杨光，西门子工业技术专家，与您分享他与PLC、网络通信、故障安全、电磁兼容等产品的精彩故事。
https://1847.siemens.com.cn/course/detail/2/1729037/1793719
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2电磁兼容的三要素_02电磁骚扰的传输途径（2）一空间耦合原理
2电磁兼容的三要素_01电磁骚扰的传输途径（1）一导线传导原理
1电磁兼容理论基础_04常见的电磁骚扰的波形和频谱特征
关于RS485 中继器与Profibus信号电压的问题
最近接到大家反馈的一个问题，就是在连接V90的STO（安全转矩关断）端子时，能否采用普通的F-DQ来连接？ 对此，我们专门查看了V90的STO连接的相关资料，发现有些细节问题需要跟大家强调一下，即：连接V90的STO端子时，应采用F-RQ（继电器型输出）端子而不是F-DQ端子。 这里给大家贴几个接线图，供大家参考。 （1） S7-1200F的连接方式 采用的是继电器型输出的F-DQ SM1226（6ES7226-6RA32-0XB0）连接V90的STO端子。 （2） ET200S F-RQ的连接方式 采用的是F-DO（P/M，6ES7138-4FB03-0AB0）加F-RO （6ES7138-4FR00-0AA0）连接V90的STO端子。 或者 （3） SIRIUS 3SK1 safety relays的连接方式 安全继电器与V90采用同一个DC24V。 （4） 急停按钮的连接方式 或者 ...
最近在网上遇到一个用户反馈的问题，是关于EM277的，我简单介绍一下，讲起来还挺有意思。 S7-200是西门子很成功的一款CPU，在国内拥有大量的用户，也使用了很多年（图1）。 图1 S7-200系列PLC EM277是S7-200用于DP通讯的模块（图2）。 图2 EM277用于DP通讯 用户反馈的一个问题，是关于EM277与CPU 315连接，在通讯设置过程中，如果输入地址长度为“字（Word）”,一致性设置为“总长度（Total length）”，此时最多只能设置为8个字（Word）；如果将一致性设置为“单元（Unit）”，则最多可设置16个字（Word）。如果超过这个设置长度，则下载后会报错，模块不能正常工作。 当时看到这个反馈，我的第一反应是有点不可思议：首先是这个产品已经用了这么多年了，并且拥有大量的用户，从来没听说过类似情况的反映；其次，EM277产品本身似乎也没有什么问题，因此在我们平时支持的过程中，也几乎没怎么接到过EM277使用过程中有类似问题的反馈，并且这个产品已经非常成熟了，因此我们这边也很少再针对这个产品做什么测试了，结果居然有这样的问题反馈，这倒是令...
您的设备安全了吗？--工程师故事 故障安全系统主要的功能，是在设备出现故障时，保证人员或者设备安全的系统。故障安全系统对于生产企业来讲，可以说是防止伤害事故的最有效的保障之一，因为故障安全是从技术上提供的安全保障措施，其失效的概率是很低的：最高安全等级的故障安全系统，可以保障设备上千年都不会出现伤害事故；最低防护等级的系统，也能保障最少十几年设备不会出现伤害事故。因此，在欧洲等工业强国，许多行业的机械设备都是需要进行安全防护的，否则，一旦发生人身伤害事故，企业主将会面临高额的罚款甚至更严重的法律后果。 我们国家的制造业近些年有了较快的发展，许多设备都已经可以在国内进行设计制造，有些设备也已经开始向国外进行出口，因此，不少设备生产企业已经开始注意到设备安全的问题。另外，尽管国内许多行业都还没有相关的安全标准的强制性要求，但不少企业也已经开始主动对自己的设备或者产线进行安全防护的升级了。 但设备已经做好了，或者现有的产线已经在生产了，是否还需要进行防护改造呢？如何进行防护改造呢？我们自己增加点儿防护措施可以吗？成本需要增加很多吗？ 今天，我们就来简单的介绍一下故障安全系统的实现。 1 现场...
