西門子6ES7512-1SK00-0AB0性能參數 西門子6ES7512-1SK00-0AB0性能參數 

6ES7512-1SK00-0AB0

***SPARE PART*** SIMATIC DP, CPU 1512SP F-1 PN FOR ET 200SP, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH WORKING MEMORY 300 KB FOR PROGRAM AND 1 MB FOR DATA, 1. INTERFACE, PROFINET IRT WITH 3 PORT SWITCH, 48 NS BIT-PERFORMANCE, SIMATIC MEMORY CARD NECESSARY, BUSADAPTER NECESSARY FOR PORT 1 AND 2

公司名稱：上海朔川電氣設備有限公司

聯 系 人：吉夢琪

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地址：上海市金山區涇波路129號

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應用

在加工行業中，經常能發現危險的工序。這些危險可能來自需要加工的物料或者過程本身。如果對危險處理不當，可能會導致致命事故。在處理危險工序時，人員、機器和環境的安全性是zui重要的，但是使系統在確保安全性的同時不通過假跳閘影響生產過程也很重要。

為了實現這種安全性與故障容忍度相結合，就需要可靠的安全儀表系統（SIS），它可以在必要時讓系統進入安全狀態，而仍然符合加工行業的高可用性要求。
針對過程自動化的集成安全性為加工行業中的故障安全和故障容忍應用提供了豐富的產品。

產品和特點

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在過程控制系統中結合基本的過程控制系統和安全儀表系統，SIMATIC PCS 7

集成控制和安全性

針對過程自動化的 SIMATIC Safety Integrated 可以為加工業提供全面的安全保護、容錯能力和高可用性的產品。所有的系統組件都根據 IEC 61508 zui高到 SIL 3 標準通過了 TÜV 認證，符合過程應用的zui高安全等級。西門子的安全儀表系統包括了安全控制器、安全總線系統和 I/O 裝置，以及安全儀表，如壓力測量儀表等。Safety Integrated 可以用于為加工和制造業實現靈活、模塊式的集成解決方案。針對過程自動化的 Safety Integrated 可以提供把安全儀表系統集成到過程控制系統中*方式：基本過程控制系統（BPCS）和安全儀表系統基于共享硬件。Safety Integrated 的模塊結構和靈活性允許單獨定義集成的等級。基本過程控制功能可以在一個控制器上執行（自動化系統）或者多個控制器上執行

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安全儀表系統在過程控制系統上的集成等級

使用通訊標準，如 PROFIBUS 或以太網標準，可以方便的把 Safety Integrated 系統集成到各種開放式的過程控制系統中。

與 SIMATIC PCS 7 相配合您可以發揮 Safety Integrated 的全部潛能：

• 一個針對過程控制和過程安全應用的工程組態系統

• SIMATIC PCS 7 過程控制系統和過程安全性的公共控制器平臺。

• 實現 DCS 和 SIS 之間的直接無縫通訊

• 集成了針對基本過程控制和 safety-related 自動化的數據管理，包括過程可視化和診斷，避免了 DPCS 和 SIS 之間的復雜數據處理。

• 把安全相關的診斷功能自動化的集成在操作員界面上，并帶有時間戳

• 把安全相關硬件集成到 SIMATIC PCS 7 Asset Management，用于診斷和預防性維護

•  

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標準和安全相關數據通過同一根使用 PROFIsafe 的總線傳輸。

Safety Integrated 現場總線技術：PROFIBUS 和 PROFIsafe

PROFIBUS 是 SIMATIC PCS 7 和 SIMATIC Safety Integrated 公共的通訊平臺。標準的 PROFIBUS 與 PROFIsafe 規范相結合可以用于自動化系統的 CPU 與 安全相關的過程 I/O 之間的安全相關通訊。

PROFIsafe 通過附加信息擴展了報文，通過這些信息，PROFIsafe 通訊伙伴可以檢測并補償傳輸錯誤，如延遲、順序不正確、重發、丟失、故障處理或者數據失真。

