西门子福建分公司

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西门子全新Simatic S7-1500 冗余控制器以高可用性为工厂保驾护航

• 凭借高可用性防止数据丢失，避免停机

• 采用透明化编程的PROFINET冗余控制系统

• Simatic 诞生60周年进一步丰富全集成自动化产品家族

尽可能地降低工厂出现故障或意外停机的可能性，以提高工厂效率，已经成为生产企业的主要诉求。为此，西门子开发出全新Simatic S7-1500 R/H系列冗余控制系统。基于标准型 Simatic S7-1500 CPU，Simatic S7-1500 R/H采用透明化编程方式，使用TIA Portal STEP 7 编程语言进行编程，把程序从标准系统迁移到冗余系统，无需额外工作。Simatic S7-1500 R/H凭借其高可用性，能够有效防止数据丢失以及避免停机。此外，该系列控制系统采用PROFINET系统冗余的方式，可以充分利用PROFINET的高效、灵活、高性能的特点。

全新Simatic S7-1500 冗余控制器涵盖三种CPU，分别为CPU1513R、 CPU1515R和CPU1517H。其中，CPU1513R 和 CPU1515R适合中小型项目应用。如果一个CPU失效 ，备用CPU将自动接管程序控制工作，程序可以快速恢复运行，以防止数据丢失。此外，基于PROFINET系统冗余的通讯方式还可以提高设备的可用性。支持Profinet S2冗余功能的现场设备（例如ET 200SP/MP）通过PROFINET连接到冗余CPU，从而构成PROFINET冗余通讯，即使发生网络中断，现场设备也能继续工作。具有相似的功能特性的CPU1517H性能更强，适合大型项目应用。该系列CPU带有专门的光纤同步模块，可以实现快速、平滑的切换。未来，CPU1517H还将开发支持PROFINET冗余网络。

Simatic S7-1500 R/H能够大限度地降低生产故障机率。例如，在生产、能源、供水系统、环境监控系统、机场助航照明、编组站系统等领域，能够有效避免控制器故障引起的停机；在行李处理、高架仓库、跟踪和追溯等领域，能够避免因工厂故障造成数据丢失而导致的高昂重启成本；在污水处理厂、隧道、船闸、楼宇系统等领域，即使没有监督和维修人员也能保障正常运行。

西门子Simatic系列可编程逻辑控制器（PLC）诞生于1958年，经过60年的发展和创新，从早的S3系列发展到如今的S7系列，已成为工业领域应用非常广泛的可编程控制器。

《一》软冗余的原理和系统配置要求能够实现软冗余功能的CPU有具体的要求，在S7-300中，315-2DP型（包括313C-2DP、314C-2DP）以上的CPU才能支持，所有的S7-400 CPU都支持软冗余。主、备系统的CPU型号可以不同，如其中一套系统采用S7-400系列，另一套系统采用S7-300系列。数据同步可以通过MPI、PROFIBUS、Ethernet三种不同的网络方式。需要两套系统共同控制的I/O信号需要采用ET200M从站采集，由于要接入两套CPU中，因此ET200M要选用冗余的IM153-2接口模块，并且采用有源总线模块。软件需要安装软冗余软件包，只有安装了软件冗余包STEP7中才会出现冗余功能库。《二》软冗余系统的编程调试和故障诊断STEP7中的冗余软件包包含了多个功能块，每个功能块都有特定的功能和调用方法，而且不同程序库中的功能块应用的场合不同，使用时需要加以区分。由于是通过软件程序来实现冗余，因此软冗余系统在编程调试时有些特点要注意。如在OB100中初始化程序块FC100，定义系统运行的参数要正确，冗余输出映像区地址要连续。修改系统参数后要对CPU进行复位，重新下载全部项目到PLC。《三》软冗余系统与其他系统连接软冗余系统在实际应用中还会涉及到与其他系统进行数据通信、连接上位监控软件WinCC时如何建立冗余链接等情况。西门子S7-400PLC，SIMATICS7-400PLC的主要特色为：*的处理速度、强大的通讯性能和的CPU资源裕量。??S7-400系列plc中功能分级的CPU以及种类齐全的模板，总能为其自动化任务找到的解决方案，实现分布式系统和扩展通讯能力都很简便，组成系统灵活自如，用户友好性强，操作简单，免风扇设计。随着应用的扩大，系统扩展无任何问题。S7-400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。

说明

S7-300 CPU 的六个性能等级

现有性能范围极宽的分级 CPU 系列，可用于组态控制器。
产品范围包括 7 种标准的 CPU、
7 种紧凑式 CPU、5 种故障防护型 CPU 以及 3 种工艺 CPU。
现有 CPU 的宽度仅 40mm

SIMATICS7-300 是我们全集成自动化设计的一部分，是销量大的控制器。

设计和功能

桌面 CPU 创新

设计

S7-300 可以实现空间节省和模块式组态。除了模块，只需要一条 DIN 安装轨用于固定模块并把它们旋转到位。
这样就实现了坚固而且具有 EMC 兼容性的设计。
随用随建式的背板总线可以通过简单的插入附加的模块和总线连接器进行扩展。S7-300 系列丰富的产品既可以用于集中扩展，也可用于构建带有 ET 200M 的分布式结构；因此实现了经济高效的备件控制。