浅谈数字化项目及标准化 最近看了一些关于数字化项目及标准化的资料，感觉标准化其实还是挺重要的一个概念，这里跟各位分享、探讨一下。 谈到自动化的项目的程序调试过程，我想大家对目前的流程都很熟悉：首先是设计，包括电气设计和程序设计，然后是针对PLC程序和HMI画面进行一定程度的仿真，之后才进入真正的工程现场进行程序的调试。在这个过程中，我们的仿真和调试都是基于实际PLC硬件的，即一般是在真实的PLC上进行程序的调试。 但谈到数字化项目，希望大家未来的项目流程是如下的方式：其中，电气设计之后，图纸、元素，可以直接导入TIA Portal中，并生成相应的硬件组态、网络拓扑以及变量表；而程序编制过程中的“库”的大量应用，将原有项目中的程序、画面可以直接复制到新项目中，大大节省程序、画面开发的时间和成本；通过高级语言的工具，可自动生成项目及代码；通过可视化界面的生成工具，将根据实际项目中的设备自动生成需要的画面；而程序的调试，则无需实际的PLC硬件，直接通过虚拟调试工具即可实现…… 可见，在未来数字化项目实施过程中，大量的编程、调试的功能将可以通过相关软件的功能被开发和应用，大大的提高了自动化项目...
有的用户在系统中集成了带急停功能的触摸屏KTP700F（图1），可以实现设备的安全停机，使用起来非常方便。但有时用户在使用过程中也遇到一些问题，这里简单介绍一个用户现场的问题，供大家参考。图1 设备中集成KTP700F 该用户的设备使用的是Profinet网络，在系统调试的过程中，用户发现该屏的画面功能一直都是正常的，但屏上的安全急停的按钮的红灯时常会熄灭（图2）。图2 急停按钮灯突然熄灭 并且一旦熄灭之后就需要对故障进行确认，否则急停按钮失效（图3）。图3 需要确认故障 通过故障信息及参数设定可以看到，触摸屏上的急停按钮是通过以太网及Profisafe协议与F-CPU进行通信的（图4）。图4 参数设定 我们刚开始怀疑是HMI设备自身出现问题，但现场有多个设备都分别出现过类似的问题，因此，我们检查了网络通讯的情况。 通过交换机的日志，并没有发现物理层连接中断的情况（图5）。图5 交换机的日志信息 貌似网络连接没出现问题。接下来，我们又检查了CPU的诊断缓冲区（图6）。图6 CPU的诊断缓冲区 从CPU的诊断信息中，可以看到，通讯其实是有中断的情况。同时，在诊断缓冲区中，也看到了F...
对西门子故障安全系统有所了解的朋友都知道，西门子的故障安全系统通常都是可以达到最高的安全等级（机械行业最高安全等级要求为PLe或者SIL3）的。因此，我们很多用户或者工程师在选择驱动产品的安全功能时，经常以为系统也是可以达到PLe或者SIL3安全等级的。但实际上，如果大家仔细阅读我们的驱动产品的安全功能的手册或者样本就会发现，我们S120/G120等驱动设备的安全功能其实是只能达到PLd或者SIL2的（表1）。表1 驱动产品安全功能列表有的用户会问，那我们的系统如果用了S120/G120等驱动产品的安全功能，岂不是永远达不到PLe或者SIL3的安全等级了？那我们的设备在评估认证过程中是否还能满足最终要求呢？这里我们需要说明的是，在西门子的变频器产品的家族中，目前所有的安全功能在标准应用时都是达到PLd或者SIL2安全等级的，但STO功能在特殊情况下，是可以达到PLe或者SIL3的安全等级的。 在此我们给出解决方案的示例供大家参考： （1）对于单电机的应用，可以采用系统控制驱动系统供电的方式来实现，见图1。图1 单电机回路的安全驱动解决方案但注意，这种方式会导致断电后直流环节的电容不再充...
