西門子S7-400PLC模塊  西門子S7-400PLC模塊

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中國北京，2016年7月8日

? 在行業不景氣的情況下仍通過保持戰略重點取得業務進展

? 通過整合德萊賽蘭（Dresser-Rand）和羅爾斯?羅伊斯（Rolls-Royce）能源業務，到2019財年預計可帶來總計約3.65億歐元的協同效應

? 在貫穿能源產業鏈的各個環節占有市場優秀地位

? 擴大裝機量和拓展客戶服務，確保營收持續增長

? 石油天然氣行業的電氣化、自動化和數字化促進生產率大幅提升并催生新的商業模式

西門子期待通過收購德萊賽蘭（Dresser-Rand）和羅爾斯?羅伊斯（Rolls-Royce）能源業務，在行業不景氣的情況下獲得遠高于初預期水平的協同效應。在美國德克薩斯州休斯敦舉辦的“能源和石油天然氣資本市場日”期間，西門子股份公司管理委員會成員戴儷思（Lisa Davis）表示，截至2019財年，與這兩家公司的整合預計可帶來3.65億歐元的協同效應，這個數字比之前的預期高出1.65億歐元。羅爾斯?羅伊斯此前的能源業務到2019財年將貢獻1.15億歐元的協同效應，遠高于初在2014年12月的資本市場日活動上公布的5000萬歐元。到2019財年，德萊賽蘭每年貢獻的協同效應預計可達2.5億歐元，比2014年9月的預期多出一億歐元左右。

戴儷思表示：“德萊賽蘭和羅爾斯?羅伊斯能源業務與我們在石油天然氣業務的產品組合*互補。就銷售額而言，我們通過擴展產品組合、交叉銷售和服務取得了巨大的協同效應。就成本而言，我們主要通過整合研發和采購以及優化業務布局來實現協力優勢。”

協同效應的產生在很大程度上有賴于無縫整合電氣化、自動化和數字化的強大業務組合，能夠讓西門子提供貫穿整個能源產業鏈的完整解決方案和服務。西門子是輸電以及自動化和驅動領域的企業，在石油天然氣、化石燃料發電廠和配電領域也占據優秀優勢。

通過合并歌美颯風電業務，西門子還計劃成為風電領域的世界優秀供應商，進一步大幅擴大裝機量。而這對于依托規模經濟效應為客戶創造附加價值至關重要。通過并購德萊賽蘭和羅爾斯?羅伊斯能源業務，西門子在能源業務領域的裝機數量已上升10萬臺左右，達到2015財年的14萬臺以上。從2014財年底到2016財年上半年末，西門子在發電服務領域的未交付訂單額已達到370億歐元，增長28%。

在能源產業鏈的各個環節，西門子受益于其在數字化企業領域*的優勢。通過公司全新推出的Sinalytics平臺，西門子的技術能夠支持客戶的產品擁有更好的可靠性和更高的效率。Sinalytics可連接和支持安裝在世界各地的西門子系統，實現遠程系統監控和維護。立足于*的數據分析功能，該平臺可以預測和預防錯誤，并找到優化性能的機會，同時還能降低能耗和縮減成本。在西門子，Sinalytics平均每天可處理來自30多萬臺設備的550 GB數據。西門子發電服務業務部門獲得的未交付訂單的長期靈活合同總額達到30億歐元左右。靈活服務合同按客戶需求而非固定的間隔時間提供服務，旨在大限度提高系統可靠性、可用性、效率和靈活性。*的算法、復雜的數據分析和機器學習技術，是智能系統持續接收整個機群和單臺設備的運行和維護數據的基礎。

模擬量模塊、信號板

信號類型

輸入信號精度計算

先明確兩個模擬量輸入模塊參數：

• 模擬量轉換的分辨率
• 模擬量轉換的精度（誤差）

分辨率是 A/D 模擬量轉換芯片的轉換精度，即用多少位的數值來表示模擬量。S7-1200 模擬量模塊的轉換分辨率是12位，能夠反映模擬量變化的小單位是滿量程的 1/4096 。

