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S7-300F

SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環(huán)境造成損害。

S7-300F 滿足下列安全要求：

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

另外，標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng)，在非安全相關和安全相關任務共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態(tài)和編程。

設計

S7-300

一般步驟

S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。

一個系統(tǒng)包含下列組件：

• CPU：
  不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。
• 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
• 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
• 用于高速計數(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。

根據(jù)要求，也可使用下列模塊：

• 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
• 接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
  通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。
• SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件：
  適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內(nèi)使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機柜和 IP65 外殼。

設計

簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護：

• 安裝模塊：
  只需簡單地將模塊掛在安裝導軌上，轉(zhuǎn)動到位然后鎖緊螺釘。
• 集成的背板總線：
  背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。
• 模塊采用機械編碼，更換極為容易：
  更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。
• 現(xiàn)場證明可靠的連接：
  對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
• TOP 連接：
  為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。
• 規(guī)定的安裝深度：
  所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護。因此，所有模塊應有明確的安裝深度。
• 無插槽規(guī)則:
  信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。

擴展

若用戶的自動化任務需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展：

• 中央控制器和3個擴展機架最多可連接32個模塊：
  總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。
• 通過接口模板連接：
  每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。
  • 通過 IM 365 擴展：
    1 個擴展裝置最遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。
  • 通過 IM 360/361 擴展：
    3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的最遠距離為 10m。
• 單獨安裝：
  對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。
• 靈活的安裝選項：
  CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以最大限度滿足空間要求。
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汽車、電話、濾水器和助聽器有何共同之處？乍看之下，似無共同之處，然而它們都是人們?nèi)粘Ｉ钪兴蕾囍?。盡管我們對這些物品習以為常，然而其背后卻蘊藏著復雜的科技。

磁懸浮飛船、無人駕駛汽車、通過手勢控制的全息顯示屏以及謀殺偵測預防方法——這些是大導演斯皮爾伯格在電影《少數(shù)派報告》中借助未來學家們展現(xiàn)的2054年的場景。2001年大家就在猜測，幾十年后，我們的生活真的會變成John Underkoffler等麻省理工學院的科學家們所描述的那樣，抑或是Douglas Coupland在其小說《Generation X》中所展現(xiàn)的那樣？想象未來*技術(shù)其實古已有之。比如，瑪雅人的寺廟墻壁之上就能見到類似飛行器的裝飾物。那么，是什么促成了這些夢想？是渴求進步、力圖創(chuàng)新還是出于好奇心？是人們渴望生活變得越來越好，越來越簡單？如今的挑戰(zhàn)要求我們提供新的解決方案——切實為人提供服務的技術(shù)。

醫(yī)療就是這樣的例子。供職于貝恩咨詢公司的Norbert Hültenschmidt博士表示，“所有的醫(yī)療系統(tǒng)都面臨著相同的挑戰(zhàn)，這就是醫(yī)療服務需求的激增導致醫(yī)療服務成本的飆升——而醫(yī)療服務需求主要是由經(jīng)濟繁榮和人口老齡化推動的。”譬如，糖尿病和癌癥已經(jīng)不再是工業(yè)化國家的“”。數(shù)字最有說服力，當今世界每年有3600萬人死于這兩種疾病。據(jù)世界衛(wèi)生組織報道，其中80%的死亡病例來自發(fā)展中國家和新興國家。日趨嚴峻的老齡化趨勢也推高了醫(yī)療成本。國際阿爾茨海默病協(xié)會（ADI）報告說，2010年失智癥相關成本約為6040億美元。就此我們可以做些什么？

一件事就是許多國家需要對其醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)進行改革。技術(shù)進步可以降低醫(yī)療成本，改善治療效果，比如說通過個性化醫(yī)療。2000年6月26日是一個具有歷史意義的日子，因為美國總統(tǒng)*以及Craig Venter和Francis Collins這兩位研究人員在這一天舉行新聞發(fā)布會，宣布人類基因組工作草圖繪制完畢。迄今為止的一個主要科學目標就是打開通向個性化醫(yī)療的大門。這樣的系統(tǒng)將結(jié)合應用人類基因組知識和早期探測方法，來盡早發(fā)現(xiàn)疾病，以便能進行有效的預防或治療。打造這樣的系統(tǒng)將提升患者康復和生存的幾率，同時降低醫(yī)療成本。

創(chuàng)新正在*改變?nèi)藗兩畹姆椒矫婷?，?ldquo;刀鋒戰(zhàn)士”皮斯托留斯的高科技假肢，到超現(xiàn)代化的助聽器，以及能測量運動中脂肪燃燒情況的呼吸傳感器。