PROFIsafe 是用于 PROFIBUS DP/PA 和 PROFINET 的經過 IEC 61508 認證的規范。由于滿足 EN 954-1 標準的 SIL 3 (安全集成級)和 Category 4，PROFIsafe 可以滿足加工和制造業zui高的安全要求。它可以在一根電纜上同時實現標準通訊和安全相關通訊。

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Safety Matrix（安全矩陣）：為發生的事件（原因）精確的分配預定義的影響（結果）。

SIMATIC Safety Matrix

SIMATIC Safety Matrix 是用于過程自動化的強大的因果工具，可以確實更快速、方便的組態安全應用?；诰媒涷炞C的因果矩陣原理，它*的適用于具體狀態需要具體的安全響應的過程。在工廠的風險分析方面，設計工程師可以精確的為過程中發生的事件（原因）分配預定義的反應（結果）。不需要專門的編程技術；設計工程師可以把注意力*集中到工廠的安全性要求上。

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SIMATIC PCS 7 操作員站上的 Safety Matrix 的查看程序

SIMATIC Safety Matrix 還可以在運行過程中提供幫助：運行在 SIMATIC PCS 7 操作員站上的 SIMATIC Safety Matrix 的查看程序可以在運行期間為安全應用提供簡單、直觀的操作和監視功能。信號狀態在線顯示在因果矩陣（Cause & Effect Matrix）中。

Overview

• 用于故障安全SIMATIC S7系統的數字量輸入
• 對于連接：
  • 開關和 2 線制接近開關
  • NAMUR傳感器和機械觸點以及危險區域信號
• 具有安全集成功能，用于安全運行
• 用于故障安全操作
  • 集中式：帶有 S7-31xF-2 DP
  • ET200M 分布式：帶 SIMATIC IM 151-7 F-CPU、S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH
• 在標準操作中，可以像 S7-300 模塊一樣使用

Area of application

故障安全型數字量輸入模塊適用于連接：

• 開關以及2線制接近開關(BERO)
• NAMUR傳感器和機械觸點以及危險區域信號

該模塊作為集中式與SIMATIC S7-31xF-2DP一起使用，并可在ET200M分布式I/O站中與 SIMATIC IM 151-7 F-CPU，S7-31xF-2 DP、S7-416F-2 和 S7-400F/FH 一起使用。它們也可以使用在非安全的標準模式下，并可像標準S7-300模塊進行響應。

Design

故障安全型數字量輸入模塊具有以下機械特點：

• 設計緊湊：
  堅固的塑料機殼里包括：
  • 綠色LED指示輸入信號狀態
  • 綠色 LED 指示安全模式
  • 紅色 LED 顯示組出錯
  • 通過前蓋保護的前連接器的插槽
  • 前蓋上的標簽區
• 安裝方便：
  安裝方法與ET 200M的其它 I/O 模塊相同
• 通過前連接器進行用戶友好接線

注意：

在危險區域運行 6ES7 326-1RF00-0AB0 故障安全數字量輸入模塊時需要電纜 6ES7 393-4AA10-0AA0。

Functions

故障安全型數字量輸入模塊把從過程發送來的外部數字信號電平轉換成SIMATIC S7 CPU內部信號電平。

安全功能所需的故障安全操作集成在模塊中。

Technical Specifications

直流斬波器的工作原理(一)

斬波器是一種直流到直流的變換裝置，它將電壓恒定的直流電變為電壓可調的直流電亦稱直流變換器，zui早用于電車、地鐵、蓄電池供電的機動車輛等的直流牽引電氣傳動。
1 斬波器的工作原理 
斬波器是在直流電源與負載之間接一個直流開關，以控制電路的接通與斷開，將恒定的直流“斬”成斷續(離散)的方波經濾波后供給負載，其基本結構和運行原理示于圖4．23。圖 (a)中．斬波開關s用虛線框內的一個晶閘管代表。在t on期間內，斬波開關導通，負載與電源端接通；在t off期間內，斬波開關關斷．負載電流i 0經過續流二極管vD流通，負載端被短接,e 0=0

