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Unity 自动化平台

Unity 自动化平台. Modicon Quantum. 高可靠性. 1. 概述 2. 系统概 览 3. 新 CPU 目录 4. 性能聚焦 5. 系统选型 6. 聚焦通讯 7. 结论. Unity 为实现施耐德电气的协同自动化架构而打造. 协同自动化是施耐德电气为未来发展定义的战略框架. 施耐德电气的协同自动化方案完全遵循 ARC 的 CMM 模型. Transparent Ready™. Unity 平台. Collaborative Automation. 为什么 是 Unity ？ 协同. For Schneider Electric:

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  1. Unity自动化平台 Modicon Quantum 高可靠性

  2. 1.概述 2. 系统概览 3. 新CPU目录 4. 性能聚焦 5. 系统选型 6.聚焦通讯 7.结论

  3. Unity 为实现施耐德电气的协同自动化架构而打造 • 协同自动化是施耐德电气为未来发展定义的战略框架 • 施耐德电气的协同自动化方案完全遵循ARC的CMM模型 Transparent Ready™ Unity平台 Collaborative Automation 为什么是Unity？协同

  4. For Schneider Electric: • A uniform, systemic product line image • Complementary PLC platform meets the needs of different customers & marketing segments For Customers: • Be able to choose “best-fit” product range, while ensure compatibility to other hardware platform • Reduce software investment and training cost, time… 为什么是Unity？统一 Legacy Offer UNITY Offer Hardware Software Hardware Software Quantum Concept Quantum Premium Atrium Unity Pro Premium& Atrium PL7

  5. Modicon Quantum Unity 中 Modicon 的新成员 >开发 自动化应用的编程、调试和操作软件 >协同 VBA、VB、C++编程接口 编程软件 >生成 过程设计和应用程序生成 专业化软件 >操作 Unity处理器： Modicon Premium、Atrium和Quantum >协调 “协同控制”应用程序的项目管理

  6. Modicon Quantum优化过程控制

  7. 纸浆与造纸 食品与饮料 药品 石化 基础设施 能源电力 烟草 半导体 汽车 Modicon Quantum无处不在的控制

  8. Modicon Quantum关键数据 • 在 2003年销售的Quantum CPU: 10,700 德国 : 25% 俄国 : 11% 法国 : 10% 西班牙 : 8% 英国 : 6% ... 38 % 32 % 美国 : 77% 加拿大 : 20% 墨西哥 : 3% 27 % 3 % 中国 :70% 新加坡 :7% 澳大利亚 :6% 印度 :4% ... 委内瑞拉 : 30% 阿根廷 : 21% 智利 : 19% 巴西 : 13% ...

  9. Modicon Quantum一些国际性客户

  10. 1. 概述 2.系统概览 3. 新CPU目录 4. 性能聚焦 5. 系统选型 6.聚焦通讯 7.结论

  11. Modicon Quantum设计根据需要选择背板 2, 3, 4, 6, 10 or 16 slots 可选择的6种背板

  12. Modicon Quantum设计灵活的Quantum I/O结构 : 三种I/O服务方式 本地 I/O CPU模板 网络与通讯模板 Interrupts I/O映射模板 无IO字数限制 本地 I/O 远程 I/O I/O 映射模板 每机架128 I/O字数限制 S908 1.544 M 冗余电缆支持 支持31个分站 S908 Remote I/O 分布式 I/O 分布式 I/O 远程 I/O I/O 映射模板 32 节点(不带中继器) MB＋通讯 冗余电缆支持 Modbus Plus

  13. Modicon Quantum解决方案灵活的构架 S908 远程 I/O Quantum I/O 800 I/O SyMax Hub or switch Modbus Ethernet 分布式 I/O Modbus Plus 分布式 I/O

  14. Modicon Quantum设计电源 3A 独立电源 • 8A 和 11A 可累加电源 • 2块11A 可累加电源可提供高达 20A的电源 8A 和 11A 冗余电源

  15. Modicon Quantum设计模板特点 • 任何模块可在任何位置 • 与槽位无关 • 软件编址 • 电子模块 ID • 保证用户配置与实际模块一致 • 模板端子标识销 • 所有I/O模板的配置及编址通过软件实现，无跳线或DIP开关