數字化模擬值的表示方法及示例：

如上表所示，當轉換精度小于16位時，相應的位左側對齊，小變化位為 16 - 該模板分辨率，未使用的低位補 “ 0 ”。 如表中 12 位 分辨率的模板則是從 16 - 12 = 4，即低字節的第四位 bit 3 開始變化，為其小變化單位  = 8 （紅色圖框所示） ，bit 0~bit 2 則補“ 0 ”（紅色圖框黃色背景所示）。則 12 位模板 A/D 模擬量轉換芯片的轉換精度為  /  = 1/4096 。

模擬量轉換的精度除了取決于A/D轉換的分辨率，還受到轉換芯片的外圍電路的影響。在實際應用中，輸入的模擬量信號會有波動、噪聲和干擾，內部模擬電路也會產生噪聲、漂移，這些都會對轉換的后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于 A/D 芯片的轉換誤差。

模擬量量程計算

可以使用STEP 7 Basic 指令列表 "Convert" 中的 “ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 來轉換模擬量值。

計算公式：

SCALE_X_OUT = [（NORM_X_VALUE - NORM_X_MIN）/（NORM_X_MAX - NORM_X_MIN）] * （SCALE_X_MAX - SCALE_X_MIN） + SCALE_X_MIN

一、測量值轉換為工程量

如下圖1 程序所示，為標準 0~20 mA 模擬量輸入信號，對應 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例

圖 1.測量值轉換為工程量示例

其中參數含義如下表1 所示：

表 1.

 注意：SM1231 新的模擬量模塊(例如 6ES7 231-4HD32-0XB0)增加了 4~20 mA范圍, 對于非標準信號例如電流通道接入 4 ~ 20 mA ，可以設置電流范圍 0-20mA 或者 4-20mA, 如下圖所示：

但是設置 0-20mA 或者 4-20mA 對應不同的量程范圍和 NORM_X 通道測量值下限。如下表所示：

二、工程量轉換為測量值

如下圖2 程序所示，為標準 4~20 mA 模擬量輸入信號，對應 0 ~ 80 MPa 壓力的量程換算示例，同理需修正通道測量輸出值下限 SCALE_X_LO_LIM 為 5530

圖 2. 工程量轉換為測量值

其中參數含義如下表2 所示：

表 2.

說明：工程量相關值取決于使用現場，是無法確定有效值的，一能確定的關系是工程量給定或輸出值在工程量的下限值和上限值之間，在此不作過多表述。

模擬量輸入輸出模塊常見問題

 S7-1200 模擬量模塊的輸入/輸出阻抗指標是多少？

答：詳情可見《 S7-1200 系統手冊 》的附錄A 。

CPU 模擬量輸入阻抗：

• 電壓型信號：≥ 100 KΩ

信號模板模擬量輸入阻抗：

• 電壓型信號：≥ 9 MΩ
• 電流型信號：250Ω

信號模板及信號板模擬量輸出阻抗：

• 電壓型信號：≥ 1000 Ω
• 電流型信號：≤ 600 Ω

 S7-1200 模擬量模塊的輸入/輸出信號傳輸距離？

答：模擬量模塊的輸入/輸出信號傳輸距離，從接線方面考慮，使用雙絞屏蔽電纜大可以連接 100 m 的長度， 還要考慮現場電磁干擾等現實狀況。一般電壓信號易受現場干擾且長距離傳輸也會造成信號的衰減，建議盡量近距離傳輸；電流信號相比電壓信號抗干擾能力好些， 相對電壓信號傳輸距離可適當加長。

