西门子将在2018年汉诺威工业博览会(Hannover Messe)上通过呈现丰富的案例,全方位展示用户如何通过实施数字化企业解决方案来充分挖掘工业4.0的潜力。西门子位于9号展厅的展位面积达3500平米,聚焦数字化企业解决方案在不同行业的全生命周期中的应用。来自航空航天、汽车、食品饮料、电子和设备制造以及化工、纤维和石油天然气等行业的诸多实例展示了不同行业不同规模的企业如何通过个性化的数字化解决方案提升竞争力,实现更高的灵活性、效率和质量,并缩短产品上市时间。MindSphere 3.0版本、来自西门子、合作伙伴(如原始设备制造商)及国际用户组织 MindSphere World的切实案例,将亮相700平米的MindSphere展厅。西门子还将展示生产商目前如何受益于工业增材制造,以及基于MindSphere对驱动数据进行评估的全新数字化平台Sidrive IQ。另外,西门子展位还将以使用MindApps进行智慧能源管理为ZD,展示面向工业企业和电力公司领域的基础设施项目的集成解决方案。
西门子还将展示当今的企业如何通过数字化解决方案增强竞争力,如在全价值链建立数字化双胞胎,采用基于云的开放式物联网操作系统MindSphere,以及运用来自西门子的的自动化产品组合。在几乎任何行业,价值链的集成和数字化都能带来更高的灵活性、效率和质量,从而获得可持续的竞争优势,同时也在价值增值、创新商业模式和面向未来的合作方式方面提供了新的机遇。
西门子将在展会上展示MindSphere 3.0版本,该版本现已部署于亚马逊 AWS(Amazon Web Services)云计算服务平台。3.0版本具备更强大的开发环境,提供开放式编程接口(API/应用程序编程接口),并新增分析功能和扩展连接功能。西门子还将在展会上介绍全新的国际用户组织MindSphere World。该组织拥有18个创始成员,其目标是在扩展围绕MindSphere的生态系统。
在离散工业充分利用数字化潜力
“依托数字化企业套件,我们能够支持离散行业的产品制造商与设备制造商实现数字化转型。”西门子股份公司数字化工厂集团首席执行官Jan Mrosik表示,“我们可以针对产品、生产和绩效建立数字化双胞胎,对其进行全面的虚拟仿真。通过利用从MindSphere中获得的知识,我们能够持续帮助客户优化其整个价值链。这不仅适用于不同行业和传统生产方式,也适用于增材制造等新技术。”增材制造也是西门子在本年度展会上的一个焦点。西门子是一一家涵盖增材制造价值链各个环节的集成式软件和硬件解决方案的供应商。对用户而言,这意味着整个数字化流程链都将整合在一个集成的软件环境下。工程、仿真、产品制备和3D打印所需的工具都合并在一个集成系统中,并可通过标准化的用户界面来访问。这样就不必进行数据转换,也避免了相关信息内容丢失的可能。这使用户能从单机的原型设计和小批量生产迅速转化为完全工业化的批量生产。
另外,西门子还将展示围绕Simatic自动化系统的一系列新应用。全新Simatic MindApps应用程序如 Machine Monitor、Notifier和Performance Monitor是专为MindSphere而设计的特殊应用,让用户可以充分利用云服务的优势并实现增值。Simatic MindApps从生产设备导出相关数据进行分析,将其处理成有意义的信息并显示在仪表板上,或将其用作智能报警系统和消息显示的基础。为确保这些数据与其所服务的工厂和基础设施一样安全,Simatic MindApps采用了符合IEC 62443标准的“纵深防御”理念,以防范当前和未来的网络威胁。
西门子将推出新一代软起动器Sirius 3RW5,能满足从简单到复杂的驱动需求。该系列设备专为确保5.5-1,200 kW三相异步电机的平稳启动而设计,可用于以极其简单、经济的方式实施GX的、面向未来的机器概念。
过程工业各行业进入数字化
“现在正是利用数字化潜力和优势来优化过程工业整个价值链的时机。”西门子股份公司过程工业与驱动集团首席执行官Jürgen Brandes强调,这对新建(绿地)工厂与现有(棕地)工厂同样适用。重要的步是一致地使用公司已有的静态和动态数据,以实现全生命周期各个环节的透明度,以此为基础实现优化。“得益于我们深厚的电气化和自动化专业知识,我们支持不同企业实施相应的数字化转型。在每个案例中,我们的产品都根据客户的增值和商业模式量身定制。”在此,西门子全新“数字化咨询”理念能够起到重要作用。这需要与客户开展合作,理清整个价值链各个环节公司的数字化转型范围,并绘制数字化路线图,包括计算所需的投资。
过程工厂的数字化双胞胎在其中发挥着重要作用。数字化双胞胎模型始于工程设计阶段,并且通过工厂整个生命周期不同阶段的数据获得更新和丰富。对来自工厂现场层的过程数据及其他智能传感器数据的持续分析,可带来全新的透明度水平,从而实现过程维护和服务的显着改善。数字化双胞胎在工厂试车时也能带来决定性的益处。在此,Simit仿真软件9.1版本能以更简单的方式结合虚拟工厂试车和用户培训,从而将实际试车速度加快60%,并将停机时间降至低——特别是在工厂转型和升级过程中。