  16. Modicon Quantum设计热更换 • 可带电更换任何模板 • I/O 模板 • 电源 • CPU • 智能选件 • 不会损坏: • 模板 • 背板 • 系统

  17. Modicon Quantum设计软件配置 双击

  18. Modicon Quantum designIO面板指示 Active灯指示模板的健康状态 出错、保险断、I/O点指示 模块种类用颜色区分－减少错误机会 模块上有完整部件号和模块描述

  19. Modicon Quantum设计可选的涂层保护模板 通过敷形涂覆延长控制系统的使用时间 防止化学雾气、有机溶剂、粉尘、潮湿、霉变等对机器的侵蚀 典型应用： 金属还原(钢,铝),污水处理,沿海的场所,石料粉碎 标准及认证 • 涂层: 聚氨脂, Humiseal 1A33 • 美国军标： MIL-I-46058C • 抗真菌： ASTM G-21 • 抗粉尘，化学雾气，抗污染： EIA-364-TP91, EIA 364-65 and ISA-S71.04 (GX severe mixed flow gases) • IEC 盐雾测试： IEC 68-2-11 @ 5.7%

  20. Terminal Block System Cable Modicon Quantum设计简易的接线：CableFast和 Telefast • Modicon Quantum的控制系统连接现场设备的一个通用、省时的解决方案 • 10种定制的端子条 • 支持数字量和模拟量I/O • 可选的单独的保险丝 • 50 针 D型 连接头 • 每线提供终端点 • 现场电源分配的预配置 • 2种系统电缆类型 • 标准电源线，小于1/2 A • 高电能线 ，2 A每点 • 长度：0.9米到 3.7米 • XTS连接器的颜色区分接线 • 支持数字量和模拟量

  21. 1. 概述 2. 系统概览 3.新CPU目录 4. 性能聚焦 5.系统选型 6. 聚焦通讯 7.结论

  22. 继续使用…标准 CPU   RS 232 Modbus/ASCII 口 Modbus Plus 口  RS 232/485 Modbus/ASCII 口 向上兼容 434 14A 和 534 14A 的固件可以升至 Unity 处理器 Concept 应用程序转换成 Unity 应用 性能更强    编程容量增加       数据容量增加 相同的硬件性能增加 311 10 434 12U 534 14U 新入门级Unity Quantum IEC OS 升级 从 “低端” 推进应用 434 12A 534 14A

  23. …并扩展新品种高性能CPU     RS 232/485 Modbus/ASCII 口 Modbus Plus 口 USB 口 Ethernet TCP/IP 口  热备口 超强的处理能力 比534 14A快4到5倍 灵活的存储卡增加程序和数据容量 多任务操作系统    USB 口的传送速度可达12 Mbps       内置Ethernet TCP/IP 口和 web 服务器    热备CPU 带光纤以太网连接 651 50 651 60 671 60 (热备)

  24. 扩展新品种高性能 CPU • 外貌 • 双槽模块 • 通过滑门,使用钥匙和电池 • LCD 显示 / 键板 • 绿色背景光 LCD，使用 Magelis 类型键板 • 可提供状态, 诊断和设置显示 • 更改通讯参数 • 控制和监视热备状态

  25. 扩展新品种高性能 CPU • 处理器 • 双处理器 • Pentium 166 或 266 • Phoenix • PCMCIA 扩展 • 2 PCMCIA 插槽 • 1 个 II 型卡 • 1 个 III 型卡 • 可选存储介质 • SRAM • Flash

  26. 43412 53414 65150 65160 67160 31110 本地 I/O 位/模块 1024/1024 本地机架 无限制IO 字 远程 IO 站 31 通讯模块 6 6 6 6 6 2   内置以太网口    内置 USB 口 800 KB 2,7 MB 768 KB 896 KB 896 KB 内存 400 KB 包括状态内存至 128 KB 128 KB 128 KB 128 KB 128 KB 20 KB    可使用内存扩展卡 使用扩展卡后最大存储量 7 MB 7 MB 7 MB 使用扩展卡后最大数据量 640 KB 896 KB 896 KB 8 MB 8 MB 8 MB 使用扩展卡后最大文件量 目录一瞥

  27. 新功能Quantum 存储器适合应用需求 在高端CPU可以使用PCMCIA 扩展 “执行” 存储器 按需求购买存储器 程序容易升级和扩展 311 10 434 12A 534 14A 651 50 651 60 671 60 存储限制 程序：7.1 Mb 数据 768 Kb，文件 8 Mb 。 ( 配方和生产数据)

