西门子XF204-2交换机

上海朕锌电气设备有限公司

西门子XF204-2交换机

西门子将在2018年汉诺威工业博览会（Hannover Messe）上通过呈现丰富的案例，*展示用户如何通过实施数字化企业解决方案来充分挖掘工业4.0的潜力。西门子位于9号展厅的展位面积达3500平米，聚焦数字化企业解决方案在不**业的全生命周期中的应用。来自航空**、汽车、食品饮料、电子和设备制造以及化工、纤维和石油天然气等行业的诸多实例展示了不**业不同规模的企业如何通过个性化的数字化解决方案提升竞争力，实现更高的灵活性、效率和质量，并缩短产品上市时间。MindSphere 3.0版本、来自西门子、合作伙伴（如原始设备制造商）及国际用户组织 MindSphere World的切实案例，将亮相700平米的MindSphere展厅。西门子还将展示生产商目前如何受益于工业增材制造，以及基于MindSphere对驱动数据进行评估的全新数字化平台Sidrive IQ。另外，西门子展位还将以使用MindApps进行智慧能源管理为重点，展示面向工业企业和电力公司领域的基础设施项目的集成解决方案。

西门子还将展示当今的企业如何通过数字化解决方案增强竞争力，如在全价值链建立数字化双胞胎，采用基于云的开放式物联网操作系统MindSphere，以及运用来自西门子的**良好的自动化产品组合。在几乎任何行业，价值链的集成和数字化都能带来更高的灵活性、效率和质量，从而获得可持续的竞争优势，同时也在价值增值、创新商业模式和面向未来的合作方式方面提供了新的机遇。

西门子将在展会上展示MindSphere 3.0版本，该版本现已部署于亚马逊 AWS（Amazon Web Services）云计算服务平台。3.0版本具备更强大的开发环境，提供开放式编程接口（API/应用程序编程接口），并新增分析功能和扩展连接功能。西门子还将在展会上介绍全新的国际用户组织MindSphere World。该组织拥有18个创始成员，其目标是在**扩展围绕MindSphere的生态系统。

在离散工业充分利用数字化潜力

“依托数字化企业套件，我们能够支持离散行业的产品制造商与设备制造商实现数字化转型。”西门子股份公司数字化工厂集团**执行官Jan Mrosik表示，“我们可以针对产品、生产和绩效建立数字化双胞胎，对其进行全面的虚拟仿真。通过利用从MindSphere中获得的知识，我们能够持续帮助客户优化其整个价值链。这不仅适用于不**业和传统生产方式，也适用于增材制造等新技术。”增材制造也是西门子在本年度展会上的一个焦点。西门子是**一一家涵盖增材制造价值链各个环节的集成式软件和硬件解决方案的供应商。对用户而言，这意味着整个数字化流程链都将整合在一个集成的软件环境下。工程、仿真、产品制备和3D打印所需的工具都合并在一个集成系统中，并可通过标准化的用户界面来访问。这样就不必进行数据转换，也避免了相关信息内容丢失的可能。这使用户能从单机的原型设计和小批量生产迅速转化为完全工业化的批量生产。

另外，西门子还将展示围绕Simatic自动化系统的一系列新应用。全新Simatic MindApps应用程序如 Machine Monitor、Notifier和Performance Monitor是专为MindSphere而设计的特殊应用，让用户可以充分利用云服务的优势并实现增值。Simatic MindApps从生产设备导出相关数据进行分析，将其处理成有意义的信息并显示在仪表板上，或将其用作智能报警系统和消息显示的基础。为确保这些数据与其所服务的工厂和基础设施一样安全，Simatic MindApps采用了符合IEC 62443标准的“纵深防御”理念，以防范当前和未来的网络威胁。
西门子将推出新一代软起动器Sirius 3RW5，能满足从较简单到较复杂的驱动需求。该系列设备专为确保5.5-1,200 kW三相异步电机的平稳启动而设计，可用于以较其简单、经济的方式实施高效的、面向未来的机器概念。

