SIMATIC 基于 PC 的自動化

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工業 IoT 網關 - SIMATIC IOT2000

一種智能網關，用于協調各種數據源之間的通信，然后對數據進行分析并將數據轉發至相應接收方。易于實施的解決方案。

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工業 PC

西門子性能可靠的創新工業 PC 是西門子基于 PC 的自動化系統的最佳 PC 硬件平臺。

• 機架式 PC
• 箱式 PC
• 面板型 PC
• 平板 PC
• 工業顯示器和瘦客戶端
• 滿足特殊要求設備
  • 全封閉 IP65 HMI 設備
  • 正面采用不銹鋼的面板
  • 適合在危險區域中使用的設備
• IPC 軟件
• 嵌入式捆綁軟件/軟件包

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軟件控制器

SIMATIC S7-1500 軟控制器用于在 SIMATIC IPC 上實現 SIMATIC S7-1500 控制器。它特別適用于專用機器制造中的控制解決方案，涉及高性能實現復雜控制任務、集成 PC 應用程序或在單個設備上實現多個任務。

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基于 PC 的控制器

這些基于 PC 的控制器將基于 PC 的軟控制器的功能與可視化、PC 應用程序和集中式 I/O（輸入/輸出）組合到一個緊湊型裝置中。SIMATIC ET 200SP 開放式控制器是一種工業 PC，其具有 ET 200SP I/O 系統的設計形式，并預裝有 S7-1500 軟控制器。

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應用示例

單元式熱電聯產機組

在重新設計單元式熱電聯產機組時，也應對自動化方法進行重新設計。目標是執行所有控制、可視化和歸檔任務，這些任務以前都是通過緊湊型機組中的 PLC 和 PC 處理的。以節省控制柜空間，降低管理和培訓要求。同時還需要一種堅固耐用的免維護設備，并可方便地通過 Internet 進行連接。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 小型箱式 PC 用作堅固耐用、結構緊湊的嵌入式系統
  • 通過一個裝置即可實現控制、可視化和過程參數歸檔
  • 將多個任務集成到一臺嵌入式工業 PC 上，節省了空間與成本
    以前：一個 PLC 及 一個可視化 PC
• 可方便地通過 Internet 訪問嵌入式 IPC

工廠解決方案

薄膜厚度測量

在生產塑料薄膜的過程中，在整個寬度上具有高度精確和統一的薄膜厚度是一個決定性的質量標準。為此，一個帶有放射源的測量頭在薄膜上方與連續輸送的滾軸垂直的方向上來回移動，一個傳感器在薄膜下放移動。

從輻射的衰減程度并通過大量數學計算，可以精確確定每個位置處的薄膜厚度，并對與參考位置的偏差進行補償。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 使用 WinCC 實現可視化，通過 PC 上的 WinAC RTX 進行控制。
• 對大量測量數據進行分析需要復雜數學算法。
• 這些任務可在高級語言 C++ 中來完成。通過 ODK（開放式開發工具包），可將這些算法無縫和高性能地集成到 STEP 7 程序中。
• WinAC RTX 和 WinCC 之間的數據交換（用于對大量測量曲線進行可視化）可通過硬盤高速緩存非常迅速地完成。此功能也通過 ODK 來實現。
• 標準工藝功能間的互連是通過 CFC（連續功能圖）完成的。

工廠解決方案

用于太陽能電池板生產、帶有安全功能的創新性基于 PC 的解決方案

對于生產太陽能電池板的新工廠來說，現有的高度混雜的設計需要由一種新的擁有最新技術的自動化解決方案代替，該解決方案緊湊而集成，可滿足廣泛需要。

由于系統復雜性的提高，性能和存儲方面的要求也相應提高。PLC 還應能夠提供指定的安全功能（急停、危險區域的訪問保護）。

必須在裝置 3 中鏈接各種總線系統。由于需要在選定系統上運行客戶的特定 Windows 應用程序，因此必須實現與上位 MES 系統的連接。

該系統是為實現高產量和三班作業而設計的。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• SIMATIC 模塊化嵌入式控制器 EC31-RTX F 配有極高性能的可用存儲器。在 RTX F 型號中（全球首個帶安全功能的軟 PLC），EC31 可以滿足工廠的全部安全要求。此系統可無縫集成到全集成自動化系統中，并可進行高效的全廠工程組態。
• 由于其具有優秀的開放性（開放式開發工具包），主 SCADA 工業 PC 上的 WinAC RTX 能夠非常方便地集成 Windows 客戶應用程序，從而可用作一個數據集中器（過程質量/診斷數據），并且，與 WinCC (SCADA) 相結合，也可與主 MES 系統進行通信。
• SIMATIC 系列中的工業標準產品質量卓越，可全天候連續運行。

