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，標準型和經濟型，全方~位滿足不同行業、不同客戶、不同設備的各種需求。標準型作為可擴展 CPU 模塊，可滿足對 I/O 規模有較大需求，邏輯控制較為復雜的應用 ；而經濟型 CPU 模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。

制造業的未來

工業領域正在范圍內發揮越來越重要的作用，是推動科技創新、經濟增長和社會穩定的重要力量。但與此同時，市場競爭也在變得愈發激烈。客戶需要新的、高質量的產品，要求以更快的速度交付根據客戶要求而定制的產品。此外，還必須不斷提高生產力水平。只有那些能以更少的能源和資源完成產品生產的企業，才能夠應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虛擬生產和與現實生產環境的融合，采用創新軟件、自動化技術、驅動技術及服務。這些能夠縮短產品上市時間、提高生產效率和靈活性，幫助工業企業保持在市場上的競爭優勢。

數字化升級

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

已成為木工后段加工設備代表性企業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備向整廠生產線創新，提升整廠通信能力和通信效率，以滿足客戶個性化大規模生產的需求。

西門子憑借在數字化工廠領域的積累，在與磨克科技的合作中，引入SMART PLC V20 SMART LINE解決方案，據西門子運動控制部V20業務發展經理董之峰介紹，每臺砂光設備要用8~15臺變頻器，SINAMICS V20變頻器通過西門子內部USS協議，易于現有系統的整合，可以實現快速響應。V20還支持MODBUS通信，可以輕松實現與第三方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*搭配應用，實現了更佳的通信質量和通信效率，這一優化的解決方案使得磨克科技的設備整體穩定性和控制水平達到了一個新的高度。從而輕松實現流程聯網，實現混線生產，大大提高了客戶的生產能力和生產效率。

精細化作業

從原始的手工打磨進入到機器生產，砂光設備毫無疑問是家具生產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。以木門產品為例，如果木門在生產過程中不進行細細打磨，噴了底漆，貼上木皮，就表現不出平滑光潔的整體效果，門的整體質量就會受到影響。

隨著市場消費的升級，消費者對家具產品的質量要求也在不斷提高。在家具板件的砂光過程中，摩擦會產生熱量，同時形成木棉垃圾，影響設備的使用壽命和板面砂光質量。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、多粉塵等惡劣環境下工作，因而，堅固、穩定與可靠成為砂光設備對變頻驅動等電氣裝置的首要要求。

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

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。

物質上不自由，困頓難免；工作上不自由，才能無以充分發揮；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！

行業用途：

1. 新舊替換 品質接力——西門子SIMATIC在冰淇淋行業的突破

2. 為了滿足日益增長的產量需求，國內某冰淇淋生產商決定將使用了20多年的Simatic S5系統全~面升級為Simatic PCS 7系統，同時增加一條年產量為12萬噸的混料生產線。基于*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了零停機無干擾遷移，在保持現有產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某冰淇淋生產商提供的混料生產線已經使用了20多年。

4. 冰淇淋的生產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、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，根據加工工藝要求按順序將其混合，所以混料過程直接影響到冰淇淋的口味。國內某冰淇淋生產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。20余年間，在西門子工程師們的呵護下，該系統一直穩定運行，*的冰淇淋持續為炎炎酷暑帶來一絲清涼。

5. 隨著技術的不斷更新，在冰淇淋越來越*的今天，該用戶決定將20多年前的Simatic S5老系統升級為~新的Simatic PCS 7系統。除了改造原來的系統外，用戶又添加了一條新的生產線，同樣選擇了西門子的全集成自動化（Total Integrated Automation，簡稱TIA）系統解決方案。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實力深厚的上海西門子工業自動化有限公司（SIAS）實施。

6. 混料車間的主要設備包括：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備，對于這樣的生產線，控制系統的整體升級并不是一個“小手術”，相當于為整個生產系統換了一套中樞神~經。但是用戶的生產線非常緊張，并不想因為更換系統而影響了生產效率，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，在清楚了解生產線的排班后，發現冰淇淋混料過程中會生產多種口味，每次更換配方時需要停機，清洗產線，西門子工程師因此有了一個靈感，想出一套遷移方案，先在模擬環境下完成系統的準備工作，然后利用生產線的停機時間分步完成整個系統的遷移。

7. 改造中有眾多的現場控制箱、大量的現場信號接線，原混料生產線用的是西門子Simatic S5系統，西門子工程師對整個系統了如指掌，為系統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，在老生產線正常生產的同時，工程師們在虛擬環境下將新系統模擬好，為了確保一次性切換成功，不給生產帶來影響，工程師們花了3個多月的時間為系統遷移做準備，當一切就緒時，激動人心的時刻來臨了，“移植手術”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線的清掃工作，工程師們寸步不離的守在工廠里，一旦生產線停機就開始遷移工作，終利用一周中產線清洗過程中的碎片時間，完成了對整個系統的遷移。所有的調試一次性成功，沒有對生產造成任何影響，真正的做到了零停機的無擾切換，保障了生產的正常進行。