  28. 文件存储 新功能Quantum 存储器适合应用需求 984 Concept 高端UNITY 内置RAM 定位型数据 配置 定位型数据 DFB 实例 非定位型数据 用户文档 存储器的使用, 在许多项目中需要优化。因为许多空间被使用不当而浪费，而其他地方却不够用。 定位型数据 配置 配置 用户逻辑 IEC 用户逻辑 非定位数据 LL 984 用户文档 一个项目的所有内容都存于 PLC 内(包括变量名) 使用压缩的 XML 文件格式 可以使用 PCMCIA 存储卡存储整个定位型数据和非定位型数据 PCMCIA 初始化数据 (常数) IEC 执行码 & 源码, 变量名 使用 PCMCIA 存储卡可确保 应用程序的安全

  29. 新功能满足不同的应用需求 多任务 主任务 快速任务和事件任务 辅助任务 高性能 0.0525/0.075 µs 布尔指令 10 K 指令仅 1 ms 0.045/0.06 µs 数字指令 比如 65 % 布尔运算加 35 % 数字运算 浮点指令 0.40/0.50 µs

  30. 1. 概述 2. 系统概览 3. 新CPU目录 4.性能聚焦 5.系统选型 6. 聚焦通讯 7.结论

  31. Quantum CPU “典型性能”多少 K指令/ms – 布尔指令 10,4 10,4 Unity CPU Concept CPU 14,3 x4,75 2,0 2,0 2,1 2,2 160 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60

  32. Quantum CPU “典型性能” 多少 K指令/ms – 布尔/数字 10,0 9,9 Unity CPU Concept CPU x6,7 +70% +60% 2,6 2,5 1,5 1,3 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60

  33. Quantum CPUs “典型性能” 多少 K指令/ms – 布尔/数字/数组 Unity CPU Concept CPU 3,5 3,4 x2,2 x8,75 x2,5 1,0 0,8 0,4 0,3 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60

  34. Quantum CPUs “典型性能” 多少 K指令/ms – 布尔/数字/数组/控制回路 Unity CPU Concept CPU 6,8 6,4 x5,7 +50% +60% 1,8 1,6 1,2 1,0 434 12A 311 10 534 14A 651 50 651 60

  35. Quantum CPU的相对性能 布尔 140CPU 43412A 140CPU 53414A 140CPU 65150 操作系统 + 通讯 140CPU 65160 数字 回路控制 复杂数字 + 数组 浮点数字

  36. Modicon Quantum热备结构高性能的解决方案 两个PLC之间数据传送更加快速 两个控制器之间基于100M的以太网光纤链路 671 60 671 60 Ethernet 100 M 链路 比“Concept IEC”快 8 ～10倍 所有数据都交换，无需用户配置 一个扫描周期就足以完成所有数据交换 以太网光纤链路 两个PLC之间可以相隔2公里远

  37. 光纤 Modicon Quantum热备原理 • UNITY PRO • 热备控制器 • 140 CPU 671 60 • 内置光纤口 • 基于以太网 • 100 Mbits/sec • 无需热备模块 • 无需热备软件 • 使用现在的远程I/O 站 IEC 61131-3 S908 远程 I/O

  38. 在运行和热备CPU 之间交换的内容 • 自动化数据从运行 CPU转送到热备CPU • 每次扫描周期的开始进行数据传送 • 数据交换 • 状态 Ram 区 (128 KB) • 非定位型变量 (多至 512 KB) • 强迫置位 • 数据传送和 CPU 的逻辑执行同步 • 传送的时间大大减少 (协处理器到协处理器) • 无需任何特殊配置 运行CPU的内部 RAM 热备CPU的内部 RAM 状态 RAM 状态 RAM 128 KB 128 KB = 非定位型变量 非定位型变量 多至 512 KB 多至 512 KB 配置 非传送区域 (部分 RAM) 配置 非传送区域 (部分 RAM) 不传送

  39. 热备系统的性能 输入 输入 Scan Time HSBY HSBY • 输入信号在热备PLC 中变化 • 仅有第一段程序在热备PLC 中执行 • 数据传送 (内容) • 状态 RAM • 非定位变量 • DFB 实例 逻辑 第一段 数据 数据 输出 输出 运行 热备

