信。
• 內(nèi)部通信總線(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線。因此，可以通過 MPI 從編程器直接找到與 C 總線連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強(qiáng)大的通信技術(shù)：
  • 多達(dá) 32 個(gè) MPI 節(jié)點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統(tǒng)和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數(shù)據(jù)傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項(xiàng)：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線電纜、總線連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化調(diào)整。例如，任意兩個(gè)MPI節(jié)點(diǎn)之間多可以開啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

通過 CP 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信

SIMATIC S7-300 通過 CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)。

可以連接以下設(shè)備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機(jī)
• SIMATIC HMI 人機(jī)界面系統(tǒng)
• 數(shù)控裝置
• 機(jī)器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅(qū)動(dòng)控制器
• 其它廠商設(shè)備

S7-300F

S7-300F 能夠以兩種 I/O 設(shè)計(jì)的方式運(yùn)行：

• ET 200M 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應(yīng)用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設(shè)計(jì)：
  故障安全數(shù)字量輸入和輸出模塊可用于分布式應(yīng)用