过程工业各行业进入数字化

“现在正是利用数字化潜力和优势来优化过程工业整个价值链的时机。”西门子股份公司过程工业与驱动集团**执行官Jürgen Brandes强调，这对新建（绿地）工厂与现有（棕地）工厂同样适用。重要的第一步是一致地使用公司已有的静态和动态数据，以实现全生命周期各个环节的透明度，以此为基础实现优化。“得益于我们深厚的电气化和自动化专业知识，我们支持不同企业实施相应的数字化转型。在每个案例中，我们的产品都根据客户的增值和商业模式量身定制。”在此，西门子全新“数字化咨询”理念能够起到重要作用。这需要与客户开展合作，理清整个价值链各个环节公司的数字化转型范围，并绘制数字化路线图，包括计算所需的投资。
过程工厂的数字化双胞胎在其中发挥着重要作用。数字化双胞胎模型始于工程设计阶段，并且通过工厂整个生命周期不同阶段的数据获得更新和丰富。对来自工厂现场层的过程数据及其他智能传感器数据的持续分析，可带来全新的透明度水平，从而实现过程维护和服务的显着改善。数字化双胞胎在工厂试车时也能带来决定性的益处。在此，Simit仿真软件9.1版本能以更简单的方式结合虚拟工厂试车和用户培训，从而将实际试车速度加快60%，并将停机时间降至较低——特别是在工厂转型和升级过程中。
西门子在汉诺威工业博览会上展示的另一项创新成果是Sidrive IQ，这是利用MindSphere评估驱动数据的一个全新数字化平台。它能为工厂和设备用户提供针对已安装驱动系统的全新数据透明度，简化机队管理并优化维修服务。对数据的连续分析可以节省时间并延长设备正常运行时间，譬如通过及早发现并纠正可能的错误根源的方式。这些益处使Sidrive IQ成为在整个生命周期各个环节提高驱动技术的效率和生产力的基础。 
时间敏感型联网TSN是本次展示的另一个主题。即使在较端的网络负载下，TSN也可以实现自动化设备之间更强大、可靠和标准化的以太网通信。Profinet网络基础设施未来将会逐步升级，集成基本的TSN技术。作为实现这一目标的第一步，西门子将展示基于TSN的OPC UA PubSub如何用在控制层级——以展会机器人模型为例。

智能能源管理

如果没有稳定的能源供应，顺畅的生产运行和不间断的生产流程是不可想象的。工业对能源的需求日益增长，需要全新的能源解决方案—提高效率以降低能源成本，从而增强竞争力。汉诺威展会上西门子展位的亮点之一是无缝交互带来的客户受益，这些交互发生在安全可靠的能源供应解决方案、具备通信功能的计量设备和复杂的数据分析之间。这些交互带来能源透明度，能源透明度对实现较佳能源管理至关重要。西门子股份公司能源管理集团**执行官Ralf Christian表示：“这还包括寻找更智能的方法，处理当今配电领域不断增加的海量数据。利用数字化应用，我们能为客户提供智能分析工具，提高运营效率。”以西班牙汽车制造商Gestamp为案例，西门子将展示更高的能源透明度如何助力实现节能15%并使二氧化碳的排放显着降低。收集的数据还将上传到MindSphere。MindApp Energy Efficiency Analytics应用程序可计算能源需求，根据实际情况给出减少负荷的并利用来自多个地点的实时耗能数据，帮助优化工厂和生产流程，从而降低企业的总能耗。Ralf Christian解释说，“在业界寻找降低生产成本的新方法方面，除优化能源效率外，自发电变得越来越有吸引力。”在汉诺威展会上，西门子将展示公司如何消弭用电高峰，充分利用波动电价，并创造额外收入—譬如通过参与能源平衡市场的方式。需求响应、电池储能系统和微电网控制相关方面也纳入在西门子的解决方案中。
除位于9号展厅的主展位外，西门子还与位于6号展厅的合作伙伴密切合作，展示PLM软件组合。在27号展厅“综合能源广场”，来访者将能了解整个综合系统的工作原理，其中涉及能源生产、分配和储能、能源需求等各个环节。在此背景下，西门子将展示电动汽车亮点：来访者将能发现充电基础设施的完整解决方案，并了解组件、充电管理系统和完整的端到端解决方案相关信息。

问题3：S7-200 CPU内的程序是否具有掉电保持特性？
回答：S7-200 CPU内的程序块下载时，会同时下载到EEPROM中，也就是说程序下载后，将*保持。同样，系统块和数据块下载时，也会同时下载到EEPROM中。

问题4：S7-200 CPU内部的数据的掉电保持特性？
回答：S7-200系统手册*四章——“PLC基本概念”一章中“理解S7--200如何保存和存储数据”一节详细介绍了S7-200 CPU内数据的掉电保持特性，建议用户仔细阅读。
S7-200 CPU内的数据分为RAM区和EEPROM区。
其中，RAM区数据需要CPU内置的**级电容或者外插电池卡才能实现掉电保持特性。
对于CPU221和CPU222的内置**级电容，能提供典型值约50小时的数据保持。
对于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226的内置**级电容，能提供典型值约100小时的数据保持。
**级电容需要在CPU上电时充电。为达到上述指标的数据保持时间，需要连续充电至少24小时。
当该时间不够时，可以购买电池卡，以获得更长时间的数据保持时间。
EEPROM区能实现数据*保持，不依靠**级电容或者电池就可以保持数据。