  40. 热备系统的性能热备的影响–消耗 输入 输入 Scan Time 5 ms 每 100 KB HSBY HSBY 逻辑 第一段 数据 (协处 理器) 数据 (协处 理器) 30 ms 每 100 KB 输出 输出 运行 热备

  41. 热备系统的性能一个典型例子 单机的扫描时间: 80 ms 100 KB 数据交换 热备的扫描时间: 85 ms 100 KB 数据交换 结果 输入 Scan Time 运行 • 热备对系统的影响: 5ms • 所有数据都在小于80 ms内传送: 数据传送对系统无影响 5 ms HSBY 逻辑 执行 数据 传送 30 ms 输出

  42. 程序自动下载到热备PLC • 程序自动由运行 PLC下载到热备PLC • 第一时间, 当热备CPU 是空的 • 当热备CPU 中没有配置 • 无需另加工具 (编程单元, Scada…) • 无需任何手动操作

  43. 允许逻辑不一样 运行 热备 • 可以在Unity Pro 配置中, 设置逻辑不一样，或用命令寄存器设置 • 在在线更改运行PLC 或热备PLC程序时，会发生逻辑不一样的情况 • 标准程序: • 在线更改运行PLC程序 • 使用面板或命令寄存器，把程序从运行PLC传送到热备PLC， • 硬件必须相同 在线更改

  44. 热备事件跟踪 • 所有热备操作可通过诊断窗口跟踪 • 使用运行的开关，拨至离线 • 使用热备的开关，拨至离线 • 使用热备的开关，拨至运行 • 初始化操作: • 系统 (i.e. 运行模块失效) • 使用键板 • 使用命令寄存器

  45. 1. 概述 2. 系统概览 3. 新CPU目录 4. 性能聚焦 5.系统选型 6. 聚焦通讯 7.结论

  46. Modicon Quantum选型数字量 I/O 数字量 I/O 固态和继电器 (2A and 5 A)输出模板 24, 48, 115 和 230 VAC 模板 5 V ttl, 24, 10-60 和 125 VDC模板 12, 16, 24, 32 和 96 点模板 96 点高密度模板 HE10 连接器 中断输入模板 适用于快速任务或高速吞吐的场合 通道反应时间： 40µs(逻辑解算、跳变) 16 通道隔离输入模板 支持远程I/O和分布式I/O

  47. Modicon Quantum选型模拟量 I/O 输入模板 • 8 or 16 通道模拟量输入模板 • 电流或者混合 • 8 通道热电偶和RTD输入模板 • 每通道类型可配置 • 12-16位精度 • 30 V和200V隔离 输出模板 4 或 8通道电流 4通道电压、混合 12 位精度 12种可选的模拟量模板

  48. Modicon Quantum选型本安型I/O 五个模板 • 8 点 VDC 离散量输入模板 - 140 DII 330 00 • 8 点 VDC 离散量输出模板 - 140 DIO 330 00 • 8 通道 RTD / TC 模拟量输入模板 - 140 AII 330 00 • 8 通道电流型模拟量输入模板 - 140 AII 330 10 • 8 通道电流型模拟量输出模板 - 140 AIO 330 00 模板自带电解隔离屏障，减少设计和安装成本 • 背板电源供电，不需额外的现场电源 认证 • FM Class 1, Div. 2 Gas Groups A - D • CENELEC Zone 1, Gas Group IIC, IIB, IIA 电解隔离 • Input / (Output) / Power Supply: DIN EN 50 020 • Input / (Output) / Bus DIN EN 50 020 • Input / Input, Output / Output 无电解隔离 蓝色 IP 20 端子条

  49. Modicon Quantum选型智能模板 高速计数模板 2 通道 500 kHz模板，适合增量计数或者正交计数的应用 5 通道模板，适合增量计数的应用 • 35 kHz 在 24 Vdc • 100 kHz 在 5 Vdc 2通道 ASCII RS-232 模板 24 Vdc 16 点中断/锁存模板 运动控制模板 单轴 • 双编码器 • 编码器/解算器 多轴SERCOS模板

  50. 1. 概述 2. 系统概览 3. 新CPU目录 4. 性能聚焦 5. 系统选型 6.聚焦通讯 7.结论

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