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網(wǎng)絡(luò)通信

S7-200 SMART CPU 模塊本體集成1 個以太網(wǎng)接口和1 個RS485 接口，通過擴展CM01 信號板，其通信端口數(shù)量最多可增至3 個。可滿足小型自動化設(shè)備連接觸摸屏、變頻器等第三方設(shè)備的眾多需求。

• 以太網(wǎng)通信
  所有CPU 模塊標(biāo)配以太網(wǎng)接口，支持西門子S7 協(xié)議、TCP/IP 協(xié)議、有效支持多種終端連接：
  • 可作為程序下載端口（使用普通網(wǎng)線即可）
  • 與SMART LINE HMI 進行通信
  • 通過交換機與多臺以太網(wǎng)設(shè)備進行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交互
  • 最多支持4 個設(shè)備通信

• 串口通信
  S7-200 SMART CPU 模塊均集成1 個RS485 接口，可以與變頻器、觸摸屏等第三方設(shè)備通信。如果需要額外的串口，可通過擴展CM01 信號板來實現(xiàn)，信號板支持RS232/RS485 自由轉(zhuǎn)換，最多支持4 個設(shè)備。串口支持下列協(xié)議：
  • Modbus-RTU
  • PPI
  • USS
  • 自由口通信

• 與上位機的通信
  通過PC Access，操作人員可以輕松通過上位機讀取S7-200 SMART 的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控或者進行數(shù)據(jù)存檔管理。
  （PC Access 是專門為S7-200 系列PLC 開發(fā)的OPC 服務(wù)器協(xié)議，專門用于小型PLC 與上位機交互的OPC 軟件）

運動控制

三軸 100 kHz 高速脈沖輸出，*實現(xiàn)精確定位.

• 運動控制基本功能
  • 標(biāo)準(zhǔn)型晶體管輸出CPU 模塊，ST40/ST60 提供3 軸100 kHz 高速脈沖輸出，支持PWM（脈寬調(diào)制）和PTO 脈沖輸出
  • 在PWM 方式中，輸出脈沖的周期是固定的，脈沖的寬度或占空比由程序來調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)電機速度、閥門開度等
  • 在PTO 方式（運動控制）中，輸出脈沖可以組態(tài)為多種工作模式，包括自動尋找原點，可實現(xiàn)對步進電機或伺服電機的控制，達到調(diào)速和定位的目的
  • CPU 本體上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可組態(tài)為PWM 輸出或高速脈沖輸出，均可通過向?qū)гO(shè)置完成上述功能

• PWM 和運動控制向?qū)гO(shè)置
  為了簡化您應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向?qū)Э梢陨晌豢刂噶?，您可以用這些指令在您的應(yīng)用程序中對速度和位置進行動態(tài)控制。
  PWM 向?qū)гO(shè)置根據(jù)用戶選擇的PWM 脈沖個數(shù)， 生成相應(yīng)的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。
  運動控制向?qū)ё疃嗵峁? 軸脈沖輸出的設(shè)置，脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調(diào)。

• 運動控制功能特點
  • 提供可組態(tài)的測量系統(tǒng)，輸入數(shù)據(jù)時既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數(shù)
  • 提供可組態(tài)的反沖補償
  • 支持、相對和手動位控模式
  • 支持連續(xù)操作
  • 提供多達32 組運動動包絡(luò)，每組包絡(luò)最多可設(shè)置16 種速度
  • 提供4 種不同的參考點尋找模式，每種模式都可對起始的尋找方向和最終的接近方向進行選擇

• 運動控制的監(jiān)控
  為了幫助用戶開發(fā)運動控制方案，STEP 7- Micro/WIN SMART 提供運動控制面板。其中的操作、組態(tài)和包絡(luò)組態(tài)的設(shè)置使用戶在開發(fā)過程的啟動和測試階段就能輕松監(jiān)控運動控制功能的操作。
  • 使用運動控制面板可以驗證運動控制功能接線是否正確，可以調(diào)整組態(tài)數(shù)據(jù)并測試每個移動包絡(luò)
  • 顯示位控操作的當(dāng)前速度、當(dāng)前位置和當(dāng)前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態(tài)
  • 查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設(shè)置

編程

人性化軟件，提升編程效率

STEP 7- Micro/WIN SMART 是專門為S7-200 SMART 開發(fā)的編程軟件，能在Windows XP SP3/Windows 7 上運行，支持LAD、FBD、STL語言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 優(yōu)秀編程理念的同時，更多的人性化設(shè)計使編程更容易上手，項目開發(fā)更加高效。