VC++6.0環境下的OPC通信設計及其在控制系統中的應用

1  引言 
隨著計算機技術和控制技術的不斷發展，現代工業過程控制系統逐漸發展成為現場設備管理，過程管理和商業管理三個層次組成的系統，然而它們之間卻存在相互通信的問題，其主要問題是不同的計算機系統(DCS，MIS等)的接口不統一、不標準，過程控制系統和信息系統各有技術接口以及API(應用程序接口)。盡管可以編寫定制的驅動程序和接口程序，但因不同類型硬件及軟件包都需相互通信，使得驅動程序的種類迅速地增長，并且連接程序開發沒有一個統一、開放的標準，不同程序間易相互沖突。這種情況不僅增加了用戶的負擔，而且在實際上并不能真正解決不同系統的互操作性[1~2]。出于對上述問題的考慮，1996年8月，一個由自動化領域的公司組成的工作組在Microsoft公司幫助下提出了一個基于微軟OLE，COM，DCOM，XML，Internet及Net技術的開放的、靈活的、即插即用的工業標準OPC[3]。
2  OPC技術簡介
2.1  OPC背景
OPC(OLE for Process Control)是基于Microsoft公司的Distributed internet Application(DNA)構架和Component Object Model(COM)技術，根據易擴展性而設計的。OPC規范定義了一個工業標準接口，該標準使得COM技術適用與過程控制和制造自動化等應用領域。OLE原意即對象鏈接與嵌入，而現在的OLE包含了許多新的特征，如統一數據傳輸、結構化存儲和自動化，已經成為獨立于計算機語言、操作系統甚至硬件平臺的一種規范。
2.2  OPC接口結構
OPC由兩套接口組成:客戶端和服務器程序員使用的OPC自定義接口(OPC COM Custom Interfaces);支持用商業應用開發的客戶程序的OPC自動化接口(OPC OLE Automation Interfaces)。COM接口效率高，通過該接口，客戶能夠發揮OPC服務器的性能，采用C++語言的客戶一般采用COM接口方案;自動化接口使解釋性語言和宏訪問OPC服務器成為可能，采用VB語言的客戶一般采用自動化接口。自動化接口簡化客戶應用程序的實現，但運行時需要進行類型檢查，犧牲了程序的運行速度。OPC自定義接口是服務器必須提供的，而自動化接口則不一定提供。典型的OPC體系結構如圖1所示:


圖1     典型的OPC體系結構圖

2.3   OPC界面關系
OPC技術是實現控制系統現場設備與過程管理級進行信息交互，實現控制系統開放性的關鍵技術。OPC以OLE/COM機制作為應用程序級的通信標準，采用Client/ Server模式，把開發訪問接口的任務放在硬件生產廠商或第三方廠家。以Server的形式提供給Client，并規定了一系列的接口標準，由Client負責創建Server的對象及訪問Server支持的接口，從而把硬件生產廠商與軟件開發人員有效的分離開來。在這種情況下，硬件制造商、軟件供應商以及用戶都可得到*方便[3~4]。
2.4  OPC特點
OPC技術基于Microsoft公司組件對象模型COM(Component Object Modelcom)技術，是為工業標準定義的特殊COM接口, OPC繼承了COM技術，具有以下特點:
(1) OPC不是一種計算機語言。它與運行的機器(只要互相連接), 機器的操作系統(只要支持COM)以及軟件開發的語言無關,而是任意兩個軟件組件之間可以相互通信的二進制和網絡標準。
(2) OPC服務器是根據COM客戶的要求提供OPC SERVER的可執行程序,作為Windows上可執行的文件發布。
(3) COM組件可以以二進制發布給用戶。 
3  示例:基于OPC規范的連續碳酸化分解優化控制系統設計
連續碳酸化分解過程(以下簡稱碳分過程)是燒結法氧化鋁生產過程的一個承前啟后的環節，碳分過程優化控制系統以專家優化計算機EOC、實時監控計算機RMC、現場可編程控制器PLC形成兩級控制結構。專家優化機與實時監控機通過以太網連接，實現檢測數據和操作信息的實時交換;現場可編程控制器通過DH＋與實時監控機相連;而PLC通過輸入模塊(A/D、DI)實時采集碳分生產過程的檢測信息，又通過輸出模塊(D/A、D/O)自動調節進料量、CO2通氣量的電動閥門，達到穩定優化控制的目的，總體結構如圖2所示:


圖2      碳分過程優化控制系統總體結構示意圖

3.1  連續碳酸化分解系統結構簡介
優化控制軟件與現場控制器的數據通信流程如圖3所示。監控機通過羅克韋爾公司提供的通信軟件Rslink直接與現場控制器的A/D模塊進行數據交換;優化機與監控機通過以太網相連，兩者都安裝了組態軟件Rsview，優化機通過組態軟件Rsview的OPC規范向監控機讀寫數據，實時監控軟件同樣利用OPC規范向優化機的Rsview讀寫數據，zui終實現實時監控軟件對現場參數的讀取，同時可以調節CO2、進料量以及提料風等電動閥門的開度，實現過程參數調節。 


圖3     優化軟件與現場可編程邏輯控制器數據通信示意圖

3.2  實時監控機設置
設置監控機作為OPC服務器:打開Rsview工程，首先設置節點類型。在編輯模式下點擊“系統”→“節點”;節點設置時將數據源設置成“直接驅動”的方式，節點名為Rsview的項目工程名，如本項目中Rsiew工程名為“tf.rsv”;其它為缺省項[5]。
然后設置允許數據讀取命令:在“編輯模式”下選擇“系統”選項，雙擊“系統”選項，雙擊“命令行”選項，選擇系統命令，彈出圖4所示對話框。拉動圖4右邊滑動條，找到“RTDataWriteEnbable”命令，如圖5所示。點擊“下一步”按鈕。選擇“寧靜－不顯示對話框(Q)”選項，再單擊“完成(F)”命令，完成參數設置。 


圖4     命令行選擇對話框



圖5     命令行選擇對話框

3.3  專家優化機設置
設置優化機作為OPC客戶端:打開Rsview工程，在編輯模式下點擊“系統”→“節點”;節點設置時將數據源設置成“遠程”的方式;節點名為Rsview項目工程名，服務器名為RSI.RSView32OPCTagServer, 服務計算機名或地址填服務器的網絡名，如在連續碳酸化分解系統中服務計算機名或地址為“USER”, 其它為缺省項[5]。
3.4  客戶端應用程序的實現
在Visual C++環境中實現OPC客戶應用程序，首先必須從OPC基金會站下載OPC頭文件("opcda_i.c"、"opcda.h" 、"opccomn_i.c"、"opccomn.h")，并在Visual  C++工程的“Tool”→“Options”→“Directories”加載頭文件。然后再進行登陸COM、連接服務器、數據讀寫等操作。在實際開發中，本文創建一個OPC通信類COPCComm，在需要通信的地方定義COPCComm類對象，然后進行相應的讀寫操作，其實現流程如圖6所示: 


