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联系人 郑鑫 135八五七五四八零三
西门子将展示其不断完善的数字化企业解决方案,致力于实现“工业4.0”愿景,即第四次工业革命。“凭借一系列协同解决方案,我们为这种转型创造了技术上的先决条件。通过实施数字化企业解决方案,用户和客户现在可以充分挖掘‘工业4.0’所带来的全部潜力。”西门子股份公司管理委员会成员何睿祺(Klaus Helmrich)在4月23日的汉诺威工业博览会新闻发布会上表示。西门子在位于9号展厅D35展位3,500平方米的展台上,以“实现数字化企业——正当时!”为主题,展示了不同规模的企业该如何利用多个针对行业的数字化企业解决方案,来确保获得真正的竞争优势。“通过我们的数字化企业产品和解决方案,我们的客户已经实现了更高的灵活性、更短的产品上市时间、更高的生产效率以及更好的产品质量——而且这些都是在不中断运营的情况下同步实现的。因此,我们的客户就是西门子数字化企业解决方案能够为离散型工业和过程工业带来优势与附加价值的最佳证明。”何睿祺表示。
西门子股份公司管理委员会成员何睿祺(Klaus Helmrich)在4月23日的汉诺威工业博览会新闻发布会上讲话
展会的亮点集中在数字化企业解决方案的进一步拓展——在设计、制造过程和架构领域,西门子可提供更为灵活的解决方案。其中包括数字化双胞胎解决方案。此解决方案与西门子全球领先的自动化产品组合,以及基于云的开放式物联网操作系统MindSphere共同创造了覆盖生产全价值链的数字虚拟模型。与MindSphere的互联,是实现数据驱动的新商业模式的基础之一。“通过建立MindSphere World,我们与客户及合作伙伴共同迈出了拓展MindSphere生态系统的新一步。对我们的客户来说,西门子的MindSphere物联网操作系统提供了设备互联和数据分析的新维度。此外,我也很高兴MindSphere World管理委员会已经批准了16个新候选机构的加入申请。”何睿祺表示。
西门子股份公司总裁兼首席执行官凯飒(Joe Kaeser)向德国总理默克尔和墨西哥总统培尼亚赠送运用西门子技术制造的运动鞋
在本次汉诺威工业博览会上,西门子还将展示其在云应用开发方面的创新。西门子将与客户和合作伙伴一起,在MindSphere体验区展示MindSphere 3.0版本的最新更新与应用程序。此外,作为MindSphere Open Space Challenge(MindSphere开放空间挑战)的一部分,外部开发者与初创公司将携手进行开放式合作,共同创造基于MindSphere的新型客户解决方案和商业模式。
西门子在汉诺威工业博览会上还展示了面向未来的数据驱动应用——例如,Siemens Industrial Edge概念,这一边缘计算解决方案可以使用户完全控制数据,并从其扩展功能和出色的现场性能中获益。在增材制造领域,西门子展示了其无缝集成的产品组合和西门子增材制造网络。在西门子增材制造网络这一线上市场中,供应商、3D打印解决方案的现有及潜在用户等不同参与者都可以建立并确定商业伙伴关系。
西门子2018年汉诺威工业博览会展台
在数字化时代,确保足够的网络信息安全水平是保护敏感数据的前提。西门子正在持续推动工业应用和基础设施领域网络信息安全的发展。基于“深度防御”理念,西门子为工业领域提供广泛的产品和服务组合,其中包括工厂和网络安全以及系统完整性。
在2018年汉诺威工业博览会上,西门子以汽车工业为例,说明了数字化如何能够提升设计的灵活性和汽车制造的效率。数字化企业解决方案能提供获得这些益处的手段。这包括充分整合生产的各个阶段并建立统一的数据基础,覆盖汽车设计、生产规划、汽车实际制造执行,以及后续服务提供等阶段。解决方案既适用于新建的生产工厂,也适用于现有工厂的升级,尤其对于添加了电动汽车和混合动力汽车的产线而言。
西门子2018年汉诺威工业博览会展台
过程工业的数字化转型已经全面展开。在这方面,西门子能够为企业提供包括一体化硬件和软件的解决方案,从而使任何规模的公司都能够实现数字化。在西门子的展台上,参观者可以了解到多乐士(Dulux)如何使用西门子的数字化解决方案成功成为首家数字化涂料工厂。一个真实工厂的虚拟模型,即“数字化双胞胎”,可以为多乐士这样的工厂运营商提供足够的灵活性,以快速响应迅速变化的市场需求,比如生产季节流行的油漆颜色或进行小批量生产。
航空航天行业在数字化转型方面一直处于领先。该行业产品的市场需求强劲,只有显著提高生产率才能满足。这就需要通过提高自动化程度并实现数字化工具和工作流程的端到端集成。依靠西门子数字化企业解决方案,中小型企业以及大型企业已经实现了在这些领域的提升,从而确保其国际竞争力。日益提高的灵活性使高效制造日趋多样化的模型成为可能,即使这些模型批量较小。在2018年汉诺威工业博览会上,西门子正通过具体的案例来展示公司在此方面的能力。1.1 热电偶的工作原理
热电偶和热电阻一样,都是用来测量温度的。
热电偶是将两种不同金属或合金金属焊接起来,构成一个闭合回路,利用温差电势原理来测量温度的,当热电偶两种金属的两端有温度差,回路就会产生热电动势,温差越大,热电动势越大,利用测量热电动势这个原理来测量温度。
结构示意图如下:
图1 热电偶测量结构示意图
注意:如上图所示,热电偶是有正负极性的,所以需要确保这些导线连接到正确的极性,否则将会造成明显的测量误差
为了保证热电偶可靠、稳定地工作,安装要求如下:
① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固;
② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘,以防短路;