• 全新菜單設(shè)計
  摒棄了傳統(tǒng)的下拉式菜單，采用了新穎的帶狀式菜單設(shè)計，所有菜單選項一覽無余，形象的圖標(biāo)顯示，操作更加方便快捷。
  雙擊菜單即可隱藏，給編程窗口提供更多的可視空間。

• 全移動式窗口設(shè)計
  軟件界面中的所有窗口均可隨意移動、并提供八種拖拽放置方式。
  主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶的習(xí)慣進行組合，最大限度的提高編程效率。

• 變量定義與程序注釋
  用戶可根據(jù)工藝需求自定義變量名，并且直接通過變量名進行調(diào)用，*享受高級編程語言的便利。根據(jù)實現(xiàn)的功能，特殊功能寄存器調(diào)用后自動命名，更加便捷。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網(wǎng)絡(luò)、變量添加注釋，大幅提高程序的可讀性。當(dāng)鼠標(biāo)移動到指令塊時，自動顯示各管腳支持的數(shù)據(jù)類型。

• 強大的密碼保護
  STEP 7- Micro/WIN SMART 不僅對計算機中的程序源提供密碼保護，同時對CPU 模塊中的程序也提供密碼保護，滿足用戶對密碼保護的不同需求，*保護用戶的知識產(chǎn)權(quán)。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 對程序源實現(xiàn)三重保護：包括為為工程、POU（程序組織單元）、數(shù)據(jù)頁設(shè)置密碼，只有授權(quán)的用戶才能查看并修改相應(yīng)的內(nèi)容。
  編程軟件對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權(quán)限密碼保護。

• 新穎的設(shè)置向?qū)?br />STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡易快捷的向?qū)гO(shè)置功能，只需按照向?qū)崾驹O(shè)置每一步的參數(shù)即可完成復(fù)雜功能的設(shè)定。新的向?qū)Чδ茉试S用戶直接對其中某一步的功能進行設(shè)置，修改已設(shè)置的向?qū)П銦o需重新設(shè)置每一步。

在鄭州，國家電力投資集團公司（國家電投）河南遠程診斷中心已經(jīng)上線運行。發(fā)電機組的健康狀況由千里之外的“專家大夫”悉心呵護。

還記得2001年斯皮爾伯格導(dǎo)演的大片《人工智能》嗎？機器人小男孩大衛(wèi)不僅具有人類的行為和思考能力，還能像普通孩子一樣同父母進行情感交流。為了成為真正的人類，重獲母愛，他甘愿在海底被冰封了2000年，以換來和母親一天的獨處。

曾經(jīng)只存在于科幻電影中的情節(jié)似乎已不再遙不可及。不久前，人工智能程序AlphaGo以3:0戰(zhàn)勝中國的圍棋世界柯潔，在這場舉世矚目的智力對弈中笑到了最后。

“人工智能”和“機器學(xué)習(xí)”的神秘面紗已悄然揭開。在瑞典，在西門子軟件幫助下，海上風(fēng)機能自我學(xué)習(xí)，自動分析風(fēng)速、風(fēng)向等數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)設(shè)置，實現(xiàn)風(fēng)力的最大利用。而在瑞士日內(nèi)瓦地下100米深處，科學(xué)家正利用大型強子對撞機，模擬137億年前的宇宙大爆炸，希望破解宇宙誕生之謎。西門子軟件分析對撞機的海量數(shù)據(jù)，提前預(yù)警元器件故障。

電廠的遠程診斷也有著類似的原理，即從海量數(shù)據(jù)中習(xí)得規(guī)律，作出決策。在鄭州，國家電力投資集團公司（國家電投）河南遠程診斷中心已經(jīng)上線運行。發(fā)電機組的健康狀況由千里之外的“專家大夫”悉心呵護。在還沒引發(fā)“疾病”之前，“細菌”就被扼殺在搖籃。國家電投是中國同時擁有水電、火電、核電和新能源資產(chǎn)的綜合能源企業(yè)。

愛學(xué)習(xí)的診斷高手

數(shù)字化變革正在席卷各行各業(yè)，而大數(shù)據(jù)更是被稱為價值連城的“石油”，電力企業(yè)也無法再任其在機器轟鳴、產(chǎn)線輪轉(zhuǎn)之間白白流失。

