6SE7031-8ES87-1FE0
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行 业：电气 工控电器 DCS/PLC系统
发布时间：2021-02-28
在全球竞争环境下，各公司必须经济且地运用所拥有的资 源。生产领域尤其如此。而 PROFINET 可确保更高的生产效率。 简单的配置使得调试迅速，可靠的设备确保了较高的设备利用 率。全面的诊断和维护方案有助于将设备停机和维护成本降至 低程度。 一根电缆实现所有用途 借助 PROFINET，能够利用一根电缆同时实现周期同步的现场总 线通讯以及标准 IT 通讯 (TCP/IP)。传输用户数据/过程数据和诊断 数据的实时通讯通过一根电缆进行。无需额外布线便能将的 协议通讯（PROFIsafe、PROFIdrive 和 PROFIenergy）集成。借 助该解决方案能够以较低的复杂度实现较大的功能范畴。 设备和网络诊断 通过保留可靠的经过测试的 PROFIBUS 设备模型，同样的诊断信 息也适用于 PROFINET。此外，在进行设备诊断时，还能从设备 读取特定模块和特定通道的数据。这样便能简单而快速地实现故 障定位。除设备信息的可用性外，网络运行的可靠性在网络管理 中具有优先级。 简单网络管理协议 (SNMP) 在现有网络中已发展成熟，已成为监 控和维护网络组件及其功能的实质标准。PROFINET 便采用这一 标准，并支持用户使用熟悉的工具（例如 SINEMA Server 网络管
理软件等）来维护网络。 为便于对 PROFINET 设备进行维护（包括本地维护和通过安全 连接进行远程维护），用户可在现场设备的网络服务器中按 照用户熟知的 HTML 标准创建具体应用的网站。 能效 朝绿色工厂迈进：PROFIenergy 作为一个行规，为 PROFINET 现场设备提供了相关功能和机制来实现节能生产。 这种由 PNO 定义的与制造商和设备无关的协议能够显著降低能 源需求以及成本：借助 PROFIenergy 可以有针对性地将不需要 的负载关断。这样便能在生产暂停期间显著降低能源成本。 PROFIenergy 能够以简单而自动的方式实现对工艺相关设备部件 的关闭和接通。这种协调通过上位控制器和 PROFINET 网络进 行。这保证了在长期停产期间，尽可能多的节省能量。短期关断 的设备部件有助于能源的平衡分配和有效的使用。 PROFIenergy 已集成到一系列的产品中，便于机器制造商使 用。此外，PROFIenergy 被定义得很完善，允许日后再向现有自 动化系统中集成必要的功能块。
布线轻松 工业领域中对布线安装有特别高的要求。除此之外，还要求能 在无知识的情况下以短的时间组建工业标准网络。 西门子提供的 FastConnect 快速安装系统能够满足上述所有要
求。FastConnect 由用于 PROFINET 网络的电缆、连接器和封装 工具组成，是一种符合标准且适用于工业的布线系统。由于只需 使用单一工具，并且易于安装，所以能大大缩短终端设备的连接 耗时。同时，彩色编码的使用能够避免出现安装错误。铜芯电缆 和玻璃光纤都可以在现场很方便的组装。 快速更换设备 PROFINET 设备是通过硬件配置时的设备名来进行识别的。 因设备损坏而需将其更换时，可由 IO 控制器通过拓扑信息识别
新设备，并自动为其名称。因此，在更换设备时无需使用工 程工具。 即便是在对整套设备进行调试时，也可以采用此机制。它能 加快设备调试速度，尤其是对于批量的机械设备。 坚固耐用 自动化网络必须尽可能抵御外部干扰源。通过使用交换式以太网 可防止网络中一个部分的故障影响整个工厂网络。对于极易受到 射频干扰的区域，PROFINET 允许使用光纤。 性能 产品产量与质量决定了是否能在市场上取得成功。因此， 的运动控制、动态驱动、高速控制系统以及起决定作用的设备 同步是生产的关键因素。它们能够在保持高速生产的同时 提高产品质量。 速度和精度 快速运动控制应用需要且确定性的数据交换。这可以通过基 于等时同步实时的驱动控制来实现。 PROFINET 支持 IRT 和等时模式，因此可实现高速和确定性的通 信。即使在并行 TCP/IP 通信时，一个系统（输入、网络、CPU 处理和输出）的不同循环也可实现同步。PROFINET 的周期时间 较短，可为机器和工厂带来更高的生产率，同时还能确保产品质 量和高精度。 标准化的 PROFIdrive 驱动设备行规使不同供应商的 CPU 和驱动