 S7-1200 模擬量模塊的輸入過沖及溢出數值分別是多少？

對于電壓測量范圍，S7-1200 模擬量模塊的電壓輸入值與模塊通道顯示數值對應關系如下圖 1 所示：

過沖范圍為 27649至32511；下沖范圍為-27649至-32512

上溢范圍為 32512至32767，下溢范圍為 -32513至-32768

圖 1 .SM1231 電壓測量范圍數值

對于電流測量范圍，S7-1200 模擬量模塊的電流輸入值與模塊通道顯示數值對應關系如下圖 2 所示：

過沖范圍為 27649至32511；下沖范圍為-1至-4864

上溢范圍為 32512至32767，下溢范圍為 -4865至-32768

 注意：當開路時，模擬量模塊通道顯示數值是32767。

圖 2 .SM1231 電流測量范圍數值

 SM1231 模擬量輸入模塊未使用通道如何處理？

答：應將未使用的電壓輸入通道短路。使用導線短接通道的正負兩個端子，例如短接 0 通道的 0+ 和 0- 端子；

應將未使用的電流輸入通道設置在 0 至 20 mA 范圍。

熱電偶模塊常見問題

 S7-1200 TC 信號阻抗指標是多少？

答：SM1231 TC 和 SB1231 TC 阻抗參數一樣。

• TC 信號：≥ 10 MΩ

 S7-1200 TC 信號傳輸距離？

答：SM1231 TC 和 SB1231 TC 信號傳輸距離參數一樣。

• TC 信號：≤ 100 m；要求線路阻抗 ≤ 100 Ω

SM1231 TC 模塊未使用通道如何處理？

答：對于 SM1231 TC 模塊未使用通道， 可以采用以下方法做處理：

方法一：對該通道短路。使用導線短接通道的正負兩個端子，例如短接 0 通道的 0+ 和 0- 端子；

方法二：對該通道禁用。在模塊的“屬性-常規”，對測量類型選擇“已禁用”。 如下圖 3 所示組態：

圖 3. SM1231 TC 模塊禁用未使用通道

 注意：不能將所有通道都選擇“已禁用”。

 SM1231 TC 模塊在通道測量類型選擇“已禁用”或“熱電偶”時，通道指示燈和數值分別是什么狀態？

（1）通道測量類型“已禁用”：該通道的指示燈不亮，通道讀數為大值 32767；

（2）通道測量類型“熱電偶”，未使能“啟用斷路診斷”，如下圖 4 所示：當通道接線存在開路，通道讀數為隨機值；

圖 4.未使能“啟用斷路診斷”

（3）通道測量類型“熱電偶”，使能“啟用斷路診斷”：當通道接線存在開路，此時模板 DIAG 指示燈紅色閃爍，對應的通道的燈也紅色閃爍， CPU ERROR 燈也紅色閃爍； 同時診斷緩沖區報錯“斷路”，通道讀數為大值 32767；如下圖 5， 圖 6 所示：

圖 5.使能“啟用斷路診斷”

圖 6.診斷緩沖區事件“斷路”

（4）通道測量類型“熱電偶”，通道短接，設為“內部參考”，則讀到的數值/10為模板的內部溫度值（例如：模塊內部溫度值為30.1℃， 讀到數值為301）；如下圖 7，圖 8 所示：

圖 7.內部參考

圖 8. SM 1231 模塊內部溫度值

（5）通道測量類型“熱電偶”，通道短接，設為“參數設置”，則讀數為設定的溫度值*10 （例如：50℃，讀到數值為 500） ；如下圖 9， 圖 10 所示：

圖 9. 參數設置和參考溫度

圖 10. 溫度值讀數

以上 5 種情況， 總結表格如下表 1 所示：

表 1. SM1231 TC 模塊通道“已禁用”或“熱電偶”，通道指示燈和數值狀態

熱電阻模塊常見問題

 S7-1200 RTD 信號阻抗指標是多少？

答：SM1231 RTD 和 SB1231 RTD 阻抗參數一樣。

• RTD 信號：≥ 10 MΩ

 S7-1200 RTD 信號傳輸距離？

答：SM1231 RTD 和 SB1231 RTD 信號傳輸距離參數一樣。

• RTD 信號：≤ 100 m；要求線路阻抗 ≤ 20 Ω，對于10 Ω 的RTD則要求線路阻抗 ≤ 2.7Ω

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