③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠;
④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离;
⑤ 热电偶对于外界的干扰比较敏感,因此安装还需要考虑屏蔽的问题。
1.2 热电偶与热电阻的区别
| 属性 | 热电阻 | 热电偶 |
| 信号的性质 | 电阻信号 | 电压信号 |
| 测量范围 | 低温检测 | 高温检测 |
| 材料 | 一种金属材料(温度敏感变化的金属材料) | 双金属材料在(两种不同的金属,由于温度的变化,在两个不同金属的两端产生电动势差) |
| 测量原理 | 电阻随温度变化的性质来测量 | 基于热电效应来测量温度 |
| 补偿方式 | 3线制和4线制接线 | 内部补偿和外部补偿 |
| 电缆接点要求 | 电阻直接接入可以更精确的避免线路的的损耗 | 要通过补偿导线直接接入到模板;或补偿导线接到参比接点,然后用铜制导线接到模板 |
表1 热电偶与热电阻的比较
2. 热电偶的类型和可用模板
2.1热电偶类型
根据使用材料的不同,分不同类型的热电偶,以分度号区分,分度号代表温度范围,且代表每种分度号的热电偶具体多少温度输出多少毫伏的电压,热电偶的分度号有主要有以下几种。
| 分度号 | 温度范围(℃) | 两种金属材料 |
| B型 | 0~1820 | 铂铑—铂铑 |
| C型 | 0~2315 | 钨3稀土—钨26 稀土 |
| E型 | -270~1000 | 镍铬—铜镍 |
| J型 | -210~1200 | 铁—铜镍 |
| K型 | -270~1372 | 镍铬—镍硅 |
| L型 | -200~900 | 铁—铜镍 |
| N型 | -270~1300 | 镍铬硅—镍硅 |
| R型 | -50~1769 | 铂铑—铂 |
| S型 | -50~1769 | 铂铑—铂 |
| T型 | -270~400 | 铜—铜镍 |
| U型 | -270~600 | 铜—铜镍 |
表2 分度号对照表
2.2可用的模板
| CPU类型 | 模板类型 | 支持热电偶类型 |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0(8点) | E,J,K,L,N |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0(2点) | E,J,K,L,N |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0(8点) | B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
| S7-400 | 6ES7 431-1KF10-0AB0(8点) | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
| 6ES7 431-7QH00-0AB0(16点) | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
| 6ES7 431-7KF00-0AB0(8点) | B,E,J,K,L,N,R,S,T,U |
表3 S7 300/400 支持热电偶的模板及对应热电偶类型
3. 热电偶的补偿接线
3.1 补偿方式
热电偶测量温度时要求冷端的温度保持不变,这样产生的热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时冷端的环境温度变化,将严重影响测量的准确性,所以需要对冷端温度变化造成的影响采取一定补偿的措施。
由于热电偶的材料一般都比较贵重(特别是采用贵金属时),而测温点到控制仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本可以用补偿导线延伸冷端到温度比较稳定的控制室内,但补偿导线的材质要和热电偶的导线材质相同。热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度变化造成的影响,补偿方式见下表。
| 温度补偿方式 | 说 明 | 接 线 |
| 内部补偿 | 使用模板的内部温度为参比接点进行补偿,再由模板进行处理。 | 直接用补偿导线连接热电偶到模拟量模板输入端。 |
| 外部补偿 | 补偿盒 | 使用补偿盒采集并补偿参比接点温度,不需要模板进行处理。 | 可以使用铜质导线连接参比接点和模拟量模板输入端。 |
| 热电阻 | 使用热电阻采集参比接点温度,再由模板进行处理。 |
| 如果参比接点温度恒定可以不要热电阻参考 |
表4 各类补偿方式
3.2各补偿方式接线
3.2.1内部补偿
内部补偿是在输入模板的端子上建立参比接点,所以需要将热电偶直接连接到模板的输入端,或通过补偿导线间接的连接到输入端。每个通道组必须接相同类型的热电偶,连接示意图如下。
| CPU类型 | 支持内部补偿模板类型 | 可连接热电偶个数 |
| S7-300 | 6ES7 331-7KF02-0AB0 | 最多8个(4种类型,同通道组必须相同) |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 最多2个(1种类型,同通道组必须相同) |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 最多8个(8种类型) |
| S7-400 | 6ES7 431-7KF00-0AB0 | 最多8个(8种类型) |