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上海朕锌电气设备有限公司
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西门子S7-400PLC模块
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中国北京，2016年7月8日
? 在行业不景气的情况下仍通过保持战略重点取得业务进展
? 通过整合德莱赛兰（Dresser-Rand）和罗尔斯?罗伊斯（Rolls-Royce）能源业务，到2019财年预计可带来总计约3.65亿欧元的协同效应
? 在贯穿能源产业链的各个环节占有市场良好地位
? 扩大装机量和拓展客户服务，确保营收持续增长
? 石油天然气行业的电气化、自动化和数字化促进生产率大幅提升并催生新的商业模式
西门子期待通过收购德莱赛兰（Dresser-Rand）和罗尔斯?罗伊斯（Rolls-Royce）能源业务，在行业不景气的情况下获得远**较初预期水平的协同效应。在美国德克萨斯州休斯敦举办的“能源和石油天然气资本市场日”期间，西门子股份公司管理**成员戴俪思（Lisa Davis）表示，截至2019财年，与这两家公司的整合预计可带来3.65亿欧元的协同效应，这个数字比之前的预期高出1.65亿欧元。罗尔斯?罗伊斯此前的能源业务到2019财年将贡献1.15亿欧元的协同效应，远**较初在2014年12月的资本市场日活动上公布的5000万欧元。到2019财年，德莱赛兰每年贡献的协同效应预计可达2.5亿欧元，比2014年9月的预期多出一亿欧元左右。
戴俪思表示：“德莱赛兰和罗尔斯?罗伊斯能源业务与我们在石油天然气业务的产品组合**互补。就销售额而言，我们通过扩展产品组合、交叉销售和服务取得了巨大的协同效应。就成本而言，我们主要通过整合研发和采购以及优化业务布局来实现协力优势。”
协同效应的产生在很大程度上有赖于无缝整合电气化、自动化和数字化的强大业务组合，能够让西门子提供贯穿整个能源产业链的完整解决方案和服务。西门子是输电以及自动化和驱动领域的*企业，在石油天然气、化石燃料发电厂和配电领域也占据良好优势。
通过合并歌美飒风电业务，西门子还计划成为风电领域的世界良好供应商，进一步大幅扩大装机量。而这对于依托规模经济效应为客户创造附加价值至关重要。通过并购德莱赛兰和罗尔斯?罗伊斯能源业务，西门子在能源业务领域的装机数量已上升10万台左右，达到2015财年的14万台以上。从2014财年底到2016财年上半年末，西门子在发电服务领域的未交付订单额已达到370亿欧元，增长28%。
在能源产业链的各个环节，西门子受益于其在数字化企业领域无可争议的优势。通过公司全新推出的Sinalytics平台，西门子的技术能够支持客户的产品拥有更好的可靠性和更高的效率。Sinalytics可连接和支持安装在世界各地的西门子系统，实现远程系统监控和维护。立足于先进的数据分析功能，该平台可以预测和预防错误，并找到优化性能的机会，同时还能降低能耗和缩减成本。在西门子，Sinalytics平均每天可处理来自30多万台设备的550 GB数据。西门子发电服务业务部门获得的未交付订单的长期灵活合同总额达到30亿欧元左右。灵活服务合同按客户需求而非固定的间隔时间提供服务，旨在较大限度提高系统可靠性、可用性、效率和灵活性。先进的算法、复杂的数据分析和机器学习技术，是智能系统持续接收整个机群和单台设备的运行和维护数据的基础。
| 模板型号 | 订货号 | 分辨率 | 负载信号类型 | 量程范围 |
|
模拟量输入
|
||||
| CPU 集成模拟量输入 |
10 位
|
0 ~ 10 V
|
0 ~ 27648
|
|
|
SM 1231 4 x 模拟量输入
|
6ES7 231-4HD32-0XB0
|
12 位 + 符号位
|
±10 V ,±5 V,±2.5 V
|
-27648 ~ 27648
|
|
0~20 mA，4~20 mA
|
0 ~ 27648
|
|||
|
SM 1231 4 x 模拟量输入
|
6ES7 231-5ND32-0XB0
|
15 位 + 符号位
|
±10 V ,±5 V,±2.5 V，±1.25 V
|
-27648 ~ 27648
|
|
0~20 mA，4~20 mA
|
0 ~ 27648
|
|||
| SM 1231 8 x 模拟量输入 |
6ES7 231-4HF32-0XB0