扩展选件

如果自动化任务需要超过 8 个模块，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用扩展装置 (EU) 扩展。中心架上多可以有 32 个模块，每个扩展装置上多 8 个。接口模块 (IM) 可以同时处理各个机架之间的通讯。如果工厂覆盖范围很宽，CC/EU 还可以相互间隔较长距离安装（长 10m）。

在单层结构中，这可以实现 256 个 I/O 的大组态，在多层结构中多可以达到 1024 个 I/O。在带有 PROFIBUS DP 的分布式组态中，可以有 65536 个 I/O 连接（多 125 个站点，如通过 IM153 连接的 ET200M）。插槽可自由编址，因此无需插槽规则。

S7-300 模块种类丰富，还可以用在分布式自动化解决方案中。
与 S7-300 具有相同结构的 ET 200M I/O 系统通过接口模块不仅可以连接到 PROFIBUS 上还可以连接到 PROFINET 上。

优点

• 由于具有高处理速度，CPU 可以实现非常短的机器循环时间。

• S7-300 系列 CPU 可以为各种应用提供合适的解决方案，客户只需为特定任务实际需要的性能付款

• S7-300 建立在模块式的组态上，无需 I/O 模块的插槽规则

• 现有丰富的模块可用于集中组态和搭配 ET 200M 实现分布式组态。

• 集成的 PROFINET 接口可以实现控制器的简单网络化，与其它运行管理等级方便的进行数据交换

• 模块宽度窄，可以实现紧凑式的模块设计或者小型控制柜。

• 能够把强大的 CPU 与工业以太网/PROFINET 接口、集成的工艺功能或故障防护设计集成在一起，从而避免附加投资。

应用范围

• 在*个实例中，SIMATIC S7-300 用于制造工艺中的创新性系统解决方案，特别是用于汽车工业，一般机械工程，特别是特殊机械制造和机器的连续生产 (OEM)，以及塑料加工、包装行业、食品和饮料工业和加工工程

• 作为一种多用的自动化系统，S7-300 是那些需要灵活的设计以实现集中和本地组态的应用的理想解决方案。

• 对于由于环境条件限制需要特殊的坚固性的应用。

特别是在后期加工工艺上，S7-300 可以用于以下行业：

• 汽车工业

• 通用机械工程

• 特殊机器制造

• 系列机械工程，OEM

• 塑料加工

• 包装行业

• 食品和饮料工业

• 加工工程

• 快速计数/fairs，可以直接访问硬件计数器

• 简单定位，直接控制 MICROMASTER 频率静态变频器

• 带有集成功能块的 PID-Regulation

西门子凭借全新软硬件扩大了Simatic RTU3000C系列远程控制单元的用途：全新Simatic RTU3031C（远程终端单元/RTU）集成GPS功能，可将设定值与实际位置进行比较。这使其不仅适用于静态应用，如监测给排水行业中的分布式测量点，而且适用于需要定位功能的移动应用。譬如，这包括对浮动导航标志的位置监控或集装箱跟踪等。此外，西门子推出让用户可将多达八个额外的传感器连接到远程控制单元的扩展板。支持该产品系列的新固件也为用户带来诸多新功能，如连接到冗余控制中心和支持对过程值进行统计评估的新功能块等。

坚固耐用的紧凑型Simatic RTU3000C远程控制单元是能源自给自足型低功耗单元，可在无外部供电的情况下正常工作。它们可采用冗余供电方式，如使用多达六个电池模块或太阳能电池板充电电池。它们还可以在恶劣的环境条件下使用，如-40°C至+ 70°C的温度下或在洪水中使用（IP68防护等级）。通过推出Simatic RTU3031C，西门子壮大了产品阵容，新款RTU可连接GPS天线并通过GPS信号提供定位和时间同步功能。因此，用户可以监控诸如填充液位、液位和流量，以及远程甚至移动测量点的压力和温度等过程数据。RTU3031C具有集成的UMTS调制解调器，收集的数据会通过UMTS调制解调器以一种时间导向或事件导向的方式发送到控制中心。与RTU3000C系列中的所有远程控制单元一样，RTU3031C不仅支持通过远程控制协议（IEC 60870、DNP3、Sinaut ST7和TeleControl Basic）连接到控制中心，还可用作数据记录器。此外，测得的所有过程值均可存储于内部存储器或SD卡，如有需要，可通过基于Web的管理系统远程读取，或通过安全文件传输方式或电子邮件发送给合作伙伴。集成的输入和输出端口支持直接连接传感器。它是该产品系列中一一款提供被称为高速固态继电器端口的四个额外数字输出端口（DQ），以及标准的四个模拟输入端口（AI）、数字输入端口（DI）和四个DQ的产品。

面向RTU3000C系列的全新扩展板支持通过Modbus RTU连接八个额外的传感器。它可以与该产品系列的所有型号配合使用，如支持Sitrans FM MAG8000，用于流量测量。这可使希望利用来自传感器的额外信息（如诊断信息）的不同行业的用户从中受益。

全新V3固件实现大量改进，如连接到支持冗余IEC 60870主站的控制中心、基于web的管理和用户管理的扩展、通过DNP3的WAN连接，以及没有Open的IEC 60870支持通过已由提供商加密的连接（APN） 操作RTU3030C或RTU3031C，等等。此外，用户可以使用支持统计功能的新功能块、用于精确控制周期信号的脉冲序列输出以及模块操作状态管