西门子电机1FL6054-2AF21-2MB1

西门子电机1FL6054-2AF21-2MB1

由西门子S7-200PLC组成的RS485通信网络其较大通信距离为500米，可挂接32个节点，距离**过500米时需在RS485总线上加装RS485中继器，为方便接线，每个PLC的通信端口需安装总线连接器，网络的两端需配接终端电阻。这是一种常规的通信方案，有以下几个缺点：
1、 当距离**过500米时，需增加RS485中继器来延长通信距离，而中继器需要供电，这对于有些无供电条件的场合，如野外、油田、海底等将带来很烦。
2、 整个通信网络是非隔离的，抗干扰能力较差，特别是当网络上连接有变频器通信时容易造成误码和死机。
3、 由于通信网络是非隔离的，当有雷电或其它较强的瞬变电压干扰作用于网络上时势必造成网络上的全部PLC损坏，带来重大的损失！
采用德阳四星电子研制PFB-G总线隔离器或CAN-485G远程驱动器可以很好的解决以上问题：

一、采用PFB-G隔离器达到2公里通信距离：

 通过在每台PLC的通信口安装PFB-G总线隔离器，如下图所示，无中继器时可实现较大通信距离为2公里（9600bps时），较多站点数量为160个，如距离**过2公里可在网络中加装RS485中继器（型号：E485GP），PFB-G的较高通信速率为12Mbps，可用于PROFIBUS网络、PPI网络、MPI网络和自由口通信网络等一切RS485网络，特别适用于干扰较大的恶劣环境，由于光电隔离解决了各个节点由于地电位差带来的经常损坏通信口的问题，并使通信中的干扰减小到较小，特别是当网络中有变频器通信时效果更为明显。

说明：
通信线的截面积比RS485通信线大，应选1mm2的双绞线，由于CAN-485G和CAN-232G（接电脑的RS232口）设计有二对总线端子，按图所示接线也就不存在分支线问题了。
CAN-485G和CAN-232G内部已设计有终端电阻，需将总线的始端和末端上的终端电阻设置开关K拨到“R”（接入120欧终端电阻），而其它站点应拨到“OFF”（不接终端电阻）。
如总线上需挂接变频器通信，请将变频器的RS485口经CAN-485G隔离后再和总线相连，这种方案可以很好的解决PLC与变频器通信时的干扰和死机问题！
CAN-232G和CAN-485G均需5VDC工作电源，对于CAN-232G的工作电源可取自电脑的USB口或用5VDC稳压，而CAN-485G的工作电源须单独由5VDC稳压电源供给，因为西门子S7-200PLC通信口上6、5脚输出的5VDC电源因串联了100欧的限流电阻而无法作为电源使用。

以上方案已在实际工程中明非常稳定可靠，实际上对于其它任何使用RS485通信的设备都适合该方案，即使是近距离通信，虽然不需隔离驱动也能完成，但经过隔离后的网络是非常稳定可靠、安全的，设备的故障将会大大降低，如此较小的投入必将获得很大的收益

1、引言

    今天，随着对工业自动化的要求越来越高，以及大量控制设备和过程监控装置之间通信的需要，"监控和数据采集

    系统"越来越受到用户的重视。在动力系统方面，以柴油发电机组作为应急备用电源的发电厂，在工厂、矿山、高层建筑、医院、邮电、宾馆、银行等许多部门都得到了广泛的应用。为了提高供电质量和供电可靠性，改善操作人员的工作条件，减少维护运行人员，备用发电站迫切要求实现自动化运行和管理。该监控系统由监视主机(包括通信板)和若干现场的从站(SIEMENSS7-200)组成。实现发电机组的数据采集、报警、存储、备份等服务。本文主要介绍下位机S7-200的系统原理。

    2、系统的总体设计

    结合生产实际的需要，考虑该发电机组的自动化系统由5大功能部件组成(系统的硬件图如图1所示)。

    (1)发电机组的自动启动和自动停机;

    (2)工程市电和机电的自动切换;

    (3)发电机组电压和频率的自动调节;

    (4)发电机组故障自动检测，报警和故障处理;

    (5)发电机组电压、电流、频率、有功功率、启动电池电压等电量参数的自动调节。

    3、系统组成

    3.1S7-200系统PLC的特性和特点

    西门子公司的S7-200系列可编程控制器，性价比高，硬件配置齐全，它的特点与性能如下:

    (1)机内有高速计数器，可同时输入三路高速脉冲，并可输出频率和脉宽可调的高速脉冲信号。

    (2)具有21个中断源的中断**管理，并配有RS485接口，可实现PLC与PC机之间的远程通讯，便于上位机监控和联网。

    (3)具有结构紧凑、组装灵活、编程简单，抗干扰能力强、可靠性高等特点。

    由此可见，它非常适用于工业控制中小型自动控制系统。经分析，决定采用S7-200系列可编程控制器作为发电机组自动控制系统的核心部件。

    3.2PLC配置及I/O的分配和功能

    经过分析，本系统采用10个开关量输入，10个开关量输出和3个模拟量输入，即可满足系统控制需求，因此-

    PLC配置如下:

    CPU214PCPowerSupply,DCbbbbbs,DCOutputs

    EM231Analogbbbbb,A13*12Bits

    I/O的分配和功能如下:

    开关量输入:

    IO.0:输入中断(配合脉宽调制使用)

    IO.1:方式选择(0-远程控制1-自动)

    IO.2:市电检测(0-无市电1-有市电)

    IO.3:机电检测(0-无机电1-**电)

    IO.4:油压低(0-油压正常1-油压偏低)

    IO.5:油水温高(0-油水温正常1-油水温偏高)

    IO.6:高速计数器HSCI(利用高速计数器启动电池电压)

    IO.7:紧急停车(0-非紧急停车状态1-紧急停车状态)

    IO.0:复位(1-手动复位)

    (利用高速计数器转速)

    开关量输入:

    Q0.0:高速脉冲输出(通过控制直流电磁铁调节转速)

    Q0.1:停机(1-停机电磁阀动作)

    Q0.2:启动(1-启动马达动作)

    Q0.3:市电合闸(1-市电主开关动作)

    Q0.4:机电合闸(1-机电主开关动作)

    Q0.5:三启失败(1-三启失败信号灯亮)

    Q0.6:机组故障(1-机组故障信号灯亮)

    Q0.7警铃(1-警铃响)

    Q1.0:自动强激磁(1-强激磁继电器动作)

    Q1.1:冷启动自动辅助(1-冷启动辅助装置电磁阀动作)

    模拟量输入:

    AIWO:母线电压

    AIW2:母线电流

    AIW4:负载功率

 4系统实现

    发电站自动化监控系统由机组自动启停控制，转速自动调节，电量参数自动检测，故障自动检测等功能模块组成。

    4.1制动启停控制

    本功能模块是根据各开关量的输入状态，自动控制机组的启动、停止和机电与市电的相互切换。这主要属于顺序控制具有较强的逻辑控制。用S7-200实现简易而可靠。

    4.2转速调节

    油机转速调节是通过CPU214中高速脉冲输出脉宽调制(PWM)功能调节可控直流电磁铁控制柴油机油门开度来实现的。用CPU214实现转速调节方法如下:转速信号由安装在柴油机上磁电式传感器获得，CPU214通过高速计数器测量油机转速，测得转速信号送入PID调节器，将调节器输出的数字量转换为脉冲宽度的时间量，再通过CPU214中的脉宽可调的高速脉冲输出(QO，0)，经过功率驱动器控制可控制直流电磁铁调节紧油机门开度大小，从而实现对油机转速的调节。

    本系统属于反馈控制和精确的数字控制，涉及到一些控制算法问题。在CPU214中，方法实现了一种转速控制的PID调节器。PID的模拟表达式:

    M(t)=KC(1+1/Ti*fe(t)dt+Td*de(t)/de(t))

    在CPU214中，微公和积分采用如下公式:

    微分运算:[新差值E(n)-旧差值E(n-1)]÷控制周期TC

    积分运算:[旧差值E(n-1)+新差值E(n)]×控制TO÷2

    转速-与转速传感器频率关系的计算公式如下:

    f----转速传感器信号频率

    n----转速(转/分)

    z----传感齿轮齿数

    为更好的实现全程调速我们采用分程PID限幅

    怠速时间:转速设定值VW108=192

    较小输出值VW126=180

    较大输出值VW124=420

    高速期间:转速设定值VW108=VW212(由模拟电位器设定)

    较小输出值VW126=420

    较大输出值VW124=995

    本系统中:n=1500r/mlnz=128齿

    这样f>3200Hz，故采用7kHz的高速计数器HSC2测量转速。停机时，将转速设定值和网缓冲器全部置0。输出限制在VW106=5上，以使PWM能够连续工作。同时使Q0.1=1，停机磁阀动作，切断油路达到停机目的。为了使设定值作常稳定

近日，西门子数字化工业软件与腾讯云正式签订战略合作协议。根据协议内容，双方将依托于腾讯云平台与西门子旗下的低代码应用开发平台Mendix，合力打造综合性解决方案，深度整合双方的先进技术，实现、基于云的低代码开发，帮助企业快速、灵活以及安全地打造个性化的商业应用程序，并且兼顾成本效益。

