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西門子5A電源模塊PS307 西門子5A電源模塊PS307

自2016年起，西門子與空客公司一直在合作研發(fā)面向航空領(lǐng)域的混合動力電力推進系統(tǒng)。CityAirbus是*采用這些技術(shù)的開創(chuàng)性飛機之一；它是一架針對城市空中交通的特殊需求而設(shè)計的驗證機，具有顛覆性意義。CityAirbus計劃將于今年晚些時候?qū)崿F(xiàn)首飛，它已實現(xiàn)一個重要的里程碑：地面測試已經(jīng)開始。

在位于德國奧托布倫的測試中心，空客公司項目經(jīng)理Martin Nüsseler先生、空客公司直升飛機業(yè)務(wù)部CityAirbus項目負責人Marius Bebesel和西門子電動飛機業(yè)務(wù)部負責人Frank Anton博士接受了我們的專訪，與我們分享這個振奮人心的項目。

Nüsseler先生，Anton博士，我們面前的這個東西究竟是什么？

Nüsseler：我們面前的這個東西是“鐵鳥”CityAirbus。CityAirbus是一架針對城市交通而設(shè)計的電動多旋翼飛行器。這只“鐵鳥”的使命是對整個推進系統(tǒng)進行端到端測試。它包含電池、配電系統(tǒng)和電力推進裝置，可通過自主飛行控制系統(tǒng)，在閉環(huán)控制回路中進行操作。在這個全系統(tǒng)測試臺上，我們正在操作并驗證整個系統(tǒng)的動態(tài)性能，包括電氣、散熱和機械等方面。這套裝置配備西門子電力傳動單元，它連接至模擬實際螺旋槳負荷的負載電機上。這是CityAirbus邁向首飛途中的重要里程碑，首飛計劃將于今年晚些時候進行。

在將動力系統(tǒng)安裝到CityAirbus中之前，

它必須在地面實現(xiàn)可靠運行并通過嚴格測試。

在全系統(tǒng)測試臺上，西門子和空客公司正在操作并驗證整個系統(tǒng)的動態(tài)性能，包括電氣、散熱和機械等方面。

航空探：Martin Nüsseler、Frank Anton和Marius Bebesel（從左至右）在CityAirbus測試中心。

除用于驅(qū)動包端螺旋槳的電機之外，西門子還開發(fā)了變頻器和電力管理系統(tǒng)。

Anton：這里你看到的8臺電機，構(gòu)成了動力系統(tǒng)，每臺電機的大功率為200kW，它們是專門針對這個特定應(yīng)用而設(shè)計的。它們的扭矩密度高達30Nm/kg，這實際上刷新了紀錄。換句話說，這些重量不足50公斤的電機，可以產(chǎn)生1500Nm的額定扭矩。除電機之外，西門子還提供了變頻器和電力管理系統(tǒng)。順便說一下，我們在很短時間內(nèi)完成了動力系統(tǒng)的交付。從初的構(gòu)思，到終的原型，我們僅用9個多月時間就完成了。這無疑歸功于我們兢兢業(yè)業(yè)的團隊，以及強大的數(shù)字化工具，特別是來自PLM的SimcenterTM，這是電動飛機業(yè)務(wù)部在研發(fā)工作中通常使用的工具。

您可否詳細談?wù)凜ityAirbus及其應(yīng)用領(lǐng)域？另外，對于電動飛機的未來，這個項目有何重大意義？

Nüsseler：由電池供能的CityAirbus是一種城市空中交通工具。在擁堵的特大城市，它能以高達120公里的時速，安全、快速地運送多4名乘客，而不產(chǎn)生任何局部排放，并且運營成本較低。典型的飛行目的地包括機場、火車站或摩天大廈的樓頂。初期，CityAirbus將由飛行員駕駛，不過，自主飛行的無人飛機亦在計劃之中。

