西門子S7-200 SMART6ES7288-1CR40-0AA0

西門子擴展模塊    西門子數(shù)字量模塊   西門子*處理器模塊西門子 SIMATIC 控制器系列是一個完整的產(chǎn)品組合，包括從基本的智能邏輯控制器LOGO！以及 S7 系列高性能可編程控制器，再到基于 PC 的自動化控制系統(tǒng)。無論多么嚴苛的要求，它都能根據(jù)具體應(yīng)用需求及預(yù)算，靈活組合、定制，并一一滿足。SIMATIC S7-200 SMART 是西門子公司經(jīng)過大量市場調(diào)研，為中國客戶量身定制的一款高性價比小型 PLC 產(chǎn)品。結(jié)合西門子 SINAMICS 驅(qū)動產(chǎn)品及 SIMATIC 人機界面產(chǎn)品，以 S7-200 SMART 為核心的小型自動化解決方案將為中國客戶創(chuàng)造更多的價值。

例如為信息加注時間標記，記錄機器運行時間或?qū)^程進行時間控制。
EEPROM存儲器模塊（選件）
可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進行輔助軟件歸檔工作。
電池模塊
用于長時間數(shù)據(jù)后備。用戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時器，計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。
編程 
STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件可以對所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能進行編程。同時也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1軟件包，但是它只支持對S7-21x同樣具有的功能進行編程。 
STEP 7-Micro/DOS不能對CPU 221/222/224/224XP/226編程。如果使用PG/PC的串口編程，則需要使用PC/PPI電纜。 
如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件，則也可以通過SIMATIC CP 5511或CP 5611編程。在這種情況下，通訊速率可高達187.5kbit/s。  可以利用PC/PPI 電纜和自由口通訊功能把 S7-200 CPU 連接到許多和RS-232標準兼容的設(shè)備。

西門子S7-200 SMART6ES7288-1CR40-0AA0

新能力中心收到的訂單也在不斷豐富其備件的虛擬庫房，目前這里已儲存了450個數(shù)字模型。現(xiàn)在，再也不需要實物庫房來貯存這些備件，制造過程也不要求任何火花四濺的電焊機，更不要說鑄造間了。相反，西門子埃爾蘭根園區(qū)處處綠意盎然，在綠色深處有一座集研發(fā)實驗室和制造工廠于一體的能力中心，它將持續(xù)快速而又經(jīng)濟地借助按需打印流程，為軌道列車提供備件。

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網(wǎng)絡(luò)安*方案：中國制造

工業(yè)設(shè)施日益成為*絡(luò)罪犯的主要攻擊目標。西門子中國在北京設(shè)立的工業(yè)安全實驗室能幫助客戶保護自己免受攻擊。

中國電商蓬勃發(fā)展。諸如的在線交易市場阿里巴巴等購物，通過支付寶等支付系統(tǒng)每年創(chuàng)造數(shù)以億計的收入。問題是，哪里有錢賺，哪里就有犯罪分子的身影。阿里巴巴、淘寶及其他購物常常是襲擊的目標，譬如，他們利用網(wǎng)絡(luò)釣魚電子郵件竊取客戶數(shù)據(jù)。在中國，每5位網(wǎng)民中就有一位曾受害。

網(wǎng)絡(luò)犯罪對中國經(jīng)濟的威脅與日俱增，現(xiàn)在，*政府已經(jīng)注意到這一點。主席將IT安全列為重中之重。采取的*項措施涉及對在諸如銀行等事關(guān)的行業(yè)使用外國IT產(chǎn)品嚴加限制。其目的是封閉和外國的潛在入侵點，加強國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)安全。在這些措施的推動下，中國的IT安全市場將迅速擴張——據(jù)美國市場調(diào)查公司Technavio發(fā)布的數(shù)據(jù)，到2019年，中國IT安全市場將從2014年的21.1億美元增至36.2億美元，年均增速高達兩位數(shù)。

蕪湖市的一家網(wǎng)吧。在中國，每5位網(wǎng)民中就有一位曾受害。原因之一是中國的軟件和應(yīng)用程序往往未能得到充分保護。

過時技術(shù)

在中國，諸如化工廠和電站等工業(yè)設(shè)施受到襲擊，并不會引起太多公眾關(guān)注，但這些攻擊仍然構(gòu)成重大威脅。中國企業(yè)往往用的是過時技術(shù)將系統(tǒng)連接至辦公室臺式機，或通過互聯(lián)網(wǎng)連接遠程維護中心，這些技術(shù)的設(shè)計初衷從未考慮到這樣的應(yīng)用場合。換句話說，在沒有完善保護措施的情況下，入侵辦公室計算機的惡意軟件，可以通過工業(yè)以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，輕而易舉地進入聯(lián)網(wǎng)的機器控制系統(tǒng)。