|
12 位 + 符号位
|
±10 V ,±5 V,±2.5 V | -27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
|
SM 1234 4 x 模拟量输入/ 2 x 模拟量输出 |
6ES7 234-4HE32-0XB0
|
12 位 + 符号位 |
±10 V ,±5 V,±2.5 V
|
-27648 ~ 27648
|
| 0~20 mA，4~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
| SB 1231 1 x 模拟量输入 | 6ES7 231-4HA30-0XB0 | 11 位 + 符号位 |
±10 V ,±5 V,±2.5 V
|
-27648 ~ 27648 |
| 0~20 mA | 0 ~ 27648 | |||
|
模拟量输出
|
||||
|
SM 1232 2 x 模拟量输出
|
6ES7 232-4HB32-0XB0
|
14 位
|
±10 V
|
-27648 ~ 27648
|
|
13 位
|
0~20 mA，4~20 mA
|
0 ~ 27648
|
||
|
SM 1232 4 x 模拟量输出
|
6ES7 232-4HD32-0XB0
|
14 位
|
±10 V
|
-27648 ~ 27648
|
|
13 位
|
0~20 mA，4~20 mA
|
0 ~ 27648
|
||
| SM 1234 4 x 模拟量输入/2 x 模拟量输出 |
6ES7 234-4HE32-0XB0
|
14 位
|
±10 V
|
-27648 ~ 27648
|
|
13 位
|
0~20 mA，4~20 mA
|
0 ~ 27648
|
||
| SB 1232 1 x 模拟量输出 |
6ES7 232-4HA30-0XB0
|
12 位
|
±10 V
|
-27648 ~ 27648
|
|
11 位
|
0~20 mA
|
0 ~ 27648
|
||
先明确两个模拟量输入模块参数：
分辨率是 A/D 模拟量转换芯片的转换精度，即用多少位的数值来表示模拟量。S7-1200 模拟量模块的转换分辨率是12位，能够反映模拟量变化的较小单位是满量程的 1/4096 。
数字化模拟值的表示方法及示例：
|
分辨率
|
模拟值
|
|||||||||||||||
|
位
|
15
|
14
|
13
|
12
|
11
|
10
|
9
|
8
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
|
位值
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16位
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
|
12位
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
如上表所示，当转换精度小于16位时，相应的位左侧对齐，较小变化位为 16 - 该模板分辨率，未使用的较低位补 “ 0 ”。 如表中 12 位 分辨率的模板则是从 16 - 12 = 4，即低字节的*四位 bit 3 开始变化，为其较小变化单位 = 8 （红色图框所示） ，bit 0~bit 2 则补“ 0 ”（红色图框黄色背景所示）。则 12 位模板 A/D 模拟量转换芯片的转换精度为 / = 1/4096 。
模拟量转换的精度除了取决于A/D转换的分辨率，还受到转换芯片的外围电路的影响。在实际应用中，输入的模拟量信号会有波动、噪声和干扰，内部模拟电路也会产生噪声、漂移，这些都会对转换的最后精度造成影响。这些因素造成的误差要大于 A/D 芯片的转换误差。
可以使用STEP 7 Basic 指令列表 "Convert" 中的 “ SCALE_X ” 和 “ NORM_X ” 来转换模拟量值。
计算公式：
SCALE_X_OUT = [（NORM_X_VALUE - NORM_X_MIN）/（NORM_X_MAX - NORM_X_MIN）] * （SCALE_X_MAX - SCALE_X_MIN） + SCALE_X_MIN
如下图1 程序所示，为标准 0~20 mA 模拟量输入信号，对应 0 ~ 80 MPa 压力的量程换算示例
图 1.测量值转换为工程量示例
其中参数含义如下表1 所示：
表 1.
