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網(wǎng)絡(luò )通信

S7-200 SMART CPU 模塊本體集成1 個(gè)以太網(wǎng)接口和1 個(gè)RS485 接口，通過(guò)擴展CM01 信號板，其通信端口數量最多可增至3 個(gè)?？蓾M(mǎn)足小型自動(dòng)化設備連接觸摸屏、變頻器等第三方設備的眾多需求。

• 以太網(wǎng)通信
  所有CPU 模塊標配以太網(wǎng)接口，支持西門(mén)子S7 協(xié)議、TCP/IP 協(xié)議、有效支持多種終端連接：
  • 可作為程序下載端口（使用普通網(wǎng)線(xiàn)即可）
  • 與SMART LINE HMI 進(jìn)行通信
  • 通過(guò)交換機與多臺以太網(wǎng)設備進(jìn)行通信，實(shí)現數據的快速交互
  • 最多支持4 個(gè)設備通信

• 串口通信
  S7-200 SMART CPU 模塊均集成1 個(gè)RS485 接口，可以與變頻器、觸摸屏等第三方設備通信。如果需要額外的串口，可通過(guò)擴展CM01 信號板來(lái)實(shí)現，信號板支持RS232/RS485 自由轉換，最多支持4 個(gè)設備。串口支持下列協(xié)議：
  • Modbus-RTU
  • PPI
  • USS
  • 自由口通信

• 與上位機的通信
  通過(guò)PC Access，操作人員可以輕松通過(guò)上位機讀取S7-200 SMART 的數據，從而實(shí)現設備監控或者進(jìn)行數據存檔管理。
  （PC Access 是專(zhuān)門(mén)為S7-200 系列PLC 開(kāi)發(fā)的OPC 服務(wù)器協(xié)議，專(zhuān)門(mén)用于小型PLC 與上位機交互的OPC 軟件）

運動(dòng)控制

三軸 100 kHz 高速脈沖輸出，*實(shí)現精確定位.

• 運動(dòng)控制基本功能
  • 標準型晶體管輸出CPU 模塊，ST40/ST60 提供3 軸100 kHz 高速脈沖輸出，支持PWM（脈寬調制）和PTO 脈沖輸出
  • 在PWM 方式中，輸出脈沖的周期是固定的，脈沖的寬度或占空比由程序來(lái)調節，可以調節電機速度、閥門(mén)開(kāi)度等
  • 在PTO 方式（運動(dòng)控制）中，輸出脈沖可以組態(tài)為多種工作模式，包括自動(dòng)尋找原點(diǎn)，可實(shí)現對步進(jìn)電機或伺服電機的控制，達到調速和定位的目的
  • CPU 本體上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可組態(tài)為PWM 輸出或高速脈沖輸出，均可通過(guò)向導設置完成上述功能

• PWM 和運動(dòng)控制向導設置
  為了簡(jiǎn)化您應用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向導可以幫助您在幾分鐘內全部完成PWM、PTO 的組態(tài)。該向導可以生成位控指令，您可以用這些指令在您的應用程序中對速度和位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。
  PWM 向導設置根據用戶(hù)選擇的PWM 脈沖個(gè)數， 生成相應的PWMx_RUN 子程序框架用于編輯。
  運動(dòng)控制向導最多提供3 軸脈沖輸出的設置，脈沖輸出速度從20 Hz 到100 kHz 可調。

• 運動(dòng)控制功能特點(diǎn)
  • 提供可組態(tài)的測量系統，輸入數據時(shí)既可以使用工程單位（如英寸或厘米），也可以使用脈沖數
  • 提供可組態(tài)的反沖補償
  • 支持、相對和手動(dòng)位控模式
  • 支持連續操作
  • 提供多達32 組運動(dòng)動(dòng)包絡(luò )，每組包絡(luò )最多可設置16 種速度
  • 提供4 種不同的參考點(diǎn)尋找模式，每種模式都可對起始的尋找方向和最終的接近方向進(jìn)行選擇

• 運動(dòng)控制的監控
  為了幫助用戶(hù)開(kāi)發(fā)運動(dòng)控制方案，STEP 7- Micro/WIN SMART 提供運動(dòng)控制面板。其中的操作、組態(tài)和包絡(luò )組態(tài)的設置使用戶(hù)在開(kāi)發(fā)過(guò)程的啟動(dòng)和測試階段就能輕松監控運動(dòng)控制功能的操作。
  • 使用運動(dòng)控制面板可以驗證運動(dòng)控制功能接線(xiàn)是否正確，可以調整組態(tài)數據并測試每個(gè)移動(dòng)包絡(luò )
  • 顯示位控操作的當前速度、當前位置和當前方向，以及輸入和輸出LED（脈沖LED 除外）的狀態(tài)
  • 查看修改在CPU 模塊中存儲的位控操作的組態(tài)設置