在電力需求持續(xù)上升的今天，大容量、高精密的機組對電廠的維護水平提出了更高的要求。而對大型電力集團來說，旗下電廠分布廣泛，運營難度和成本相應(yīng)增加。應(yīng)對這些挑戰(zhàn)都離不開數(shù)字技術(shù)的力量。國家電投先人一步，成為電廠數(shù)字化的探路先鋒。

目前，國家電投河南遠程診斷中心連接監(jiān)視國家電投旗下7家電廠的14臺發(fā)電機組，裝機容量共達到680萬千瓦。

每臺機組都有成千上萬個運行參數(shù)由傳感器實時采集，如機組的負(fù)荷、水泵的電流等，并傳輸至遠程診斷中心的集中數(shù)據(jù)庫。經(jīng)過特訓(xùn)的智能模型如同“大腦”一般機敏，能自動分析這些海量數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，便會立即預(yù)警。技術(shù)專家根據(jù)預(yù)警的優(yōu)先級，利用西門子SPPA-M3000電廠生產(chǎn)管理平臺，對設(shè)備進行診斷，并在平臺中進行診斷報告的編寫、查詢和發(fā)布等。

那么智能模型的“火眼金睛”是如何煉成的呢？根據(jù)電廠的運行需要和機組的特點，技術(shù)專家在西門子電廠高級智能診斷系統(tǒng)SPPA-D3000中針對不同設(shè)備，建立不同功能的模型，包括故障預(yù)測、性能優(yōu)化等。此后，通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)算法，智能模型對電廠6-12個月內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，直到能夠準(zhǔn)確識別設(shè)備在不同運行狀態(tài)下的正常參數(shù)范圍。

“打個比方，要訓(xùn)練一個人的健康模型，就要讓它不斷學(xué)習(xí)這個人過去慢走、快跑、吃飯時的正常血壓、脈搏等數(shù)據(jù)，模型才會更加‘知識淵博’。”西門子電站自動化有限公司信息工程部負(fù)責(zé)人肖國濤說。

非計劃停機給電廠帶來的損失巨大。據(jù)估算，一臺100萬千瓦的蒸汽輪機機組1天能發(fā)電約1600萬度。如果按照1度電0.3元來計算，停機1天給電廠造成的損失就有480萬元。這還不包括每次機組啟停耗費的燃料成本。

會“思考”的電廠

在中國，插上了大數(shù)據(jù)的翅膀，數(shù)字化電廠不再是鏡花水月。而西門子無疑是將這一夢想變?yōu)楝F(xiàn)實的重要助力。

除了西門子數(shù)字化電廠軟件之外，西門子數(shù)字化服務(wù)結(jié)合強大的數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，通過遠程維護和優(yōu)化，幫助電廠提高設(shè)備的運行效率和可用性。

對于發(fā)電機組這樣的*設(shè)備來說，精心呵護尤其必要。一臺蒸汽輪機和燃氣輪機有著上千個零部件，在運行時要承受巨大的機械和熱能壓力。以西門子8000H燃氣輪機為例，燃燒室中的溫度可達1600度，遠超火山噴發(fā)巖漿的溫度。并且高溫氣體以每秒100米的速度流動，相當(dāng)于第2級強的龍卷風(fēng)的速度。

通過數(shù)字化服務(wù)，西門子不僅能為電廠提供高級診斷服務(wù)，還能精準(zhǔn)預(yù)測部件使用壽命，幫助電廠更靈活、合理地安排維護周期，降低備件庫存，優(yōu)化電廠資產(chǎn)。

“與普通IT公司提供的數(shù)據(jù)分析服務(wù)相比，我們最大的優(yōu)勢在于能夠融合西門子獨有的設(shè)備設(shè)計數(shù)據(jù)，全球各地的已裝機設(shè)備運行數(shù)據(jù)，以及我們在電力領(lǐng)域100多年的豐富經(jīng)驗和專業(yè)知識。”西門子中國研究院發(fā)電與天然氣創(chuàng)新中心數(shù)字化部總監(jiān)湯禹成表示。“并且客戶能在需要的地方進行數(shù)據(jù)分析，既可以利用云計算設(shè)備，也可以在本地利用現(xiàn)場的智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行。”

“對中國市場來說，數(shù)字化電廠的意義更加非比尋常。比如，將來如果中國開放電力競價上網(wǎng)，西門子服務(wù)專家還能結(jié)合電廠運行狀態(tài)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)等，幫助電廠決定的競標(biāo)電價，使其經(jīng)濟收益最大化。”他補充道。