2014年，西門子對中國100多家工業(yè)企業(yè)開展了一項調(diào)查，結(jié)果顯示了中國制造業(yè)深受網(wǎng)絡(luò)犯罪的威脅。報告稱，80%以上的被調(diào)查企業(yè)聲稱曾遭遇計算機病毒感染或其他類型的襲擊。部分受攻擊的企業(yè)甚至表示它們不得不臨時停產(chǎn)，并因此蒙受經(jīng)濟損失。掌管西門子中國研究院工業(yè)安全實驗室的唐文教授認為，之所以產(chǎn)生這種現(xiàn)象，不僅僅是技術(shù)陳舊的問題，也有安全意識薄弱的問題。他透露，中國一家大型煉油廠的曾對他說，他所在的煉油廠根本不需要采取任何網(wǎng)絡(luò)安全措施，因為他們從未受到攻擊。

安全錯覺

在那些實際上實施了初步安全措施的企業(yè)，情況也不妙。許多這樣的企業(yè)僅僅購置了防火墻和防病毒軟件，就認為自己得到了一勞永逸的保護。唐文稱之為“安全錯覺”，他指出，“IT安全不可能一蹴而就，它是一個持續(xù)的過程，涉及安全意識、管理、解決方案和產(chǎn)品等諸多方面。”盡管那些持續(xù)關(guān)注IT安全的企業(yè)不能指望*防范攻擊，但這樣做能加大攻擊的難度，以至于讓他們打消攻擊念頭。

威脅演示

早在2005年，西門子中國研究院的一個內(nèi)部實驗室，就在唐文的帶領(lǐng)下，發(fā)起了一個開創(chuàng)性的工業(yè)安全研究項目。工業(yè)安全實驗室的工作內(nèi)容已經(jīng)改變。過去的重點是做研究，而現(xiàn)在這支團隊開始頻繁造訪使用西門子甚或競爭對手的控制器的客戶。期間，西門子專家為客戶提供風險評估服務(wù)，查明安全風險，并提供消除這些風險的解決方案。自2014年起，西門子工業(yè)安全實驗室還開始幫助客戶和政府機構(gòu)，這提升了西門子作為當?shù)睾献骰锇榈目煽棵暋?/p>

西門子工業(yè)安全實驗室的研究人員。該實驗室提供風險評估服務(wù)，以查明安全風險，并提供消除這些風險的解決方案。

西門子工業(yè)安全實驗室內(nèi)部設(shè)有幾套演示裝置，包括一套典型工廠自動化測試設(shè)施。實驗中，唐文會故意使用實驗室的Styx工具發(fā)起一次網(wǎng)絡(luò)襲擊，以此向訪客證明，如果企業(yè)想在工業(yè)安全問題上“偷工減料”，那么要關(guān)閉一個控制器是十分容易的。這支團隊還開設(shè)培訓(xùn)課程，教客戶利用西門子提供的分析軟件，提升自身網(wǎng)絡(luò)的安全性。

目前，西門子工業(yè)安全實驗室正在開展多個旨在提升工業(yè)安全措施的項目。譬如，Styx（工業(yè)安全測評系統(tǒng)）就是其中之一。它是實驗室研發(fā)的一個工具，可向被測系統(tǒng)發(fā)送數(shù)百萬個加載了安全專家故意生成的隨機數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包。這項技術(shù)被稱為模糊測試，旨在檢查系統(tǒng)是否會因此而降低速度甚或崩潰。Styx的優(yōu)點是它不需要掌握關(guān)于被測系統(tǒng)的任何知識，并且它可以找到過去未知的錯誤，然后可以迅速消除這些錯誤，以提高西門子產(chǎn)品的安全性。不論被測控制系統(tǒng)是用于灌裝線還是電廠，都是適用的，這種類型的“暗箱測試”適用于任何系統(tǒng)，Styx已經(jīng)被用于對26種不同工業(yè)協(xié)議執(zhí)行了上千萬次測試。

Styx可用于在向客戶交付自動化系統(tǒng)之前，對其進行測試，以及對任何疑似存在安全風險的現(xiàn)有系統(tǒng)進行測試。Janus是西門子工業(yè)安全實驗室開發(fā)的另一款軟件產(chǎn)品，它可在工業(yè)設(shè)施正常運行期間執(zhí)行安全測試。Janus基于DPI（深度數(shù)據(jù)包檢查），可以全天候檢測并阻止非法訪問工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序。