編程

人性化軟件，提升編程效率

STEP 7- Micro/WIN SMART 是專(zhuān)門(mén)為S7-200 SMART 開(kāi)發(fā)的編程軟件，能在Windows XP SP3/Windows 7 上運行，支持LAD、FBD、STL語(yǔ)言。安裝文件小于100 MB。在沿用STEP 7- Micro/WIN 優(yōu)秀編程理念的同時(shí)，更多的人性化設計使編程更容易上手，項目開(kāi)發(fā)更加高效。

• 全新菜單設計
  摒棄了傳統的下拉式菜單，采用了新穎的帶狀式菜單設計，所有菜單選項一覽無(wú)余，形象的圖標顯示，操作更加方便快捷。
  雙擊菜單即可隱藏，給編程窗口提供更多的可視空間。

• 全移動(dòng)式窗口設計
  軟件界面中的所有窗口均可隨意移動(dòng)、并提供八種拖拽放置方式。
  主窗口、程序編輯窗口、輸出窗口、變量表、狀態(tài)圖等窗口均可按照用戶(hù)的習慣進(jìn)行組合，最大限度的提高編程效率。

• 變量定義與程序注釋
  用戶(hù)可根據工藝需求自定義變量名，并且直接通過(guò)變量名進(jìn)行調用，*享受高級編程語(yǔ)言的便利。根據實(shí)現的功能，特殊功能寄存器調用后自動(dòng)命名，更加便捷。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 提供了完善的注釋功能，能為程序塊、編程網(wǎng)絡(luò )、變量添加注釋?zhuān)蠓岣叱绦虻目勺x性。當鼠標移動(dòng)到指令塊時(shí)，自動(dòng)顯示各管腳支持的數據類(lèi)型。

• 強大的密碼保護
  STEP 7- Micro/WIN SMART 不僅對計算機中的程序源提供密碼保護，同時(shí)對CPU 模塊中的程序也提供密碼保護，滿(mǎn)足用戶(hù)對密碼保護的不同需求，*保護用戶(hù)的知識產(chǎn)權。
  STEP 7- Micro/WIN SMART 對程序源實(shí)現三重保護：包括為為工程、POU（程序組織單元）、數據頁(yè)設置密碼，只有授權的用戶(hù)才能查看并修改相應的內容。
  編程軟件對 CPU 模塊里的程序提供4 級不同權限密碼保護。

• 新穎的設置向導
  STEP 7- Micro/WIN SMART 集成了簡(jiǎn)易快捷的向導設置功能，只需按照向導提示設置每一步的參數即可完成復雜功能的設定。新的向導功能允許用戶(hù)直接對其中某一步的功能進(jìn)行設置，修改已設置的向導便無(wú)需重新設置每一步。
•  

從0到1.28%再到2.09%

西門(mén)子以創(chuàng )新理念實(shí)現對GC100壓縮機的升級改造

為應對兩萬(wàn)空分市場(chǎng)的激烈競爭，西門(mén)子對GC100壓縮機進(jìn)行了升級改造。升級版GC100壓縮機的流量提高13.4%，效率提高2.09%，不僅滿(mǎn)足了市場(chǎng)需求，還在價(jià)格優(yōu)勢與高效率兩方面實(shí)現了高度優(yōu)化。

“這個(gè)新產(chǎn)品將幫我們進(jìn)一步打開(kāi)市場(chǎng)！”

在西門(mén)子大廈的一間會(huì )議室里，張陳慧和王慧秀正站在貼滿(mǎn)各種圖表和幻燈片的墻邊與同伴熱烈地討論著(zhù)。

張陳慧和王慧秀是西門(mén)子中國研究院發(fā)電與天然氣集團德萊賽蘭業(yè)務(wù)部門(mén)壓縮機研發(fā)小組的高級工程師與產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)理。圍在她們身邊的有研發(fā)工程師、工程部技術(shù)人員、采購、銷(xiāo)售、業(yè)務(wù)拓展和市場(chǎng)經(jīng)理，每個(gè)人眼中都閃爍著(zhù)熱切的光芒。

點(diǎn)亮他們眼中光芒的正是這個(gè)團隊剛剛共同研發(fā)完成的一款全新壓縮機——升級版GC100。西門(mén)子GC100壓縮機作為空氣分離（空分）設備的核心，可對空氣進(jìn)行壓縮，并與其它后續工藝流程相配套，最終從空氣中分離出氧氣、氮氣及稀有氣體等。這些氣體將被廣泛應用于生產(chǎn)和生活的方方面面，如鋼鐵冶煉、石油化工、醫療制藥、精密儀器等。