圖6     基于OPC規范的客戶端應用程序的實現流程

下面詳細介紹通信類COPCComm的創建過程，并給出關鍵源代碼:
3.4.1 創建OPCComm.h
 *步:在OPCComm.h中預定義_WIN32_DCOM，
#Ifndef _WIN32_DCOM 
#define _WIN32_DCOM
#Endif
包含如下頭文件:"opcda_i.c"、"opcda.h"、 "opccomn_i.c"、"opccomn.h"
 第二步:申明Iunknown、IOPCServer、IOPCItemMgt、IOPCSyncIO等關鍵變量為公共變量(public):
IUnknown *pUnknown;
IOPCServer *pServer;   
IOPCItemMgt *pOPCItemMgt;
IOPCSyncIO *pOPCSync;
HRESULT *pErrors;
3.4.2創建OPCComm.cpp
*步:在構造函數COPCComm::COPCComm()中登錄COM。
函數CoInitislize()可以完成此功能。從函數CoGetMalloc()得到一個指向COM內存管理接口的指針。
HRESULT rl;
rl =CoInitialize(NULL);
rl =CoGetMalloc(MEMCTX_TASK,&g_pIMalloc);
第二步:添加函數HRESULT COPCComm::ConnectToServer(LPOLESTR ProgID, BOOL IsRemote, IUnknown **ppUnknown)，并在函數中實現兩個功能:
(1) 將ProgID變換CLSID，每COM服務器有一個字符串類型的ProgID，通過它可以得到*CLISID。用CLSIDFromProgID()函數可以實現該轉換。
CLSID OPCCLSID;
HRESULT hRet=CLSIDFromProgID(ProgID,&OPCCLSID);
//如本系統中ProgID的值是“RSI.RSView 32OPCTagServer”。
(2) 建立與OPC服務器的連接，CoCreateInstance()函數創建一個OPC Sever類實例，其CLSID值設定如下:
 hRet=CoCreateInstance(OPCCLSID,NULL,CLSCTX_LOCAL_SERVER,IID_IUnknown,(void **)ppUnknown); 
 return  hRet;
 該段程序的結果是得到一個指向服務器對象Iunkown接口的指針變量ppUnknown。
第三步:添加函數int COPCComm::Initial Communication()，并在函數中實現如下幾步:
(1) 請求其他接口指針: 
從Iunkown接口，通過QueryInterface()方法得到一個指向服務器對象IOPCSever接口的指針變量pServer:
hRet=pUnknown->QueryInterface(IID_IOPCServer,(void **)&pServer);
// 得到一個指向服務器對象IOPCSVerser接口的指針(變量pServer)。
(2) 創建OPC組，
用IOPCSever接口方法AddGroup()實現: 
hRet=pServer->AddGroup(L"",TRUE,500,1235,&lTimeBias,&fTemp,0,&hOPCServerGroup,   &dwActualRate,IID_IUnknown,&pUnknown);
// 創建一個有指向名稱和屬性的組。在返回的參數中，有一個指向所需要的進程組對象IOPCItemMgt接口的指針(變量pUnknown )。
(3) 添加項:用IOPCItemMgt接口的AddItems()方法添加具有特殊屬性的數量的項:
 hRet=pOPCItemMgt->AddItems(ItemNumber,ItemArray,(OPCITEMRESULT**)&pItemResult,(HRESULT **)&pErrors);
(4) 用OPC項執行所需的操作，本系統采用同步通信，就需要指向IOPCSyncIO接口指針。
hRet=pUnknown->QueryInterface(IID_IOPCSyncIO,(void **)&pOPCSync);
第四步:添加COPCComm::ReadFromRsview(int AIItemNumber, float fData[])，實現讀取數據。
HRESULT hRet;
hRet=pOPCSync->Read(OPC_DS_CACHE, AIItemNumber, hServerAI, &pItemValue,  &pErrors);
// OPC項的數據被送到客戶程序的IadviseSink接口。
for(int i=0;i<AIItemNumber;i++)
fData[i]=V_R4(&pItemValue[i].vDataValue);
其中，AIItemNumber為一次讀入數據的總個數，pItemValue為服務器保存數據的數組，fData為客戶端讀取數據的數組。
第五步:添加COPCComm::WriteRsview(CString strSend, int iMark)，實現數據寫入。
COleVariant WriteValue;
HRESULT hRet;
WriteValue = strSend;// strSend為待寫的數據
WriteValue.ChangeType(VT_R4);
hRet=pOPCSync->Write(1, &hServerAO[iMark], WriteValue, &pErrors);
//寫一個值，iMark表示執行器標號，可由用戶自己定義。
第六步:在析構函數~COPCComm()中銷毀對象，釋放內存，在程序停止運行之前，必須刪除已創建的OPC對象并釋放內存。
pOPCSync->Release();
pOPCItemMgt->Release();
pServer->Release();
pUnknown->Release();
創建完通訊類后，則可以在需要通信的地方，調用相應的函數(方法)即可。