西门子在汉诺威工业博览会上展示的另一项创新成果是Sidrive IQ,这是利用MindSphere评估驱动数据的一个全新数字化平台。它能为工厂和设备用户提供针对已安装驱动系统的全新数据透明度,简化机队管理并优化维修服务。对数据的连续分析可以节省时间并延长设备正常运行时间,譬如通过及早发现并纠正可能的错误根源的方式。这些益处使Sidrive IQ成为在整个生命周期各个环节提高驱动技术的效率和生产力的基础。
时间敏感型联网TSN是本次展示的另一个主题。即使在极端的网络负载下,TSN也可以实现自动化设备之间更强大、可靠和标准化的以太网通信。Profinet网络基础设施未来将会逐步升级,集成基本的TSN技术。作为实现这一目标的步,西门子将展示基于TSN的OPC UA PubSub如何用在控制层级——以展会机器人模型为例。
智能能源管理
如果没有稳定的能源供应,顺畅的生产运行和不间断的生产流程是不可想象的。工业对能源的需求日益增长,需要全新的能源解决方案—提GX率以降低能源成本,从而增强竞争力。汉诺威展会上西门子展位的亮点之一是无缝交互带来的客户受益,这些交互发生在安全可靠的能源供应解决方案、具备通信功能的计量设备和复杂的数据分析之间。这些交互带来能源透明度,能源透明度对实现能源管理至关重要。西门子股份公司能源管理集团首席执行官Ralf Christian表示:“这还包括寻找更智能的方法,处理当今配电领域不断增加的海量数据。利用数字化应用,我们能为客户提供智能分析工具,提高运营效率。”以西班牙汽车制造商Gestamp为案例,西门子将展示更高的能源透明度如何助力实现节能15%并使二氧化碳的排放显着降低。收集的数据还将上传到MindSphere。MindApp Energy Efficiency Analytics应用程序可计算能源需求,根据实际情况给出减少负荷的并利用来自多个地点的实时耗能数据,帮助优化工厂和生产流程,从而降低企业的总能耗。Ralf Christian解释说,“在业界寻找降低生产成本的新方法方面,除优化能源效率外,自发电变得越来越有吸引力。”在汉诺威展会上,西门子将展示公司如何消弭用电高峰,充分利用波动电价,并创造额外收入—譬如通过参与能源平衡市场的方式。需求响应、电池储能系统和微电网控制相关方面也纳入在西门子的解决方案中。
除位于9号展厅的主展位外,西门子还与位于6号展厅的合作伙伴密切合作,展示PLM软件组合。在27号展厅“综合能源广场”,来访者将能了解整个综合系统的工作原理,其中涉及能源生产、分配和储能、能源需求等各个环节。在此背景下,西门子将展示电动汽车亮点:来访者将能发现充电基础设施的完整解决方案,并了解组件、充电管理系统和完整的端到端解决方案相关信息。
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概述西门子数控伺服代理商- 按照 IEEE802.3(以太网)国际标准和 IEEE 802.11 a/b/g/h (无线 局域网),设计用于工业应用、直到现场级的一种单元网络
- 使自动化部件彼此连接,并连接到工控机和工作站以及无线通讯部件,可提供同机种和异机种通讯。
- PROFINET 是用于实现自动化的工业以太网标准,它以标准以太网(IEEE 802.3)为基础,可连接从现场级一直到管理层的各种设备。
- 可实现范围广泛的开放式网络解决方案
- 传输性能高,速度高达 10 Gbit/s
- 将常规 IT 功能(如网络服务器和电子邮件)集成到自动化系统中
- 采用 SIMATIC NET 安全产品(带有 Security Integrated 的 SIMATIC NET CP、SCALANCE S 和 SCALANCE M)的工业安全解决方案,尤其适用于工业自动化
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通讯环境中的工业以太网
以太网
来自办公领域的 LAN 标准。
目前,以太网的市场占有率已超过 90%,并有上升趋势,已成为当今世界各地局域网(LAN)应用中的网络。 此基带 LAN 规范是在 20 世纪 70 年代开发出来的,并在国际标准 IEEE 802.3 中实现了标准化。以太网继续迅速发展,并在所有速度范围和应用领域内确立了自身地位。
重要事件包括:
- 数据传输性能几乎可以无限制、极其容易地进行伸缩,原因在于:
- 交换技术,全双工,冗余
- 持续上升的数据速率(10/100 Mbit/s、1/10 Gbit/s)
- 高度的网络可用性,是因为:
- 可扩展现有的设备而不影响其运行。
- 网络结构可具有任何拓扑结构形式,可对单个网络组建的故障加以补偿(例如,通过快速生成树协议)
- 兼容协议扩展,例如,通过使用 VLAN 来支持虚拟子网和优先数据流量
- 结构化布线设计
- 标准化连接技术
- 采用预组装双绞线电缆,连接极为简便
- 玻璃光纤电缆适用于长距离连接、设备干扰严重的区域以及建筑物间的布线