海上安全運送

為了將人員輸送到海上發電廠或石油平臺，一家荷蘭公司開發了靠液壓缸驅動的六支柱平臺。

該平臺基本上是一種上下顛倒的飛行模擬器，即使在惡劣天氣條件下，也可從船上安全輸送人員。

一個帶有快速 I/O 卡的 SIMATIC S7 模塊化嵌入式控制器 (S7-mEC) 可以測量船的運動，并控制液壓缸的伸縮，以便對全部運動進行補償。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 將具有冗余設計的容錯 SIMATIC S7-400H 用于一般控制任務
• 兩個滿足高速度要求的下層 SIMATIC S7 模塊化嵌入式控制器，可集成快速 I/O 卡，具有靈活、模塊化和堅固可靠的設計。
• 采用 SIMATIC STEP 7 的集成編程環境
• 西門子的自動化產品滿足海上作業的嚴格要求

基于 PC 的機器數據采集功能，優化了農業機械的生產。

為了提高效率、節省資源從而實現工廠生產工藝的成本高效性，某個一流的農業機械制造商采用面板式 PC 集成了一個全工的中央機器據采集系統。由于需要對現有生產環境進行改造，靈活而節省空間地安裝面板式 PC 就顯得十分重要。

中央機床數據采集采用了 200 多個全封閉型 SIMATIC IPC477 PRO 面板PC，且帶有至加工機械和生產規劃計算機的通信接口。面板式 PC 直接安裝在機器上，無需額外使用立柱控制盒。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 系統具備高度的一致性，優化了整個生產組織，從而實現了更高的效率。
• 資源的使用降低至最小化（生產性用紙需要量更少）
• 面板式 PC 的翻新、改造非常簡單，且費用較低；生產期間，可以在臺架上直接完成，無需額外安裝任何操作終端。

汽車試驗臺中基于 PC 的控制

汽車工業中的試驗臺需要無故障運行和高質量。

測量數據的控制、處理、歸檔和可視化需要一個高性能系統，并且該系統也具有開放性和靈活性，以便連接到不同的系統總線和使用各種軟件。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 靈活和易于維護的系統將 Windows 與 CPU 1500S 軟件控制器相結合。
• 具有 PROFIBUS、Ethernet 和 CAN 等集成接口，集成開銷降低，可提供靈活使用不同總線系統的模塊，如 PCIe/104
• 系統可用性高，可確保全天候運行，停產成本降低
• 在高達 60 ℃ 環境溫度下實現無風扇耐熱運行，省去了附加的冷卻措施。
• 部件長期可用，具有很高的投資安全性

工廠解決方案

半導體工業中基于 PC 的控制

在半導體工業中，高質量和全天候無故障運行是決定性的標準。機器設備的控制、生產系統的監視以及生產數據的處理需要一個高性能系統，以保證快速、精確地生產報半導體產品。

連接到生產控制系統和機器工程組態系統也需要有高靈活性和開放性。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 通過帶有強大處理器和最新技術的緊湊而堅固的工業 PC 來實現高處理性能
• 在集成到總體系統中時，預安裝的系統可以節省時間與成本
• 通過 WinCC ToolLink-EDA（設備數據采集），可以對過程和機器數據進行實時診斷
• 通過集成 RAID1 功能實現系統可用性并通過 SIMATIC IPC DiagMonitor 進行遠程監視，確保全天候無故障運行
• 部件長期可用，具有很高的投資安全性
• 國際認證和全球支持使全球使用成為可能。