设备之间能够进行通信。
SINAMICS 是西门子“全集成自动化”的组成部分。SINAMICS 在组态、数据管理以及与上层自动化系统通信等方面的集成性， 可确保其与 SIMATIC、SIMOTION 和 SINUMERIK 控制系统组合 使用时成本低廉。 根据应用选择适合的变频器，并将其集成至自动化方案中。变 频器也相应地依据用途明确划分为不同类别。根据变频器的类 型，提供多种不同的通信方式实现与自动化系统的连接： • PROFINET • PROFIBUS • EtherNet/IP • Modbus TCP • Modbus RTU • AS-Interface • BACnet MS/TP
应用范围 SINAMICS 是西门子推出的、产品范围宽广的驱动器系列，适用 于工业领域的机械和设备制造。SINAMICS 提供的解决方案可应 对各种驱动任务： • 过程工业中的简单泵类和风机应用 • 离心机、压力机、挤压机、升降机、传送带和运输设备等单轴 驱动 • 纺织机、薄膜机和造纸机以及轧钢设备的多轴驱动系统 • 机床、包装和印刷设备使用的高动态伺服驱动装置
驱动技术方案着眼于在所有转矩范围、功率等级和电压级别下实 现的生产能力、能效和可靠性。 西门子不仅提供适用于各种驱动任务的新型变频器，也提供种类 丰富的高能效电机产品来和 SINAMICS 搭配使用，其中包括低压 电机、齿轮箱电机、防爆电机和高压电机。 此外西门子在 130 个国家设置的超过 295 个服务网点为客户提供 全球性的售前和售后服务，以及诸如应用咨询或运动控制方案等 。
能效 能源管理流程 的能源管理咨询可识别出能源流、测算节能潜力、并通过针 对性的措施实现节能。 近三分之二的工业用电需求来自电气驱动。因此所采用的驱动技 术显得尤为重要，其须确保在组态阶段即可有效降低能耗，并且 支 持 设 备 可 用 性 及 流 程 稳 定 性 的 后 续 优 化。西 门 子 通 过 SINAMICS 提供强有力的高能效方案；根据具体应用，采用这些 方案可显著降低用电成本。
可用性 可用性是指因某单一设备出现问题而造成整个生产流程停产的失 效率，因此就可用性方面而言，重点在于：设备只有在至关重要 的自我保护状态下才能故障停机，且能快速的定位存在的问题并 排除故障。 提升可用性特征的方法和措施 • 并联，例如一个功率单元故障时仍可以使变频器以紧急模式 （功率可能有所降低）工作 • 自动重启 • 捕捉再启动 • 带动态缓冲的 Vdc 控制 • 冗余运行（硬件、通信等） 设定值和指令 设定值通道构成设定值源与电机闭环控制之间的连接元件。变频 器具有同时从两个设定值源进行设定值输入的属性。总设定 值的生成以及随后对其进行的修改（调整方向，跳转频率，斜坡 上升/下降）在设定值通道中进行。 各种指令源所发出的的要求通常是：在不同的情形（普通运行/紧 急运行）和/或不同的模式下，从不同的地点（本地/远程）对驱 动进行操作。借助 （BICO 互 联技术），能够在 SINAMICS 中完全独立地对指令源和设定值源 进行组合配置。 参数切换，可以使用： • 数据组切换 • 自由功能块 (FFB) 中的切换块 • 固定值 限制器和 限制器或限制功能用来限制输入和/或输出量使其适应所连接的机 械设备,这意味着并不是所有调节变量采用整个调节范围,而是特 意的进行限制来实现对设备的保护，以增强生产的安全性和生产 流程的质量。 定时器/运行时间计数器用于获取信息或确定流程的时间特性曲线。 • 记录制造商的应用信息 • 记录用户的使用时间 • 可配置定时器，用于对间隔时间进行 • 可配置定时器，用于以特定的间隔时间触发动作（例如维护 作业） 功能用于提前发现可能对工作机械有害甚或较为危险的状 态，从而可采取适宜的响应措施。若未采取相应的响应措施，可 能会终导致变频器的保护响应（可能包括故障停机）。