工程师故事—自动化项目逐步向数字化方向转变 工业自动化的发展正在经历一场变革，传统的工业自动化在新的IT技术的推动下，正在探索新的发展方向，而对于这个新的方向，目前西门子给出的答案是数字化。 按照之前的理解，数字化是传统的工业自动化向着满足快速、高效、节能的生产控制系统发展的一个目标。具体实现的方式是通过数字化的软件，将原来自动化产线制造、集成、生产的实际过程变成虚拟的过程，通过虚拟调试，使得未来的产线能够以“虚拟现实”的方式呈现在人们面前。这种方式甚至可以实现整条产线、整个工厂的生产过程的模拟，大大节省了企业前期调试的成本。同时，这种方式还能模拟生产过程中可能出现的各种情况，使人们在实际产线或者设备在真正的被制造之前，就已经对设备的各种动作有了全面的测试和了解。 但这种方式是否能够真正满足未来自动化生产的需要？是否能真正带来益处？这是否是真正可以实现的目标，这个目标什么时候可以实现？ 这里，我介绍几个小的应用实例，供大家探讨。虚拟调试西门子为用户设计制造一个设备Demo，该设备Demo机械部分包括传送带、机械手臂（图1）。图1 设备Demo 在整个Demo设计的过程中，采用了虚拟调试...
一年一度的工业博览会在上海再度开幕。每年参观工博会都有不同的感受，今年最大的感受是：工业4.0已经不再是大家谈论的话题，而是逐渐成为了会场的主题。 前几年，大家对工业4.0的概念进行了充分的思考，了解了什么是工业4.0以及工业4.0的基本构架。而今年，各个厂家基本上都已经开始展示各自的工业4.0的产品和解决方案。 （1）西门子 西门子在整个产业变革方面目前看已经是走在了各个厂家的前面。西门子目前基于工业4.0的“数字化企业”的理念、产品、解决方案都已经逐步成熟，目前已经在各个行业有了试点项目，并逐步积累了一定的经验。图1 西门子过程自动化行业数字化解决方案图2 西门子驱动的数字化解决方案图3西门子虚拟化调试图4 西门子MindSphere云平台图5 虚拟加现实调试的实际产线展示图6 数字化服务可以看到，从单个产品、到整体的解决方案、再到服务，西门子基本上完成了数字化企业的闭环体系，下一步，将会在各个环节上逐步完善。 （2）PHOENIX PHOENIX展台在西门子展台旁边，今年推出了完整的网络解决方案以及几款新产品。更加适合于工业企业的数据整合。图7 PHOENIX工业互联平台图8 ...
前段时间有个客户做安全系统的评估，其中涉及到安全程序的评估，在跟用户交流的过程中，感觉到大家对于故障安全程序的编制的一些规则不是很清楚，因此这里按照IEC62061标准，将西门子的故障安全程序的最新规则做一个简要的介绍。 用户在编制安全程序的过程中，除了安全功能块本身，其实还有一个问题总是有些困扰，那就是我的安全程序到底应该怎样编才是合理的、符合安全规范的，或者说是符合安全评估要求的。就这个问题，我这里将相关安全程序的编制的一些主要规则做一个简要的介绍，大家按照这个思路进行安全程序的编制，就是符合基本安全程序的编制要求的。1 故障安全程序的标准化1.1 定义程序结构 对于安全程序，最好进行一些结构上的规划（图1），例如：模块化的区分程序代码，例如： - 子程序：检测，评估，执行 或 - 按照工厂不同部分在起始阶段，为每一个模块（根据风险评估的要求）进行功能定义避免复杂的信号传递图1 安全程序的结构化处理 另外，对于标准程序，可以调用的层级取决于CPU。但对于安全程序，程序调用的最多层级就是8级。如果超过这个层级的限制，就会出现错误消息。1.2 程序调用顺序 在Main Safety程序...
近期在某用户的现场，遇到了一个比较奇怪的现象，给大家介绍一下，期望对大家也有所帮助。 随着新的S71500系列PLC的逐步推广，越来越多的用户也开始选择S71500系列的设备，主要的原因是该系列的产品在性能上的有了较大的提升，并且使用起来更加便捷，这些优点都是大家选择S71500系列PLC的原因。 但对很多用户来讲，对新产品确实还不是非常的熟悉，因此大家在使用过程中也容易遇到一些“奇怪”的现象，有时让人觉得摸不着头脑，这里介绍一个小故事，介绍现场遇到的一个“奇怪”的现象。 该用户是一个汽车行业的用户，当时设备处于调试阶段。随着现场接线的完成，准备开始上电调试程序了，但用户发现第一套上电的设备的CPU不能正常启动。 现场有4套相同的设备，于是客户从另外一套设备上随即拆下一个CPU，换到现有的这套设备上，但上电后发现和第一台PLC的现象一样，还是不能正常使用。连续测试了4个CPU，均出现同样的情况。 “难道4个CPU都坏了！？这不太可能呀……” 但客户说这些CPU都是刚拆封的，刚装在设备上，都还没上过电，而且这个机型还是头一次使用S71500控制系统，还没开始编程就遇到问题了。 于是跟着...