這正是西門子生物轉(zhuǎn)換技術(shù)項目研究人員力圖實現(xiàn)的目標。通過攜手海德堡大學的合作伙伴，西門子的科學家們開發(fā)了用于分析心肌機能不全患者的基因的軟件。還有其他早期探測疾病的方法。西門子中央研究院（CT）的Maximilian Fleischer博士正在致力于研發(fā)一種設備，它使用傳感器，能從呼出氣體樣本中“嗅出”癌癥以及過敏和感染。

與此同時，其他研究人員正在開發(fā)一種與手機差不多重的設備，它內(nèi)置一款傳感器，能確定業(yè)余和專業(yè)運動員在鍛煉時燃燒的脂肪量。

人類壽命越來越長是一個好消息，但這同時也意味著生病的人會更多。然而，老齡化不一定只是負面消息，未來的老年人可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、輕松移動和獨立。為此，西門子正與其合作伙伴一起攜手開展為期三個月的幫助老年人獨立生活的輔助系統(tǒng)的實際測試。該技術(shù)利用房間傳感器探測潛在的緊急情況，并自動呼叫幫助，而腕表則會通知用戶燈是否亮著，窗戶是否開著。

這些技術(shù)依然還在研究階段，但有些能使我們生活更輕松的技術(shù)已經(jīng)存在。其中包括天氣預報系統(tǒng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、交通運輸信息系統(tǒng)和新型家電。這份名單肯定會越來越長。比如，西門子正攜手德國北萊茵－威斯特開展實地測試，以找到利用智能化信息通信技術(shù)實現(xiàn)家庭供電自動化的方式。這將成為降低消費者用電成本的改進之一。

在德國波茨坦Hasso Plattner研究所從事全新生僻操作理念研究的Patrick Baudisch博士指出，智能手機可能很快就成為過去。“臺式計算機和移動設備將會融合在一起，未來我們將只需要隨身攜帶具有手機外形和功能的計算機。”他這樣預測道。這只是Baudisch審視的未來諸多發(fā)展可能中的一個。另外一個涉及全新的操作界面，比如“觸摸地板”，可與SmartSenior系統(tǒng)中的房間傳感器一樣報告緊急情況。還有一個項目聚焦醫(yī)用植入體，比如無需任何醫(yī)生協(xié)助、可通過皮膚進行操作的起搏器。

這些創(chuàng)新如果想獲得成功，就需要盡可能地做到用戶友好。因此，易于操作是西門子研究人員關注的重中之重。遵照這一原則，Werner Chmelar及其位于奧地利維也納的西門子交通集團下屬工廠的團隊為Inspiro地鐵系統(tǒng)開發(fā)了全新的扶手。這些扶手就像樹枝一樣，使車內(nèi) “綠意盎然”。此外，這些扶手有不同的高度，適合不同身高的乘客使用。這種全新的地鐵列車還實現(xiàn)了無障礙設計。本身就是盲人的Klaus-Peter Wegge正在測試不同的組件，并提出改進建議。來自西門子的可用性專家還在關注工作環(huán)境的用戶友好性。他們正在開發(fā)一款應用程序，對列車操作人員之間隨時隨地進行實時通信提供培訓。這將會節(jié)省時間，并可加快操作速度。類似的用于智能手機和平板電腦的應用程序?qū)⒖赡軙诟嗟胤降玫礁鼜V泛地使用，比如醫(yī)院和工廠，助力提高工作流程效率。

西門子為印度的一個偏遠村莊安裝了濾水裝置和其他設備，以改善村民的健康狀況。

花小錢，辦大事。讓我們的生活更簡單輕松的技術(shù)的確非比尋常，但是并非全球所有人都能受益于這些技術(shù)。譬如，印度有大約70%的人每天僅能依靠兩美元生活。對于他們而言，生活必需品匱乏，比如清潔的飲用水、衛(wèi)生系統(tǒng)和電力。這些必需品的缺失對生活條件造成了巨大影響，尤其是在農(nóng)村地區(qū)。但是生活中還是充滿著希望。

在孟買以北130公里的Amla村，西門子于2012年夏天為該村安裝了太陽能電力設施和濾水器?，F(xiàn)在，村民們每天都可享用2萬升清潔的飲用水，不用再長途步行去打井水。盡管腹瀉不是常見疾病，但是在印度每天有大約1600人因此死亡。Amla的村民們現(xiàn)在有了電力和電燈，這有助于提升受教育水平，因為孩子們現(xiàn)在在夜間也能學習了。項目經(jīng)理Prashant Chandwadkar認為這個項目非常重要。“這些技術(shù)可以通過類似方式為印度所有村莊帶來改變。”他這樣說道。

這些例子清楚地表明，造福人的技術(shù)不一定非要像電影《少數(shù)派報告》中展現(xiàn)的那樣炫。小型、廉價的解決方案同樣可以大有作為。有時候，甚至一臺1.5米長的濾水裝置就足以改變?nèi)藗兊纳?，而這正是Amla村莊300位村民的發(fā)現(xiàn)。