诊断 “诊断”子功能组集中了所有在确定问题原因时所能提供的有价 值的协助功能。 对于流程中或运行的工作机械中的问题，需要额外对变频器测 量值进行解译。为此必须以时间关联的方式设置各信号并进行 观察。 其中包括： • 故障和报警缓存 • 诊断缓存 • 信号丢失中断操作列表 • 用于为信号特性曲线进行时间分配的跟踪记录 • I/O 模拟 • 报文内容诊断 • 端子状态 保护 所有保护功能均用于防止对变频器和/或电机造成的损害。因此， 关断保护阈值不可参数设置，而是根据装配的组件采用固定的出 厂设置。不过在个别中可以将报警阈值设置为关断阈值的相 关量。这样便能在出现报警时采取优化流程的响应措施。 除保护硬件外，还能对参数设置进行保护，从而防止客户的专有 技术受到未经许可的访问和复制。 • 写保护 • 专有技术保护 • 拷贝保护
STO 是常用且基本的驱动集成安全功能。其用于确保不向电 机提供可产生转矩的电能，以及防止电机意外启动。 作用 根据 EN 60204-1 5.4 部分，该功能的作用在于防止驱动器意外重 启。STO 功能将禁用驱动器脉冲（符合 EN 60204-1 中定义的停 机类别 0）。从而确保驱动为无转矩状态。驱动内部会对此状态 进行。
应用 STO 可直接控制驱动器不再提供任何因扭矩产生的能量。其适用 于驱动可通过负载力矩或摩擦在足够短的时间内自行停机，或惯 性停机不涉及安全性的各种情形。 STO 实现了防护门开启时的无危险作业（禁止重启），适用于带 有可移动轴的机械/设备，例如机械手或输送系统。
客户受益 与采用机电开关设备的标准安全技术相比，集成 STO 安全功能 的优势在于取消了独立组件，进而节省了独立组件的接线和维修 工作。由于电子器件的开关速度快，与采用机电组件的传统解决 方案相比，该功能的响应时间更短。
Safe S (SS1) = 安全停止 1 SS1 功能可实现电机的快速安全停机，并在电机静止后使其进入 无转矩状态，即激活 STO。 作用 SS1 功能可按照 EN 60204-1 停机类别 1 的要求，实现驱动器安 全停机。选择 SS1 功能后，一旦超出设定的安全延迟时间，驱动 器将自发沿快速停机斜坡完成制动，并自动激活 Safe Torque Off 和 Safe Brake Control 功能（如果配置）。 如果通过参数设置了 SS1 的变型“带有外部停止的 SS1 (SS1E)”， 则在选定该功能后驱动不会自行制动。在这种情况下，上级控 制系统必须在 STO 生效前，使驱动在可参数化的延迟时间之内 减速至静止。制动斜坡 SBR (Safe Brake Ramp) 或 SAM (Safe Acceleration Monitor) 将不会被激活。对于必须由运动控制 系统实现停机的驱动组，SS1E 的优势在于，可避免设备或者产 品发生损坏。 应用 如果在发生安全事故时必须尽快停止驱动器并随后过渡到 STO 状态（例如急停），则应使用 SS1 功能。其目的在于尽快使大惯 量负载停止运行，从而确保操作人员的安全；或用于尽快制动高 速运转的电机。典型应用示例包括锯削设备、磨床主轴、离心 机、卷取机、货架存取设备。
客户受益 通过 SS1 可实现有目标的停机，从而降低发生危险的风险，提高 机器的生产力并缩小机器的安全限界。与单独应用 STO 功能相 比，这样可以保证驱动器实现有效停机。通常不再使用花费大、 易磨损的机械抱闸进行电机制动。