据了解，Mendix是西门子在2018年8月2日以6亿欧元的价格收购的低代码应用开发平台，也是目前业界良好的企业低代码应用开发平台。

西门子**高级副总裁梁乃明表示：“通过与腾讯的深入合作，西门子将进一步向中国企业释放我们良好的低代码开发平台能力，而这种能力在今天，已经是企业数字化战略中较的重要构成。Mendix低代码平台与腾讯云的强强联合几乎让任何人都能够根据自身需求，轻松实现低代码的应用开发，为增强创新和加速数字化转型创造了一个良好的环境。”

这些年来，西门子在数字化转型之路上的成就有目共睹，除了这次和腾讯合作外，西门子近期也展开了不少动作，而数字化产业也已经成了西门子众多产业中十分重要的一环

大势所趋，数字化产业已

许多人对西门子的认知还停留在单纯的工业制造企业上，但事实上，西门子也是一家实力强劲的工业软件公司。若单从产业地位来看，西门子甚至可以称得上**较大的工业软件公司。

凭借自身出色的工业软件，西门子在数字化转型上已经取得了重大的成就。虽然西门子去年的财报还未发布，但从其2019年发布的财报来看，数字化产业的营业收入占据西门子总收入的近20％，仅次于煤气和电力业务；而数字化产业带来的利润占据了西门子全年总营业利润的32％，成为对西门子利润贡献较大的业务模块，盈利能力居**。

根据目前已有的数据来看，数字工厂业务订单在2013年－2019年复合年均增长率为10．2％，**整体工业业务订单的2．7％，反映出西门子数字工厂业务需求的增长，也推动了数字工厂订单占比的提升，由2013年的11％提升至2019年的17％。此外，数字化工厂的收入占整体工业业务的比重也已经达到19％．

如今，数字化产业正逐渐成为西门子业务支撑及主要盈利来源，随着西门子数字化转型的不断深入，数字化产业将成为西门子产业中更为重要的一部分，为西门子带来的利润占比也将进一步地增长。

多措并举，组合拳加速转型

虽然西门子在数字化转型之路上深耕多年，但却没有丝毫松懈，今年刚过去不到一月的时间，西门子就已经采取了许多行动。

除了这次和腾讯云合作，在今年年初，西门子与星邦智能正式签署数字化项目实施战略协议，根据协议显示，此次合作双方将基于工业4.0的理念在智能制造以及大数据等方面进行合作，双方将共同开发和打造国际、国内的行业数字化成员工厂，加速数字化进程。

几天之后，西门子发布了《工业制造企业数字化人才战略指南》。在该文件中，西门子深度剖析了工业在如今的数字化时代面临的人才需求及挑战，并作出了相应的规划及对策。

该指南将企业的数字化业务总结为战略与营销、咨询与分析，以及研发与落地实施三个阶段。同时，西门子还提出了“Π型数字化人才能力模型”，即在“T”型能力模型基础上，新增一个属于纵向能力维度即数字化知识和技能，如此便可以有效结合业务需求与当前人才现状，进而制定适合企业发展的数字化人才战略。

在1月13日，西门子与均胜电子举行战略合作签约仪式，双方将在产品研发、生产制造、技术服务等领域进行深度合作，进一步完善数字化转型。

创造良好环境，利己利人

近年来，西门子在数字化转型上做出的举措不但加速了自身转型速度，也为整个行业做出了贡献，为其他企业进行数字化转型营造了良好的氛围。

在19年9月，西门子推出了Xcelerator，该产品是集成了软件、服务和应用程序开发平台的解决方案组合，可根据客户及行业特定需求进行个性化定制和适应性调整，以帮助各类规模的企业实现数字化转型。西门子数字化工业软件高级副总裁兼亚太区董事总经理Bas Kuper将该产品称为企业数字化转型的催化剂。

而对于此次西门子与腾讯云合作，腾讯云总裁邱跃鹏表示：“基于腾讯云良好的技术实力和丰富的SaaS生态，与西门子的合作将助力各行业客户及生态伙伴快速开发，满足其不断增长的软件开发需求。未来，腾讯和西门子将进一步整合双方优势资源，联手带来多业界良好的优秀产品与解决方案，助力中国企业转型升级。”

可见，西门子的目标并不只是单纯地让自身企业完成数字化转型，也在为其他企业的数字化转型提供帮助。如此虽然可能会让西门子在短时间内失去一些数字化企业独占的优势，但当整个完成数字化转型时，西门子也将获得更好更快的发展机会。因此西门子才在努力为其他企业提供数字化转型帮助，争当**羊