Anton：由4個涵道螺旋槳傳動裝置構(gòu)成的創(chuàng)新配置，極大地提高了系統(tǒng)安全性，并確保降低噪聲。不論何種情況下，將交通拓展至“第三維度”（即：空中）的好處是，電機比常規(guī)發(fā)動機更安靜，且低排放。這種應(yīng)用充分利用了電動交通的各種優(yōu)勢，然而，這只是其中一小部分。CityAirbus必須垂直起飛和降落，并且能夠在各個方向上機動飛行。此外，它沒有滑翔機翼。這意味著，它的起飛動力必須*來自動力系統(tǒng)。它的動力系統(tǒng)采用大扭矩電機，這是實現(xiàn)這種應(yīng)用的理想解決方案。

它什么時候可以載人飛行？首飛計劃的下一步是什么？

Bebesel：我們計劃在今年年中把推進系統(tǒng)實體集成到驗證機中。CityAirbus的初始結(jié)構(gòu)已經(jīng)生產(chǎn)完畢，現(xiàn)在正在裝配。要實現(xiàn)飛機量產(chǎn)，還必須進一步優(yōu)化配置，以滿足城市空中交通要求，并提高商業(yè)盈利能力。在2025年之前，技術(shù)上將可實現(xiàn)產(chǎn)品商業(yè)化，但這取決于，這種城市空中交通在公眾接受度、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和法規(guī)制定等方面的進展。

Anton：我們在這個項目中的工作，展示了利用電動飛機來補充城市交通的技術(shù)可行性。我們希望，對驗證機的飛行測試可以支持我們獲得機型認證，同時也激發(fā)公眾對這一概念的熱情。

西門子S7-200 CPU211模塊產(chǎn)品介紹

SIMATIC S7-200 Micro PLC自成一體：: 特別緊湊但是具有驚人的能力－特別是有關(guān)它的實時性能－它速度快，功能強大的通訊方案，并且具有操作簡便的硬件和軟件。但是還有更多特點： SIMATIC S7-200 Micro PLC具有統(tǒng)一的模塊化設(shè)計－目前不是很大，但是未來不可*的定制解決方案。這一切都使得SIMATIC S7-200 Micro PLC在一個緊湊的性能范圍內(nèi)

產(chǎn)品參數(shù)：

6ES7211-0AA23-0XB0  SIMATIC S7-200，CPU 221 緊湊型設(shè)備，直流電源 6 個直流數(shù)字輸入/4 個直流數(shù)字輸出 4 KB 程序/2 KB 數(shù)據(jù)
6ES72110BA230XB0  SIMATIC S7-200，CPU 221 緊湊型設(shè)備，交流電源 6 個直流數(shù)字輸入/4 個數(shù)字輸出，繼電器輸入端， 4 KB 程序/2 KB 