以太网成为各种网络协议(如 TCP/IP)的基础。TCP/IP 负责在 LAN 之间传输数据,它构成了 IT 服务(如 Internet)的基础。另外,还可轻松集成各种不同的 LAN 技术,如带有无线 LAN 的以太网。
很多供应商都可提供用于办公区域的以太网组件,但它们不是总能满足工业领域的特定要求。
为了对以太网网络进行规划、运行和维护,在范围内提供了充分胜任的人员。
工业以太网
工业标准型以太网。
以太网广泛地用于办公领域及其相关技术和知识的广泛普及,使得工业领域关注该技术。为了对这些网络进行改造,使它们可以适应工业环境中经常性出现的极其苛刻的要求,西门子公司极大地提高了它们的工业能力、可用生、可靠性和实时性能,并进一步推出了可靠耐用的连接技术。这导致了“工业以太网”的出现。西门子公司的所有工业以太网设备的使用都极其容易。无需任何专业 IT 知识,即可以完成实施支持服务。
通过针对环境恶劣的工业应用进行相应添加,西门子已证明以太网也可在这些应用中成功使用。这种方法不仅已一致而成功地应用于工业以太网和 PROFINET,而且还应用于工业 WLAN。
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符合 IEEE 802.3 的工业以太网
工业以太网是一种功能强大的网络,兼容于 IEEE 802.3 标准(以太网),面向工业型应用。它可确保将广泛的应用领域(如办公与生产)进行相互联网。
工业以太网利用了以太网技术,并通过以下措施对其进行强化以可以用于工业领域:
- 适合在恶劣工业环境中(尘土、水分、极端温度、冲击负荷、振动)使用的网络组件
- 可现场装配、可靠耐用且简单的连接技术
- 采用 RJ45 技术的 FastConnect 布线系统
- 现场POF 和 PCF 光纤电缆组合
- 通过冗余的故障安全型网络
- 通过冗余设计实现故障安全设备和冗余电源
- 将自动化组件(控制器和现场设备)相互连接或连接到 PC 和工作站
- 自动化组件间实现优化通讯,并可进行符合 TCP/IP 标准的开放式通讯
- 按照 IEEE 802.11 方便地连接到无线 LAN 和工业无线 LAN (IWLAN) 网络
- 以工业信息安全方案的形式表现的、专门针对工业自动化而设计的信息安全解决方案
在适合工业应用的以太网组件方面,西门子将ZD放在后续产品的兼容性以及长达 10 年的供应时间上面。
PROFINET
用于自动化系统的开放性工业以太网标准
(2012 年底)范围内所安装的 PROFINET 节点已超过 600 万个,这使得 PROFINET 成为自动化领域内的跨供应商工业以太网标准 (IEC 61158/61784)。
PROFINET 通过加快生产过程、提高生差率和提高工厂可用性来推动公司的成功。
产品优势一览:
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网络诊断
网络中出现的故障,不仅导致设备操作员无法访问现场设备,而且,还常常意味着这些设备不再可以相互通信。坏的情形下,这会导致生产停机。SINEMA Server 网络监控软件专门针对工业应用而开发,可以早期检测并查明这类问题。
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生产性网络中,以太网设备节点的数量日益增多。维护或生产笥停机期间长时间、费时费力地搜索大型工业网络中的故障是一种无法预见的成本动因,必须尽可能地避免。因此,对于每一个GX的生产系统来说,基于以太网的生产性网络在整个诊断期间保持良好的网络透明性是必不可少的属性之一。
但是,借助合适的网络管理系统(例如,专门针对工业应用而设计的 SINEMA Server)可以早期发现问题,从而可以适时采取相应的措施。
运行期间,即使仅仅出现了一个网络故障,相互连接的各个网络节点也可能很快产生大量报警。拓扑知识和各个网络节点诊断值,共同构成了快速识别并且排除网络故障的原因的决定性因素。采用完整、真实的网络图,可以分析可能存在的电缆缺陷或设备故障。设计高可用性应用时,它尤其有帮助作用。
它所构成的系统,多年以来已经成为 IT 领域网络可用性不可或缺的组成因素,现在,也日益成为生产性环境极有价值的补充。
SINEMA Server 软件具备自动拓扑识别、连续网络监控、丰富的诊断功能和报告功能,可以为工业网络提供大程度的透明性。
关键性应用简介:
- 对网络进行自动归档
对于您已经联网的自动化系统,相关文档是否完备?是否过时 ? - 与应用相关的网络结构和可视化:
您是否可以简便地以图形方式概览工厂网络中的全部设备 ? - 报告和网络中的变化和故障
工厂运行期间,是否可以收到新的设备和网络故障有关的通知 ? - 分析网络中的变化和故障
偶发性网络故障是否曾经导致了工厂停产 ? - 网络诊断功能集成至 HMI/SCADA:
你是否也使用 HMI SCADA 系统监控网络状态 ? - 针对设备和用户调整监控功能:
您是否可以针对具体的设备和用户调整网络诊断功能 ?