Styx和Janus是在西門子中國研究院研發(fā)的。為什么是在這里而不是別的地方？唐文解釋道，“因為我們貼近用戶，通過與他們密切合作，我們得以了解他們面臨的問題，從而開發(fā)出他們所需的安全工具和軟件。”

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以少謀多 節(jié)能增效

建成的汽車制造廠都已具備很高的能效，但是，不斷升級的競爭迫使它們尋覓能進一步削減成本的環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程中的能耗，便是這樣一個具有節(jié)支潛力的環(huán)節(jié)。

汽車行業(yè)競爭激烈。對于已經(jīng)在為提高總體生產(chǎn)率和控制成本而忙得焦頭爛額的汽車制造商而言，世界范圍內(nèi)的產(chǎn)能過剩帶來的價格壓力，不啻于雪上加霜。另一方面，大多數(shù)主要節(jié)支環(huán)節(jié)的能效提升潛力已被挖掘殆盡。

該怎么辦？降低能耗歷來不乏吸引力，但在新車制造成本中，與制造過程中的能耗有關(guān)的成本僅占3%到5%。相比之下，造紙過程中的能耗成本高達15%。盡管如此，能源價格不斷攀升，令汽車制造商不得不仔細審視降低能耗的可能性。例如，大眾汽車集團在其《2011年可持續(xù)發(fā)展報告》中宣布，計劃在2018年以前，將包括電、氣和熱在內(nèi)的各種形式的能源的總消耗量降低四分之一。

能源管理軟件（上圖）可以檢測出諸如車身裝配（下圖）等工序中的用電浪費情況。

壓床（下圖）的能效也在不斷提升。

一座日產(chǎn)1,000輛汽車的工廠的年耗電量動輒高達數(shù)億度，與一座中型城鎮(zhèn)的耗電量不相上下。大型沖壓設(shè)備把鋼板壓成一個個的車身部件；機器人通過數(shù)千次焊接和黏合操作將這些車身部件裝配起來；而涂裝車間則必須保證噴漆溫度恰當、運行大型通風系統(tǒng)以及向車間內(nèi)機器人供電，因此其耗電量占工廠總耗電量的45%-60%。此外，傳送系統(tǒng)還要將車門、發(fā)動機、傳動系和車內(nèi)配飾等運往裝配線進行組裝。

上述每道工序要消耗多少能源？具體而言，哪些過程在什么時候會消耗多少電能、燃氣和熱能？只有先答對這些問題，工廠能找到有的放矢的提高能源效率的措施。

西門子新開發(fā)的能源管理軟件系統(tǒng)SIMATIC B.Data能助其一臂之力。這款智能能耗追蹤軟件能夠單獨記錄每一臺生產(chǎn)機器和每一個生產(chǎn)系統(tǒng)的能源使用情況，然后對這些數(shù)據(jù)進行處理，以執(zhí)行細致深入的分析。例如，在德國的一家汽車制造廠里，該軟件檢測到，盡管工廠計劃周末停工，但機器仍疑似存在很高的本底負荷能耗。它發(fā)現(xiàn)制造機器人一直將車身抬在作業(yè)高度，這就要求相關(guān)壓縮機不停地向機器人輸送壓縮氣體。

Rudolf Traxler是西門子工業(yè)在奧地利林茨的能源管理系統(tǒng)負責人，他表示，“我們軟件的主要目標之一是降低工廠的本底負荷。在非高峰時段，雖然工廠產(chǎn)量低至零，但這段時間的能耗通常占工作日總能耗的30%。”解決辦法是關(guān)閉所有未使用的設(shè)備。位于奧地利斯泰爾的寶馬發(fā)動機工廠現(xiàn)在就是這樣做的。歸功于SIMATIC B.Data及大量節(jié)能措施，這座工廠在停產(chǎn)期間的本底負荷已從8,000千瓦降至5,000千瓦。

在安裝SIMATIC B.Data系統(tǒng)之前，應(yīng)考慮以下因素：要測量哪些設(shè)備的能耗、度要求如何，以及需要對測量解決方案進行何種程度的改裝等。寶馬斯泰爾工廠可年產(chǎn)發(fā)動機70萬臺，按15分鐘間隔對大約700個監(jiān)測點的能耗進行測量。對Traxler而言，透明度是節(jié)能增效的關(guān)鍵所在。他表示，“只有準確追蹤能耗，才能激勵工廠采取節(jié)能措施”。在位于德國雷根斯堡的寶馬工廠里，SIMATIC B.Data會自動生成能耗日報和月報，幫助找到潛在的改進空間。2012年，雷根斯堡授予該工廠一項環(huán)境獎，表彰其在提升產(chǎn)量，擴建工廠的同時，還將耗能量在2004年的基礎(chǔ)上削減了30%，相當于每年節(jié)省1.68億度電。