優(yōu)點

SIMATIC S7-200發(fā)揮統(tǒng)一而經(jīng)濟的解決方案。整個系統(tǒng)的系列特點

·        強大的性能，

·        優(yōu)模塊化和

·        開放式通訊。

S7-200 性能*，久經(jīng)考驗，適合于工業(yè)領(lǐng)域的各種應(yīng)用：

·        結(jié)構(gòu)緊湊小巧－狹小空間處任何應(yīng)用的理想選擇

·        在所有CPU型號中的基本和高級功能，

·        大容量程序和數(shù)據(jù)存儲器

·        杰出的實時響應(yīng)－在任何時候均可對整個過程進行*控制，從而提高了質(zhì)量、效率和安全性

·        易于使用STEP 7-Micro/WIN工程軟件－初學(xué)者和專家的理想選擇

·        集成的 R-S 485接口或者作為系統(tǒng)總線使用

·        極其快速和精確的操作順序和過程控制

·        通過時間中斷完整控制對時間要求嚴格的流程

西門子S7-200編程電纜

主要特點

·        突出數(shù)據(jù)記錄用記憶卡，配方管理，STEP 7-Micro/WIN的項目節(jié)約，以及各種格式的文件存儲

·        PID自動調(diào)諧功能

·        用于擴展通訊選項的2個內(nèi)置串口，例如：與其它制造商的設(shè)備配套使用（CPU 224 XP, CPU 226）

·        具有內(nèi)置模擬輸入/輸出的CPU 224 XP

快速計數(shù)器

·        彼此、其他操作和程序周期均獨立運行

·        當達到用戶可選擇的計算值時，中斷觸發(fā)－從檢測到輸入信號到切換輸出的反應(yīng)時間為300 μs

·        當增量位置編碼器用于確切定位時的4邊緣評估

·        模塊化可擴展性

報警輸入

·        4個獨立的輸入

·        用于快速連續(xù)登記信號

·        用于信號檢測的200 μs–500 μs 響應(yīng)時間/用于信號輸出的300 μs

·        對正向和/或負向信號邊沿的響應(yīng)

·        在一個隊列中多16次中斷，取決于優(yōu)先順序

與稱重變送器和稱重儀表不同，SIWAREX系列稱重模塊可以直接接收稱重傳感器輸出的mV信號，并與西門子控制系統(tǒng)（包括S7 200/300/1200/ET200M/ ET200S）無縫集成，具有擴展靈活、精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。SIWAREX系列稱重模塊其設(shè)計用于各種工業(yè)環(huán)境，具備很高的抗干擾能力，但是為了保證模塊運行可靠，在安裝接線等方面必須要規(guī)范操作。

圖1 SIWAREX集成化解決方案替代稱重變送器/儀表

EMC即電磁兼容性，描述了電氣設(shè)備在特定的電磁環(huán)境下，既不受到電磁環(huán)境的影響，也不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響的能力。在系統(tǒng)安裝之前，一定要執(zhí)行EMC設(shè)計規(guī)范，分析各種可能存在的干擾源。

電磁干擾可以通過以下幾種方式干擾到控制系統(tǒng)和稱重模塊的正常工作：
（1） 電磁場直接作用于控制系統(tǒng)；
（2） 通過現(xiàn)場總線引入干擾，如PROFIBUS DP；
（3） 通過過程信號電纜引入干擾；
（4） 通過電源或者保護地引入干擾；

根據(jù)傳輸介質(zhì)（導(dǎo)電還是非導(dǎo)電）以及干擾源與設(shè)備之間的距離，干擾信號可以通過四種耦合方式進入到控制系統(tǒng)：
（1） 電導(dǎo)耦合
（2） 電容耦合
（3） 電感耦合
（4） 輻射耦合

安

1 概述
S7-1200 與 S7-300 之間的以太網(wǎng)通信方式比較多，可以采用ISO on TCP、TCP和 S7 的方式進行通信。在S7-1200 CPU 中采用ISO on

TCP和TCP這兩種協(xié)議進行通信所使用的指令是相同的，都使用 T-block ( TSEND_C, TRCV_C, TCON, TDISCON, TSEN, TRCV ) 指令編程。

S7-300 CPU一側(cè)如果使用的是CPU集成的PN接口，連接不在STEP7的NetPro中建立連接，而是使用西門子提供的OPEN IE 的方式來實現(xiàn)。

本文主要介紹了如何實現(xiàn)在S7-1200 和S7-300 CPU集成PN口之間的ISO on TCP通信，包括通信的基本步驟、配置及編程等內(nèi)容。具體的

實現(xiàn)方法有多種，比如在S7-1200中可以使用不帶連接的通信指令（TCON, TDISCON, TSEN, TRCV），也可以使用帶連接的通信指令

（TSEND_C, TRCV_C）；在S7-300中可以采用功能塊編程的方式來實現(xiàn)，也可以使用Open Communication Wizard工具（OPEN IE向?qū)В?/p>

的方式來建立OPEN IE的通信。
為了方便理解，本文在S7-1200中使用不帶連接的通信指令TCON, TDISCON, TSEN, TRCV，在S7-300側(cè)通過功能塊編程的方式來實現(xiàn)。
關(guān)于S7-1200和S7-300 OPEN IE通信的文檔可以登錄西門子自動化與驅(qū)動集團的表1提供的文檔編號搜索并下載相關(guān)文檔。