工廠解決方案

煙草工業中的跟蹤與追溯生產線控制器

為了符合新的法律要求，對現有工廠中的跟蹤與追溯系統進行了擴展。要求是能夠在三班作業中每分鐘測試 100 個紙箱，并將數據保存在一個 SQL 數據庫中以便于追溯。

該自動化系統應具有較高的堅固耐用性，并且提供連接打印機和機器視覺系統等附加部件所需的開放性。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 緊湊的自動化解決方案，包括 Microbox PC 嵌入式工業 PC，帶預安裝和即可使用的 PLC 軟件的 PLC，以及使用 WinCC 進行可視化。
• 控制整個跟蹤與追溯系統并與控制系統接口。
• 借助于 WinAC ODK（開放式開發工具包）實現開放式解決方案，并通過一個與 SQL 數據庫的鏈接來管理序列號和其他數據。
• 通過連接打印機和視覺系統而獲得附加的開放性與靈活性。

可安全改裝木材加工設備！

過去，木工機械和工廠需要配裝特殊設計的專用控制器�，F在，工廠改造可以使用標準的、面向未來型組件。用戶決定通過 SIMATIC WinAC RTX F 軟控制器，將標準自動化功能和安全技術集成在一個無風扇、免維護的 IPC（即小型箱式 PC 中）。PROFINET 為一種新型現場總線，可以快速、簡便、安全地連接分布式 I/O 和操作面板。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 這種基于 PC 的自動化解決方案結構緊湊，成倍地提高了工廠的性能和加工精度。
• PROFINET 的采用可以帶來一系列的額外優勢，例如，診斷功能等。
• 標準型和故障安全型自動化技術集成在一個設備之內，可以節省組件。控制柜體積減小 20%，布線工作量減少 50%。用戶獲益于優異的操作方便性，且機器的停機時間被降低至最小程度。

通過數據備份進行圖像處理

在圖像處理應用中，由于要處理的數量很大，需要使用高性能 PC。必須快速記錄、處理和保存映像數據。例如，可使用具有較高數據吞吐量的圖像采集卡來記錄圖像數據。在此情況下，與擴展卡的接口不得成為瓶頸。若要確保連續、順利地處理所采集的數據，您需要使用具有最新處理器和存儲技術的最新系統。

在隨后的數據備份過程中，將會再次產生大量數據。因此，可用的存儲介質必須既快速又具有故障安全性。連接到現有工廠需要一個開放式系統。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 擁有最新處理器性能和最新技術的堅固 SIMATIC PC
• 將當前接口（如 PCI Express）用于具有較高數據吞吐速率的應用（例如，記錄圖像數據的圖像采集卡）。
• 通過可選的高性能圖形卡，在最多兩臺顯示器上進行可視化。
• 使用板上通信接口（如 Ethernet 和 PROFINET）連接到 EPS 系統或集成到現有系統中。
• 國際認證和全球支持促進了這種圖像處理解決方案的全球應用。

工廠解決方案

高性能工業 PC 機，用于可靠地控制、監控風力發電廠。

用于海上風電廠的所有西門子風電機組均具有特殊的技術特性，可以確保長期可靠、低維護運行。與陸上風力發電場不同，維修團隊并非總能接近海上風力發電場。因此，從絕對的故障安全性和可靠性看，其采用的全部組件的基本質量要求和標準均非常高。

SIMATIC 箱式 PC 目前其有 627 個系列，完全可以根據解決方案提供商的要求按需選用。工業 PC 機堅固耐用，設計可以在環境溫度高達 55 °C 的情況下不間斷地運行。為了運行可靠，箱式 PC 安裝在抗沖擊、防震動、具備高電磁兼容性（EMC）的堅實的金屬機箱內。為了保證高數據安全性，選用了選件 - 雙硬盤鏡像磁盤系統 (RAID1)。RAID1 控制器板載設計，不占用 PCI 插槽。

硬件可靠、耐用，且采用了極緊湊型長壽命工業設計，完全可以滿足惡劣環境中不間斷運行的苛刻要求。

基于 SIMATIC PC 的自動化解決方案的優點：

• 箱式 PC 的安裝尺寸數代產品以來保持未變，其安裝解決方案可以方便地用于下一代產品。
• 此外，采用新一代設備時，所有前置接口和功能單元均可保留不變。例如，西門子 Wind division 在其使用的箱式 PC 產品壽命期過后，采用該產品的下一代產品時，無需針對新硬件平臺進行任何調整。
• 箱式 PC 符合各國際標準（例如 CE 和 UL）認證，服務網絡遍布全球，可以部署于全球任何地點