西门子中央研究的仿真Birgit Obst表示，“我们借鉴了西门子过程工业与驱动集团，特别是柏林西门子电机工厂同事们的工作成果。他们在开发电机时，使用了数学模型来捕捉驱动装置的几何形状和材料特性，以便创建出每个组件的数字化双胞胎。”但这些模型极为广泛且又复杂，因而通常无法用于实时计算。在解决这一挑战的过程中，西门子研究人员取得了两个重大进展：他们地运用了数学规约方法，并且地推导出抽象模型，尽管这些模型不那么，但仍可得出关键的模拟结果。这些模型的计算速度比传统工程仿真工具快1000倍，并且精度偏差更小、可控。得益于此，西门子开发出可在运行期间持续进行监测的数字化双胞胎。这些数字化双胞胎可以随时提供现实的虚拟图像。通过将虚拟传感器生成的数据与非运动组件上的传感器生成的数据进行比较，可量化虚拟传感器的精度。国际标准：2、全数字直流调速装置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列提供有以下紧凑型 CPU：功能通过标准 PLCopen 运动控制块，简便、快速地对运动序列进行编程
西门子PLC的详细介绍 1．SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。 2．SIMATIC S7-300 PLC S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。 S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300 PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。 3． SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。 S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。
S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。
1．基本单元
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见表4-11：
表4-11 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元
|
型 号 |
输入点 |
输出点 |
可带扩展模块数 |
|
S7-200CPU221 |
6 |
4 |
— |
|
S7-200CPU222 |
8 |
6 |
2个扩展模块 78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点 |
|
S7-200CPU224 |
14 |
10 |
7个扩展模块 168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 |
|
S7-200CPU226 |
24 |
16 |
2个扩展模块 248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 |
|
S7-200CPU226XM |
24 |
16 |
2个扩展模块 248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点 |
2．扩展单元
S7-200系列PLC主要有6种扩展单元，它本身没有CPU，只能与基本单元相连接使用，用于扩展I/O点数，S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。
表4-12 S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数
|
类 型 |
型 号 |
输入点 |
输出点 |
|
数字量扩展模块 |
EM221 |
8 |
无 |
|
EM222 |
无 |
8 |
|
|
EM223 |
4/8/16 |
4/8/16 |
|
|
模拟量扩展模块 |
EM231 |
3 |
无 |
|
EM232 |
无 |
2 |
|
|
EM235 |
3 |
1 |
80年代以后，plc除逻辑运算外，控制回路用的算法功能已经大大加强，但 plc用梯形图编程，模拟量的运算在编程时不太直观，编程比较麻烦。但在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1k逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。而dcs把所有输入都当成模拟量，1位就是开关量。解算一个逻辑是在几百微秒至几毫秒量级。对于plc解算一个pid运算在几十毫秒，这与dcs的运算时间不相上下。 (4)当现场没有或无法设置硬点时，可在操作界面上采取软按键的方法解决走向选择或控制方式选择等问题。此外，与变频器、智能仪表等的连接，还是采用信号线直接相连的方式。全球标准 KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是实现楼宇自动化的基础。 LOGO和S7-200是小型化的PLC，适合于单机控制或小型系统的控制，适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等；S7-300是模块化小型PLC系统，可用于对设备进行直接控制，可以对多个下一级的可编程控制器进行监控，还适合中型或大型控制系统的控制，能满足中等性能要求的应用；S7-400则用于中、性能范围的可编程序控制器，能进行较复杂的算术运算和复杂的矩阵运算，还可用于对设备进行直接控制，也可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。
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