有了智能能耗追蹤器，工廠可以針對生產(chǎn)及其調(diào)節(jié)控制軟件，以進一步提升能效。以傳動裝置為例。在大多數(shù)工廠，用于驅(qū)動傳送帶系統(tǒng)、機器或生產(chǎn)機器人的大小各異的電機所消耗的電量，占總耗電量的三分之二左右。電機技術(shù)升級后可大幅降低成本。以西亞特位于西班牙Martorell的首要工廠為例。西門子為其涂裝車間的大型通風設(shè)備加裝了變頻器，以根據(jù)實際需求調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。得益于此，其耗電量降低了40%。

現(xiàn)代傳動裝置也能提升沖壓設(shè)備的能效。借助數(shù)千噸壓力的作用，這些大型機床可在轉(zhuǎn)瞬之間將金屬板材塑造成車門、車頂和引擎蓋等部件。每次在機床抬起后，一個搬運機器人就會將車身部件移到鄰近的壓床上。許多時候，各種動作都是通過同一個由大型飛輪驅(qū)動的傳動軸帶動。但這種方法的能耗很高，鑒于此，大眾汽車在西門子的協(xié)助下，對沃爾夫斯堡工廠的三個已經(jīng)運行15年之久的沖壓系統(tǒng)進行了升級。西門子工業(yè)的Bernd Dietz說：“現(xiàn)在，搬運機器人不再與主傳動軸相連，而是由電子伺服系統(tǒng)帶動。”這種方式能夠更加準確高效地控制搬運機器人。

西門子提供的沖壓生產(chǎn)線仿真（PLS）模型能夠確保金屬沖壓動作得到優(yōu)化控制，即使這些昂貴的機器和搬運機器人的操作間隔非常之短，亦可保證它們不會相互碰撞。部署這些系統(tǒng)后，大眾汽車的沖壓生產(chǎn)率從每分鐘14件增加到了16件。PLS還能縮短更換工具所需時間，因為新工具的仿真動作可直接導(dǎo)入沖壓機床控制軟件。從長遠來看，實用性提高后，大眾汽車的沖壓生產(chǎn)線將從17條減至8條。此外，現(xiàn)在可將傳動裝置減速時節(jié)省的電能用于加速其他傳動裝置，進而將沖壓生產(chǎn)線的能效提升約30%-40%。

靈活性增強。現(xiàn)在，許多工廠在安裝新的沖壓機床時都選擇了伺服電機驅(qū)動的伺服沖床。其優(yōu)勢在于該系統(tǒng)不必按照預(yù)設(shè)節(jié)奏運行，因此可根據(jù)實時要求單獨控制沖壓過程中上下運動的各個部件，而采用單一傳動軸和飛輪的系統(tǒng)則做不到這一點。在將金屬板材沖壓成型時，沖床會慢慢下降，以保護模具，同時確保生產(chǎn)出高品質(zhì)工件。然后，它將以快速度上升到?jīng)_程頂端，以便開始新一輪作業(yè)。在狀態(tài)下，伺服沖床的產(chǎn)量是傳統(tǒng)沖床的兩倍，這將快速抵消其高昂的購置成本。

然而，正如Dietz的同事Gerald Reichl博士所解釋的那樣，伺服沖床的電機能耗高于飛輪-傳動軸組合。他說：“我們?yōu)椴ㄌm的一家汽車制造廠設(shè)計的飛輪式?jīng)_床的功耗為500千瓦；而一臺配備了6臺主用電機的伺服沖床在其所有電機同時運轉(zhuǎn)的情況下，理論高功耗達3000千瓦。”然而，智能能源管理系統(tǒng)可確保該沖床僅需500千瓦電力，這是因為電容器和飛輪系統(tǒng)會在電機減速時收集所釋放的電能，以供需要時使用。