| 参数名称 | 数据类型 | 参数含义 |
取值范围
|
|
|
电压信号
|
电流信号
|
|||
|
NORM_X_IN
|
Int
|
模拟量通道输入测量值
|
-27648 ~ 27648
|
0 ~ 27648
|
|
NORM_X_LO_LIM
|
Int
|
测量值下限
|
-27648
|
0
|
|
NORM_X_HI_LIM
|
Int
|
测量值上限
|
27648
|
27648
|
|
NORM_X_OUT
|
Real
|
测量值规格化
|
-1.0 ~ 1.0
|
0.0 ~ 1.0
|
|
SCALE_X_LO_LIM
|
Real
|
工程量下限制
|
---
|
---
|
|
SCALE_X_HI_LIM
|
Real
|
工程量上限制
|
---
|
---
|
|
SCALE_X_OUT
|
Real
|
工程量值
|
---
|
---
|
注意：SM1231 新的模拟量模块(例如 6ES7 231-4HD32-0XB0)增加了 4~20 mA范围, 对于非标准信号例如电流通道接入 4 ~ 20 mA ，可以设置电流范围 0-20mA 或者 4-20mA, 如下图所示：
但是设置 0-20mA 或者 4-20mA 对应不同的量程范围和 NORM_X 通道测量值下限。如下表所示：
| 实际电流输入 | 设置电流范围 | 量程范围 | NORM_X 通道测量值下限 |
| 0-20 mA | 0-20 mA | 0 -27648 | 0 |
| 4-20 mA | 0-20 mA | 5530- 27648 | 5530 |
| 4-20 mA | 0 - 27648 | 0 |
如下图2 程序所示，为标准 4~20 mA 模拟量输入信号，对应 0 ~ 80 MPa 压力的量程换算示例，同理需修正通道测量输出值下限 SCALE_X_LO_LIM 为 5530
图 2. 工程量转换为测量值
其中参数含义如下表2 所示：
表 2.
| 参数名称 | 数据类型 | 参数含义 |
取值范围
|
|
|
电压信号
|
电流信号
|
|||
|
NORM_X_IN
|
Real
|
工程量给定值
|
---
|
---
|
|
NORM_X_LO_LIM
|
Real
|
工程量下限值
|
---
|
---
|
|
NORM_X_HI_LIM
|
Real
|
工程量上限值
|
---
|
---
|
|
NORM_X_OUT
|
Real
|
工程量给定值规格化
|
-1.0 ~ 1.0
|
0.0 ~ 1.0
|
|
SCALE_X_LO_LIM
|
Int
|
测量输出值下限
|
-27648
|
0
|
|
SCALE_X_HI_LIM
|
Int
|
测量输出值上限
|
27648
|
27648
|
|
SCALE_X_OUT
|
Int
|
测量输出值
|
-27648 ~ 27648
|
0 ~ 27648
|
说明：工程量相关值取决于使用现场，是无法确定有效值的，一能确定的关系是工程量给定或输出值在工程量的下限值和上限值之间，在此不作过多表述。
S7-1200 模拟量模块的输入/输出阻抗指标是多少？
答：详情可见《 S7-1200 系统手册 》的附录A 。
CPU 模拟量输入阻抗：
信号模板模拟量输入阻抗：
信号模板及信号板模拟量输出阻抗：
S7-1200 模拟量模块的输入/输出信号传输距离？
答：模拟量模块的输入/输出信号传输距离，从接线方面考虑，使用双绞屏蔽电缆较大可以连接 100 m 的长度， 还要考虑现场电磁干扰等现实状况。一般电压信号易受现场干扰且长距离传输也会造成信号的衰减，建议尽量近距离传输；电流信号相比电压信号抗干扰能力好些， 相对电压信号传输距离可适当加长。
S7-1200 模拟量模块的输入过冲及溢出数值分别是多少？
对于电压测量范围，S7-1200 模拟量模块的电压输入值与模块通道显示数值对应关系如下图 1 所示：
过冲范围为 27649至32511；下冲范围为-27649至-32512