升級版GC100正是張陳慧和同事們?yōu)閮扇f(wàn)空分（每小時(shí)壓縮氧氣量為20000標準立方米）市場(chǎng)量身打造的新產(chǎn)品。

從2015年8月立項，到2017年3月15日正式銷(xiāo)售，這款產(chǎn)品經(jīng)歷了500多個(gè)日夜的精心打磨。“升級版GC100是一款經(jīng)過(guò)千錘百煉的產(chǎn)品。”張陳慧無(wú)不自豪地說(shuō)，“也正因如此，無(wú)論是它的效率、質(zhì)量、靈活性，還是價(jià)格，都非常有競爭力。”

源于蛋糕的創(chuàng )新思考

升級版GC100的誕生源于一個(gè)與蛋糕相關(guān)的問(wèn)題。

“多年來(lái)，兩萬(wàn)空分市場(chǎng)這塊‘蛋糕’一直擺在我們面前，但就是很難啃下來(lái)。”西門(mén)子發(fā)電與天然氣集團德萊賽蘭業(yè)務(wù)部門(mén)*周俊文說(shuō)道。

作為齒輪壓縮機的鼻祖，西門(mén)子的產(chǎn)品以*技術(shù)和可靠的性能享譽(yù)業(yè)內，但同時(shí)也面臨著(zhù)愈發(fā)激烈的市場(chǎng)競爭。針對兩萬(wàn)空分市場(chǎng)，西門(mén)子有多款壓縮機產(chǎn)品可以選擇，其中以GC100和GC165兩款標準化產(chǎn)品為主。然而，經(jīng)過(guò)深入市場(chǎng)調研，周俊文和同事們發(fā)現這兩款產(chǎn)品在價(jià)格和效率的平衡方面都很難*契合市場(chǎng)需求。

“那我們能不能研發(fā)一款具有競爭力的新品呢？”這是周俊文反復思考的問(wèn)題。

“其實(shí)，西門(mén)子不僅有專(zhuān)業(yè)的研發(fā)團隊和經(jīng)驗豐富的工程團隊，還擁有生產(chǎn)制造能力*的西門(mén)子工業(yè)透平機械（葫蘆島）有限公司。我們相信啃下這塊蛋糕并非不可能。”他笑著(zhù)說(shuō)。

帶著(zhù)這個(gè)想法，周俊文和同事們與張陳慧等壓縮機研發(fā)小組的專(zhuān)家合作，決定分兩階段對現有的GC100進(jìn)行升級改造，讓新產(chǎn)品在價(jià)格優(yōu)勢和高效率兩方面達到高度平衡。

別出心裁的1.28%

*階段的主要任務(wù)是以最小的成本代價(jià)提升效率。

為找到效率損失點(diǎn)，張陳慧變身“挖寶小能手”。她與在德國總部負責GC100產(chǎn)品線(xiàn)的同事密切聯(lián)系，從浩瀚的西門(mén)子資料庫中找到了詳細的產(chǎn)品資料，并通過(guò)仔細分析與計算，提出了一系列提高效率的解決方案，包括改變壓縮機蝸殼形狀、升級葉輪、使用形狀更復雜的前導葉等等。然而，GC100是一款標準化產(chǎn)品，核心部件很難進(jìn)行改動(dòng)，這可怎么辦呢？

張陳慧說(shuō)：“在挖寶過(guò)程中，如果往深處挖行不通的話(huà)，就向周?chē)卣拱伞?rdquo;于是，她將目光轉向了壓縮機的外圍設備——冷卻器。

為準確了解冷卻器大小與壓縮機效率之間的關(guān)系，研究小組通過(guò)改變環(huán)境變量，以創(chuàng )新的思路巧妙地破解了計算壓縮機效率的方程，最終發(fā)現只要稍微增加冷卻器的大小，就能保證在總機組大小不變的情況下，提升壓縮機的效率。

破解效率計算“黑箱”的過(guò)程雖然辛苦，但張陳慧和同事們卻樂(lè )在其中。“GC100系列的產(chǎn)品就像樂(lè )高模型，每個(gè)部分都是一個(gè)標準化的‘積木’。要想搭出好的模型，就要使用合適的積木。而在破解效率方程后，我們調整每一塊‘積木’時(shí)，心里都是踏實(shí)的。”張陳慧說(shuō)。

2016年3月，*階段研發(fā)結束。新的GC100效率提升了1.28%，而成本僅增加了0.8%。這款產(chǎn)品一經(jīng)推出就很快得到了市場(chǎng)的認可，并在2016年10月獲得了*個(gè)訂單。