问题5：S7-200 CPU内部数据的工作顺序？
回答：S7-200 CPU一上电后，CPU先去检查RAM区域中的数据，如果在**级电容或者电池有电的情况下，数据并未丢失，则使用该RAM区的数据；如果**级电容或者电池没电了，导致数据丢失，则CPU去读EEPROM中相应的区域(包含数据块中的数据定义内容)，如果在EEPROM中存有*保持的数据，则CPU将EEPROM中的数据写回到RAM区中，再进行下面的工作。
如果EEPROM中也没有对应存储区的数据了，则该存储区的数据将变成0。

问题6：S7-200 CPU电池卡的使用注意事项？
回答：新版S7-200 CPU电池卡有两种型号。
对于CPU221和CPU222，由于其中没有实时时钟，则对应的为时钟电池卡，订货号为：6ES7297--1AA23--0XA0。
对于CPU224，CPU224XP，CPU224XPsi和CPU226，电池卡仅提供电池功能，订货号为：6ES7 291--8BA20--0XA0，该款电池卡型号又叫做BC293。
电池卡的寿命典型值约为200天，当插上电池卡后，如果CPU处于工作状态或者**级电容有电的情况下，并不消耗电池卡的电量。当电池卡的电量消耗完毕之后，该电池卡就报废了。
S7-200电池卡不能充电，使用完毕就不能再用了，只能购买新的电池卡了。
S7-200没有检测电池卡内剩余电量的状态位和这种功能。
新版S7-200 CPU电池卡不能用于老CPU，即订货号为6ES7xxx-xxx21-0XB0和6ES7xxx-xxx22-0XB0以及更老版本的CPU。

西门子XF204-2交换机
图1

以上为两种电池卡以及所在插槽位置。
电池卡的使用完整限制条件，请参考《S7-200系统手册》附录A 技术规范—可选卡件一节。

问题7：S7-200 CPU内EEPROM的使用方法？
回答：EEPROM的写入分为如下几种情况：
1、MB0—MB13的设置，只需要在系统块—断电数据保持中设置即可。
默认情况下，系统块设置如下图蓝框中所示，即MB14—MB31，这些区域没有对应的EEPROM区域，无须考虑EEPROM写入次数限制。

图2

MB0—MB13如果在系统块中设置成掉电保持区域，如图2红框中所示，并将系统块下载到CPU之后，则这14个字节的数据在掉电的瞬间会将数值写入EEPROM中，如果掉电时间**过**级电容和电池的保持时间之后，再上电时，CPU会将EEPROM中存储的数据数值写回到RAM中对应的存储区，实现*保持数据的目的。
注意：实现该功能一定要将修改过的系统块下载到CPU中。

2、数据块中定义的数据，如图3所示，当下载数据块的时候，同时会将定义的数据下载到EEPROM中，这样，当掉电时间**过**级电容和电池的保持时间之后，再上电时，CPU会将EEPROM中存储的数据块中定义的数据数值写回到RAM中对应的存储区，实现*保持数据的目的。也就是恢复成数据的初始设置值。
注意：实现该功能一定要将定义好数据的数据块下载到CPU中。

图3

3、使用SMB31和SMW32控制字来实现将V区的数据存到EEPROM中
特殊存储器字节31 (SMB31)命令S7-200将V存储区中的某个值复制到*存储器的V存储区，置位SM31.7提供了初始化存储操作的命令。特殊存储器字32 (SMW32)中存储所要复制数据的地址。如图4为S7-200系统手册内关于SMB31和SMW32的使用说明。

图4

采用下列步骤来保存或者写入V存储区中的一个特定数值：
1. 将要保存的V存储器的地址装载到SMW32中。
2. 将数据长度装载入SM31.0和SM31.1。具体含义如图4所示。
3. 将SM31.7置为1。

图5

注意：如果在数据块中定义了某地址的数据，而又使用这种办法存储同样地址的数据，则当CPU内**级电容或电池没电时，CPU再上电时将采用SMB31和SMW32存储的数据。

问题8：EEPROM写入次数的统计？
回答：每次下载程序块/数据块/系统块或者执行一次SMB31.7置位的操作都算作对EEPROM的一次写操作，所以请注意在程序中一定不要每周期都调用SMB31/SMW32用于将数据写入EEPROM内，否则CPU将很快报废。

问题9：不使用数据块的方法，如何在程序中实现不止一个V区数据的存储？
回答：由于SMB31/SMW32一次较多只能送入一个V区双字给EEPROM区域，因而当有**过一个双字的数据需要送入EEPROM中时，需要程序配合实现。具体操作方法可参照如下的例子，即使用SMB31/SMW32送完一个数据（字节/字/双字）之后，通过一个标志位（如M0.0）来触发下一个SMB31/SMW32操作，之后需要将上一个标志位清零，以用于下一次的存储数据的操作。

由于SM31.7在每次操作结束之后都自动复位，因而不能使用它作为*二次触发操作的条件。