上溢范围为 32512至32767，下溢范围为 -32513至-32768
图 1 .SM1231 电压测量范围数值
对于电流测量范围，S7-1200 模拟量模块的电流输入值与模块通道显示数值对应关系如下图 2 所示：
过冲范围为 27649至32511；下冲范围为-1至-4864
上溢范围为 32512至32767，下溢范围为 -4865至-32768
注意：当开路时，模拟量模块通道显示数值是32767。
图 2 .SM1231 电流测量范围数值
SM1231 模拟量输入模块未使用通道如何处理？
答：应将未使用的电压输入通道短路。使用导线短接通道的正负两个端子，例如短接 0 通道的 0+ 和 0- 端子；
应将未使用的电流输入通道设置在 0 至 20 mA 范围。
S7-1200 TC 信号阻抗指标是多少？
答：SM1231 TC 和 SB1231 TC 阻抗参数一样。
S7-1200 TC 信号传输距离？
答：SM1231 TC 和 SB1231 TC 信号传输距离参数一样。
SM1231 TC 模块未使用通道如何处理？
答：对于 SM1231 TC 模块未使用通道， 可以采用以下方法做处理：
方法一：对该通道短路。使用导线短接通道的正负两个端子，例如短接 0 通道的 0+ 和 0- 端子；
方法二：对该通道禁用。在模块的“属性-常规”，对测量类型选择“已禁用”。 如下图 3 所示组态：
图 3. SM1231 TC 模块禁用未使用通道
注意：不能将所有通道都选择“已禁用”。
SM1231 TC 模块在通道测量类型选择“已禁用”或“热电偶”时，通道指示灯和数值分别是什么状态？
（1）通道测量类型“已禁用”：该通道的指示灯不亮，通道读数为较大值 32767；
（2）通道测量类型“热电偶”，未使能“启用断路诊断”，如下图 4 所示：当通道接线存在开路，通道读数为随机值；
图 4.未使能“启用断路诊断”
（3）通道测量类型“热电偶”，使能“启用断路诊断”：当通道接线存在开路，此时模板 DIAG 指示灯红色闪烁，对应的通道的灯也红色闪烁， CPU ERROR 灯也红色闪烁； 同时诊断缓冲区报错“断路”，通道读数为较大值 32767；如下图 5， 图 6 所示：
图 5.使能“启用断路诊断”
图 6.诊断缓冲区事件“断路”
（4）通道测量类型“热电偶”，通道短接，设为“内部参考”，则读到的数值/10为模板的内部温度值（例如：模块内部温度值为30.1℃， 读到数值为301）；如下图 7，图 8 所示：
图 7.内部参考
图 8. SM 1231 模块内部温度值
（5）通道测量类型“热电偶”，通道短接，设为“参数设置”，则读数为设定的温度值*10 （例如：50℃，读到数值为 500） ；如下图 9， 图 10 所示：
图 9. 参数设置和参考温度
图 10. 温度值读数
以上 5 种情况， 总结表格如下表 1 所示：
| 测量类型 | 源参考温度 | 启用断路诊断 | 通道接线 | 模块 DIAG 灯 | 通道指示灯 | 通道数值 |
| 已禁用 | - | - | 开路或短接 | 绿色亮 | 不亮 | 32767 |
| 热电偶 | 内部参考或参数设置 | 未使能 | 开路 | 绿色亮 | 绿色亮 | 随机值 |
| 热电偶 | 内部参考或参数设置 | 使能 | 开路 | 红色闪烁 | 红色闪烁 | 32767 |
| 热电偶 | 内部参考 | 未使能或使能 | 短接 | 绿色亮 | 绿色亮 | 通道读数值/10为模板的内部温度值 |
| 热电偶 | 参数设置 | 未使能或使能 | 短接 | 绿色亮 | 绿色亮 | 读数为设定的温度值*10 |
表 1. SM1231 TC 模块通道“已禁用”或“热电偶”，通道指示灯和数值状态
S7-1200 RTD 信号阻抗指标是多少？
答：SM1231 RTD 和 SB1231 RTD 阻抗参数一样。
S7-1200 RTD 信号传输距离？
答：SM1231 RTD 和 SB1231 RTD 信号传输距离参数一样。