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西门子6ES7953-8LG11-OAAO
产品时间:2020-11-23
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SIMATIC S7-300 是模块化的微型 PLC 系统,可满足中、低端的性能要求。

模块化、无风扇设计、易于实现分布式结构以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成为中、低端应用中各种不同任务的经济、用户友好的解决方案。

SIMATIC S7-300 的应用领域包括:

  • 特殊机械,
  • 纺织机械,
  • 包装机械,
  • 一般机械设备制造,
  • 控制器制造,
  • 机床制造,
  • 安装系统,
  • 电气与电子工业及相关产业。

多种性能等级的 CPU,具有用户友好功能的全系列模块,可允许用户根据不同的应用选取相应模块。任务扩展时,可通过使用附加模块随时对控制器进行升级。

SIMATIC S7-300 是一个通用的控制器:

  • 具有高电磁兼容性和抗震性,可最大限度地用于工业领域。

S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自动化系统可使用在对安全要求较高的设备中。其可对立即停车过程进行控制,因此不会对人身、环境造成损害。

S7-300F 满足下列安全要求:

  • 要求等级 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
  • 安全要求等级 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
  • 类别 1 - 4 符合 EN 954-1

另外,标准模块还可用在 S7-300F 及故障安全模块中。因此它可以创建一个全集成的控制系统,在非安全相关和安全相关任务共存的工厂中使用。使用相同的标准工具对整个工厂进行组态和编程。

设计

S7-300

一般步骤

S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,且这些模块均可以独立地组合使用。

一个系统包含下列组件:

  • CPU:
    不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
  • 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
  • 用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
  • 用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。

根据要求,也可使用下列模块:

  • 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
  • 接口模块 (IM),用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
    通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU),SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行,并且无需风扇。
  • SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件:
    适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20 机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
  •  

 

一个小小的硬件,可确保设备安全地连接至云端,并且经济划算,适于大众市场。这对工业物联网来说是一个很大的进步,因为只有确保高度安全,工业物联网才能充分发挥其潜力。西门子新研制的数据二极管可以阻止在互联网上控制各种系统,这对于关键型基础设施的运营者而言至关重要。

如火如荼的数字化和网络化进程,对关键基础设施的运营者提出了新的要求。举例而言,通过收集和分析诸如轨道网络、电网和生产设施等系统的状态数据,来帮助缩短停机时间,从未像现在这样容易。但另一方面,袭击危险与日俱增,因为轨道交通基础设施连接至互联网甚或云平台,让有可乘之机非法访问数据和系统,从而对轨道交通造成严重破坏。

硬件助推数字化进程

现在,西门子新推出的一个硬件为网络安全带来了各种新的可能性。西门子的全球研发部门——西门子中央研究院的IT安全专家Martin Wimmer解释道,“在此之前,不可能以这种形式通过云平台来连接关键基础设施,并提供新的数字服务。交通集团与我们合作,研发出一个硬件设备,可以既安全又经济可行地实现这样的连接。”

大马德里地区的Chamartín至Torrejón de Velasco铁路路段:尽管能够读取数据并确定信号塔状态,但这并不影响网关和道岔的安全。更重要的是它们不会受到影响。

这种从新的维度确保安全的银色小盒子,是一个数据二极管(数据捕获单元,简称DCU)。它的大小与电脑移动硬盘差不多,虽然它其貌不扬,但却蕴含无穷潜力。DCU通过单向数据通道,安全地将封闭式网络连接至存储介质、服务器或云平台。Wimmer表示,“这有点像数据单行道。这个二极管允许我们监测数据流并记录所有操作。一般而言,不论未经授权的人员能否看到数据流,都与目标应用领域的安全无关。”以信号塔为例。在本例中,尽管能够读取数据并确定系统状态,但这并不影响网关和道岔的安全。由于二极管基于物理原理,数据仅可单向传输,因此,不可能从互联网接入二极管。这样,就可以将系统连接至云端。

获得联邦铁路管理局审批,在比利时开展试点

在数据保密至关重要的领域,包括政府机关和,已经在使用数据二极管。西门子交通集团的数据二极管研发合作负责人Matthias Seifert指出,“然而,这些设备的功能复杂得多,因而价格更为昂贵。不仅如此,这些系统的供应商用来证明系统安全性的方法十分复杂。相比之下,DCU的安全性浅显易懂。”联邦铁路管理局已经批准使用新的DCU。现在,当德国客户向西门子订购信号塔时,这个能够安全地将它连接至物联网的设备就已经安装完毕。Seifert补充道,“我们的DCU比此前市场上的其他同类设备的价格低廉得多。”对于大众市场产品,这是一个基本标准。譬如,在比利时开展的试点项目中,一个铁路网络的运营者使用DCU,通过云连接来监测轨道电路。

Seifert解释道,“我们的设备采用物理原理。只要将二极管挂到线路上,就可以监测线路上传输的信号。”他解释道,这是利用线路电感耦合实现的。他进一步解释说:“它是一个只能读取不能写入的半导体电子设备。当我把它夹到电缆上时,我可以读取电流信息,也就是抽取出1和0。”二极管单向发送这些数据,在客户系统中,它的工作方式类似于“以太网分流器”——一种用于监测数据信号但不能更改它们的设备。它没有自己的IP地址,第三方找不到它的位置。它具有优良的抗冲击和防振性能,可耐受温度变化,并且防电磁振荡,因而非常适于在恶劣环境中使用,如列车和工厂等。

记录数据用于法律用途

Seifert表示安装也极为简便,“可以不为人知地将DCU装到任何数据传输系统上,并连接至由一台或多台计算机构成的外部评估系统。拆除或关闭DCU亦不会被监测系统检测出。客户的系统继续照常工作。”因此,他胸有成竹地说,DCU也能被用作所谓的入侵检测系统(IDS):用可控方式高效地扫描网络以检测异常或恶意活动;和司法记录系统(JRS):记录数据用于法律用途。Wimmer补充道,“取决于我在上游和下游为应用加装多少设备,它还可以保证数据记录的完整性和保密性。”

传统上,注重安全的领里,网络采用防火墙甚或所谓的“气隙隔离”加以保护,这意味着它们是完全孤立的数据孤岛。这两种解决方案各有缺点。举例来讲,电站网络使用的气隙隔离不允许向网络外部传输任何实时数据。因此,现有的丰富数据的潜力得不到充分挖掘。而防火墙的缺点则是容易出现配置错误和后门。以具备强大的通讯能力和多种功能的机器为例,必须经常检查并调整防火墙的过滤规则,因为新的网络威胁层出不穷。

DCU是典型的专为交通集团研发的特定解决方案,结果成为对于西门子战略性推进数字化转型至关重要的、通用型网络安全应用的设备。西门子交通集团*执行官Michael Peter说:“多亏数据二极管,用户不仅能为实现安全的智能交通作出贡献,而且可以推进能源和工业生产的数字化转型。”

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