顛覆常規的2.09%

研發(fā)小組并沒(méi)有就此停下腳步，而是計劃在第二階段進(jìn)一步研發(fā)出一款在流量、價(jià)格和效率上都契合兩萬(wàn)空分市場(chǎng)的產(chǎn)品，即升級版GC100。

為達成這一目標，張陳慧和同事們首先為升級版GC100重新選取了流量范圍。在GC100涵蓋的應用市場(chǎng)中，每個(gè)客戶(hù)的需求都不一樣。如何保證西門(mén)子的產(chǎn)品適合大部分客戶(hù)呢？研發(fā)小組通過(guò)對市場(chǎng)內客戶(hù)的流量需求進(jìn)行調研、總結，得到了需求量最大的流量范圍，并據此對升級版GC100所選用的葉輪基本級進(jìn)行了*的考量，以在壓縮空氣能力方面保證升級版GC100能夠滿(mǎn)足80%以上的市場(chǎng)需求。

而在提高效率方面，研發(fā)小組還對目前西門(mén)子*的葉輪基本級庫進(jìn)行了深入研究，選取了在兩萬(wàn)空分市場(chǎng)流量范圍內效率最高的幾款葉輪，充分利用了葉輪基本級的高性能。而由于研發(fā)小組最終選取了尺寸較小的葉輪，壓縮機整體尺寸減小，這也使成本降低成為可能。

升級版GC100壓縮機模型圖

為保證升級改造達到優(yōu)效果，研究小組在項目推進(jìn)過(guò)程中與德國總部的同事進(jìn)行了反復討論。僅為優(yōu)化進(jìn)口導葉控制方程，張陳慧與德國同事的往來(lái)郵件就多達60多封。“討論到關(guān)鍵處，在班車(chē)上要抓著(zhù)手機發(fā)郵件，半夜也要爬起來(lái)發(fā)郵件。”張陳慧回憶。

在項目進(jìn)行過(guò)程中，研發(fā)團隊與公司內多個(gè)部門(mén)通力合作。他們將銷(xiāo)售、業(yè)務(wù)拓展與市場(chǎng)部提供的產(chǎn)品定位、市場(chǎng)現狀與前瞻信息轉化為具體的關(guān)鍵研發(fā)技術(shù)指標?；A概念性設計完成后，工程部會(huì )將虛擬設計轉化為實(shí)際產(chǎn)品模型，完成產(chǎn)品制造工藝，并與西門(mén)子工業(yè)透平機械（葫蘆島）有限公司合作，形成完整的生產(chǎn)制造鏈。采購部門(mén)則根據工程部提出的技術(shù)要求，選擇合適、成熟的供應商，形成立足于國內的產(chǎn)品原材料、配套設備供應鏈，再由服務(wù)部門(mén)提供成熟的用戶(hù)現場(chǎng)服務(wù)規范。最終，這款升級版的產(chǎn)品由銷(xiāo)售推向市場(chǎng)，接受市場(chǎng)的檢驗，實(shí)現它的真正價(jià)值。

為了讓項目跟緊不斷變化的市場(chǎng)需求，產(chǎn)品線(xiàn)經(jīng)理王慧秀每個(gè)月都會(huì )組織項目例會(huì )，召集所有相關(guān)方互相溝通需求，共同探討解決方案。

“GC100壓縮機的研發(fā)完成于十幾年前。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步與市場(chǎng)變化，它已無(wú)法適應現今的客戶(hù)需求，而停止研發(fā)就等于讓這款曾經(jīng)性能優(yōu)良的產(chǎn)品逐漸淡出市場(chǎng)，十分可惜。”王慧秀說(shuō)，“因此，我們直接從市場(chǎng)需求出發(fā)，量身打造優(yōu)產(chǎn)品，保證了產(chǎn)品的競爭力，也突出了GC100自身的特色，使它的市場(chǎng)定位更清晰。”

2017年3月15日，升級版GC100正式投入市場(chǎng)。相比未做任何改動(dòng)的GC100，升級版GC100的流量提高了13.4%，效率提高了2.09%。

項目小組的每個(gè)人對這款新產(chǎn)品都充滿(mǎn)信心。根據預測，升級版GC100在2017財年將售出1臺，在2018財年將售出3臺（占*的20%），在2019財年將售出3到4臺（占*的25%）。

“這是GC100產(chǎn)品效率提升的一小步，但卻是研發(fā)模式轉型的一大步。”在說(shuō)起壓縮機產(chǎn)品時(shí)，已經(jīng)從業(yè)十余年的張陳慧的眼睛總是閃閃發(fā)光，“在將來(lái)，我們也想針對四萬(wàn)和六萬(wàn)空分市場(chǎng)做類(lèi)似的升級改造。我們的壓縮機會(huì )做得越來(lái)越好。”