以下内容节选自机械工业出版社出版的《西门子自动化系统接地指南》，作者杨工。更多更详细的内容请您参考《西门子自动化系统接地指南》一书。西门子自动化系统接地规范前 言 众所周知，“接地”对于自动化系统来讲，是一个非常重要的概念。一个干净的“地”，将为自动化系统的正常工作提供有力的保障，而正确的接地方式，也是保障系统正常工作的必要条件。不同的自动化设备，都应该提供可以接地的“接地端”，并且应该提供正确的接地方式。这里将为广大西门子自动化设备的用户在设备接地方面提供一些具体信息和参考。第1章 接地原理1.1 相关概念1.1.1 地指的是一个零电位、零阻抗的实体。任何电流在其中流过时，均不会产生压降。当然这是理想状态，也是不存在的，因此实际上往往把大地当成系统的“地”。但严格意义上讲，“地”应该指的是“参考地”，即系统（设备）中一个公共参考电位点。1. 参考地理想的参考地可以为系统（设备）中的任何信号提供公共的参考电位，并且各个接地点之间不存在电势差。理想的参考地并不存在，实际应用中，可以将一块金属板（例如柜内的安装背板、接地铜排甚至是柜体的金属框架等）当做参考地。2. 地电位大地可以认...
工业4.0已经从去年开始，已经逐渐引起了大家的关注。在IT技术在消费领域全面爆发的大环境下，个性化的订制需求已经开始逐步成为消费者的需求，但个性化订制就意味着生产周期加长、成本的增加，如何能够满足新的消费需求，将是未来制造业企业面临的问题。而西门子提出的智能制造概念，将为制造业企业提供全面的工业4.0的解决方案，也为解决订制化生产所带来的各种问题提供了答案。但这仅仅是一个理念吗？为此，西门子专门建造了一个工业4.0的生产示范线，放置在西门子在北京总部的展示中心，这是全球第一条展示完整的工业4.0解决方案的示范线，供广大的行业内用户参观。 该展示中心自开放之日起，到目前已经有将近两个月了，已经接待了来自德国总部、全国各个省市、地区的广大参观者3000多人，并且还有大量的参观者在已经在我们的网络平台上注册，预约参观。可以说，这条示范线已经是今年夏天在工控界最为火热的话题。因此，为了让不能来现场实地参观的朋友也能对工业4.0的解决方案有一个了解，这里我将带领大家来感受一下这条智能制造的示范线。 企业的工业4.0的升级，将是企业从制造环节拓展到产品全生命周期的过程。未来的工业4.0的企业不仅...
大家都知道，故障安全型的设备对所连接的传感器和执行机构都是有要求的，因为故障安全系统的安全等级是根据检测单元+评估单元+执行单元来确定的，任何一个部分的安全等级不够，都会影响到整个系统的安全等级。而大家都知道，对于安全的输入传感器（F-S），都是跟普通按钮不一样的，例如急停按钮，不仅从颜色和外观上，跟普通按钮有很大区别，其实从产品质量以及内部的功能设计上，也有不同的要求，因此，我们说用于安全系统的设备往往跟普通的设备要求是不一样的。图1 故障安全系统 但是，对于安全输出模板所连接的执行单元（F-A），我们似乎并没有听说过有安全型的输出设备。那么，到底执行单元有没有特殊要求呢？普通的设备能否作为安全设备连接到输出模板，是否影响安全等级？ 这一点，我在每次讲课或者交流时，都介绍过，可以连接普通的继电器。这一点其实我仅是跟德国总部确认过，但说实话，我也没有想过找到确切的依据。 直到有一次，我的同事突然问了我一个问题：在咱们的ET200S的故障安全模板的接线要求中说，如果期望达到SIL3，则需要使用特定合格的设备（图1），那么到底什么样的设备可以用，普通的继电器到底能不能接到F-DO的输出呢...
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