伺服沖床給沖壓機床制造商帶來了*的設(shè)計挑戰(zhàn)，因為可以利用各式各樣的電機和不同的轉(zhuǎn)矩，通過許多不同的方式來實現(xiàn)所需壓力。尤其需要支持的是中小型制造商，機電一體化工程師Reichl表示，“我們開發(fā)的一個程序可以根據(jù)所需轉(zhuǎn)速和沖力，計算出沖床的尺寸和優(yōu)運動參數(shù)，以及適當?shù)哪茉垂芾硐到y(tǒng)。”銷售部負責人Alexandre Bonay指出，該項目耗時多年，“那時，雖然我們已經(jīng)掌握了驅(qū)動和控制系統(tǒng)領(lǐng)域的專有技術(shù)，但在沖床領(lǐng)域仍是一片空白。”我們投入的時間非常值得。“我們的辛勤付出，換來了一個面向伺服沖床的綜合解決方案，從設(shè)計到傳動系統(tǒng)、控制技術(shù)、甚至計算機模擬，它無所不包。”

這為沖壓機床制造商提供了額外保障，因為該系統(tǒng)的仿真功能可按1:1的比例呈現(xiàn)計劃制造的沖床，甚至早在制造出沖床之前，便可向客戶展示其在正常生產(chǎn)過程中能夠可靠地生產(chǎn)出多少件工件。汽車制造商可以將這種仿真結(jié)果導(dǎo)入其自有虛擬模型中，以確定未來車型的產(chǎn)量能夠提高多少，進而在競爭激烈的市場上占據(jù)生產(chǎn)率和能效優(yōu)勢。

作為工業(yè)自動化的一種典型應(yīng)用，PLC是做為取代繼電器線路、進行順序控制為主而產(chǎn)生的，后來PLC廠家逐步增加了模擬量運算、PID功能以及更可靠的工業(yè)抗干擾技術(shù)等功能，并隨著網(wǎng)絡(luò)化的需求增加了各種通信接口，同時伴隨著現(xiàn)場總線技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PLC的應(yīng)用范圍越來越廣泛。PLC具有眾多優(yōu)點，如功能齊全并不斷提升；應(yīng)用上靈活簡便、維護方便；不斷提高可靠性和抗*力；價格便宜等，這些優(yōu)點是PLC產(chǎn)品能夠持久占有市場的根本原因。 

目前用戶對PLC技術(shù)提出的應(yīng)用需求主要集中在兩個方面，一是非標定制，二是網(wǎng)絡(luò)化。英威騰采取積極的態(tài)度不斷開發(fā)新產(chǎn)品以滿足客戶的需求。首先，面對工業(yè)自動化和OEM客戶的逐漸發(fā)展、PLC的應(yīng)用和技術(shù)需求越來越多的現(xiàn)狀，通用性PLC產(chǎn)品已經(jīng)難以滿足多樣性的客戶需求，OEM客戶已經(jīng)不僅僅關(guān)注PLC產(chǎn)品的成本和價格，更注重其企業(yè)形象、PLC與自身核心技術(shù)的*融合，因此PLC定制化會越來越頻繁的出現(xiàn)在各PLC廠家的市場需求中。英威騰一向?qū)τ赑LC定制化發(fā)展持開放和支持的態(tài)度，對此不斷在進行行業(yè)性產(chǎn)品和非標產(chǎn)品的研發(fā)，并不斷積累行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，給客戶提供*的產(chǎn)品和解決方案，以提升客戶的競爭力。在非標定制方面，針對某些用量較大的客戶或行業(yè)性客戶的技術(shù)需求，英威騰在與客戶充分溝通并理解需求的前提下，為客戶提供滿足需求并具備優(yōu)異性價比的產(chǎn)品，努力提升客戶產(chǎn)品的競爭力。 

在網(wǎng)絡(luò)化方面，英威騰也在不斷的發(fā)展和完善產(chǎn)品，配合英威騰電氣及變頻器、伺服等產(chǎn)品，為客戶提供整體解決方案，并結(jié)合英威騰電氣的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控，以及PLC程序的遠程維護等功能，為客戶提供了便利。 

然而隨著物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的加快，物聯(lián)網(wǎng)的安全問題必然成為制約物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的重要因素。廣泛存在的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將會對國家基礎(chǔ)、社會和個人信息安全構(gòu)成新的威脅。英威騰主要在以下幾點做了大量而有效的工作：應(yīng)用技術(shù)手段保護信息安全，包括物理上的安全措施和數(shù)據(jù)傳輸上的加密機制；用戶權(quán)限分級，對訪問者的合法性進行認證；安全可靠的防火墻等。 

目前國內(nèi)用戶在PLC的使用上，絕大多數(shù)還處于類似于單機應(yīng)用的程度，后續(xù)隨著智能制造的發(fā)展，將大大推動傳統(tǒng)自動化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的密切結(jié)合，隨著中國制造業(yè)實現(xiàn)由大變強的升華，PLC應(yīng)用技術(shù)將出現(xiàn)更大的發(fā)展。