9. 除了對老生產線的升級改造外，為了滿足日益增長的產量需求，用戶還新增了一條12萬噸的混料生產線。新生產線控制系統同樣采用了西門子~新的Simatic PCS 7 V8.0，系統的所有硬件都基于統一的平臺，所有軟件也都全部集成在Simatic程序管理器下，軟硬件的平臺化設計，充分體現了全集成自動化的特點。

10. 工程師們還在系統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。基于標準的Simatic軟件和硬件組件，確保了系統高度的可靠性和穩定性。比如混料系統中重要的配方管理，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。但新系統的配方管理可以實現全電子化操作，每個配方都形成了標準，能夠保證配方調整時準確無誤，操作更加規范。人性化的設計還體現在將原來的表格化菜單變成現在的圖形化界面，可以真正的實現傻瓜式操作，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，以前為了追蹤生產數據，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，其集成的核心是統一的過程數據庫的數據庫管理軟件，所有的系統信息都存儲于一個數據庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強了系統的整體性和信息的準確性，從而減少了對相應操作的反應時間，縮短生產周期。另外，統一的數據庫讓生產數據的追蹤更加方便，用戶可以自由設置數據可追溯的時間，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，充分的體現了自動化帶來的優勢。

12. 目前，所有的工程都已完工，產線投入了正常的生產，現在整個混料車間的生產力是過去的三倍，滿足了日益增長的產量需求。同時西門子也優化了用戶的配方管理系統，建立了穩定、可靠、安全的系統，并且保證冰淇淋的產品質量和工廠的生產能力。一切都在有條不紊的進行著。但對于西門子來說，這并不意味著結束，為了讓用戶放心的使用西門子的產品，工程師們一直待命，除了正常的備品備件服務外，只要用戶有任何服務需求，西門子的工程師承諾在兩個小時響應并到達現場，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根據規模和性能的大小，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，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網絡聯接有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的一體化單元設備。其中的擴展模塊(em)有以下幾種：數字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數字量輸出(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(傳感器和執行器接口)，通過as-接口的從站可以控制多達248個設備，這樣就可以顯著的擴展s7-200的輸入和輸出點數。

    2、S7-300

    相比較s7-200，s7-300針對的是中小系統，他的模塊可以擴展多達32個模塊，背板總線也在模塊內集成，它的網絡連接已比較成熟和流行，有mpi、工業以太網，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和設置參數。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，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設置參數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)——執行特殊功能，如計數、定位、閉環控制相當于對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和工業以太網。

    針對cpu設計模式選擇器有：mres=模塊復位功能;stop=停止模式，程序不執行;run=程序執行，編程器只讀操作;run-p=程序執行，編程器可讀寫操作。狀態指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內部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，正在執行復位時快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設備或其它設備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。

    3、37-400

    同300的區別主要在于熱啟動(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口轉換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網口。

    4、西門子plc在工程中的應用

    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*個任務是分解子任務。而每個子任務定義了自動化系統要完成的硬件和軟件要求。其中硬件包括輸入/輸出數目和類型，對應模塊序號和類型，所用機架號，cpu型號和容量，hmi系統，網絡系統。軟件方面主要是程序結構，自動化過程中的數據管理，組態數據、通訊數據及程序和項目文檔。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)，網絡(+組態)，所有程序和自動化解決方案的數據管理。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——顯示訪問節點、存儲器卡、下載、仿真模塊。

    step7項目結構：項目中，數據以對象形式存儲，按樹型結構組織。*級：包含項目圖表，每個項目代表和項目存儲有關的一個數據結構。第二級：站(如s7-300)用于存放硬件組態和模塊參數等信息，站是組態硬件的起點。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的網絡圖表(mpi、profibus、工業以太網)第三級和其他級：和上級對象類型有關。編程器可離線/在線查看項目——offline：編程器硬盤上的內容;online：通過網線從plc讀到的內容。

    菜單選項：在options-customize設置語言、助記符、常用特性(存儲位置、系統信息顯示)。創建一個項目：filenewnewproject插入s7程序塊：insertprograms7program插入s7塊：inserts7block然后可選：1：組織塊(ob)被操作系統調用，他們是操作系統和用戶程序的接口。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，易于調試的單元。3：數據塊存儲用戶的數據。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，及其他設置。

    5、硬件組態和存儲器概念

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

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

    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數據的丟失，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。

    硬件組態和參數分配

    組態就是指在硬件組態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;參數分配就是建立可分配參數模塊的特性，例如啟動特性、保持區等;設定組態就是設定好的硬件組態和參數分配;實際組態指已存在的實際組態和參數分配，一般是在已裝配的系統中，從plc的cpu中讀出來的。

    組態過程：

    啟動硬件組態：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。