灵活的拓扑结构

除了现有现场总线所具有的直线拓扑外，PROFINET 还可以采用星形、树形和环形拓扑。通过采用有源网络组件（如工业以太网交换机和介质转换器）的交换技术，或通过将交换机功能集成到现场设备中，即可实现这些拓扑结构。这样就会提高机器设备规划的灵活性，并节约布线成本。

PROFINET 网络的安装无需任何专门知识，并且此网络可满足与工业环境相关的全部要求。PROFINET 指南“布线和互连技术”为厂商和用户提供了网络安装支持。根据应用的具体要求，可采用对称性铜缆或抗射频干扰的光缆。来自不同厂商的设备可方便地通过标准化和坚固耐用的插入式连接器进行连接（防护等级高达 IP65/IP67）。

由于设备中集成了交换机功能，因此可基于现有设备或工厂结构来组态拓扑。这样就可以节省布线开销，减少部件数量（如外部交换机）。

IWLAN

PROFINET 还支持与工业无线 LAN 进行无线通信，从而开辟了新的应用领域。例如，可以将接触这样的易磨损技术替换，并可以采用自动引导车辆系统以及移动式操作员面板。

安全

PROFIsafe 安全行规以通过 PROFIBUS 进行过反复实践检验，允许在一条总线电缆上传输标准数据和安全相关数据，它也可与 PROFINET 结合使用。进行故障安全通信无需任何特殊网络组件，标准交换机和标准网络转换设备可以不受限制地使用。另外，通过工业无线 LAN (IWLAN)，还可实现故障安全通信。

开放式标准

PROFINET 是一种不依赖于供应商的开放式标准 (IEC 61158/IEC 61784)，得到 PROFIBUS 和 PROFINET International (PI) 的支持。它代表着最高透明度、开放式 IT 通信、网络安全和同时实时通信。

由于具有开放性，PROFINET 为在工厂中实现统一自动化网络奠定了基础，所有机器设备都可与之相连。例如，通过使用网络转换设备，也可以顺利地使用 PROFIBUS 来集成工厂的现有部分。

Web 工具的使用

PROFINET 支持 TCP/IP 而不带任何限制，从而允许使用标准 Web 服务，如设备中的 Web 服务器。无论使用何种工具，都可以通过市场上的 Internet 浏览器，随时随地访问自动化层的信息。这就大大简化了调试与诊断。每个用户都可以自己决定其机器设备所允许的 IT 开放程度。因此，PROFINET 既可方便地作为独立的工厂网络运行，又可通过适当的安全模块（如 SCALANCE S 模块）连接到办公网络或互联网。从而实现新的远程服务方案，甚至快速交换生产数据。

可扩展性

一方面，通过 PROFINET 可毫不费力地集成现有系统和网络。这样，PROFINET 就可以为通过 PROFIBUS 和其他现场总线（如 AS-Interface）进行通信的现有工厂设备提供投资保护。另一方面，可以随时增加另外的 PROFINET 站。甚至在运行期间，也可使用附加网络组件（有线和无线）对网络基础设施加以扩展。

西门子 机械数据 产品信息：

电机热保护

根据要求，电机上可配备硅传感器 (KTY84)、“PTC 热敏电阻”、电阻温度计 PT100 或一个双金属温度传感器。 与指定的 SIMOREG 直流调速器的电流限制相结合，可以达到可靠电机保护。 热敏电阻传感器与端子盒中的端子相连，并可在 SIMOREG DC MASTER 6RA70 基本装置上进行分析。

如果因超过允许过温度而激活了控制单元，则必须在连续进行单独冷却的情况下立即关断电枢和励磁电路。

如果在通过 PTC 传感器进行监视时除了关断电机之外还需要提供一个警告，则必须安装两个热敏电阻传感器。 此选件可通过带有“端子扩展”(K00) 选件或温度监控继电器 3RS10 的 SIMOREG DC MASTER 6RA70 进行分析。 警告通常在温度低于关断温度 10-15 K 时显示。

I2t - 监视

在结合使用 SIMOREG DC MASTER 直流调速器的 I2t 监视功能时，可防止电机进行不允许的负荷加载。 监视功能 I2t大致反映了电机的热量状况（并不是全面电机保护）。

要激活 I2t 监视，需要使用下图中的热等效时间常数。 热等效时间常数取决于最大过电流。

接地电刷

机座号从 180 起的电机订购时可带有接地电刷（参见产品目录 DA 12·2004 的第 3 章“选型和订货 - 选件”），或可进行改装（根据要求）。

接地电刷可避免由系统中的波电压而造成的轴承损坏（例如，运行时在非接地换流器处的电容分布不均等）。

电刷监视

可通过以下方式来监视电刷长度（限值）：

机座号不超过 450 的电机在每个刷握杆上安装了一个微型开关。 常闭触点进行串联连接，信号为无电压的。 连接在电机端子盒中辅助端子排的两个端子处进行。 分析可在带有电机接口的 SIMOREG DC MASTER 6RA70 中进行，或单独进行。

德国品质轻松拥有

1、精彩系列面板的 ESD、RS 等关键指标比国际标准（IEC）提高 50%

2、精彩系列面板通过 CE 认证

先进的生产失效故障模式分析

1、潜在的缺陷及故障分析模型贯穿产品从研发到生产的每个环节，最大程度确保产品可靠性

2、成熟的生产流程及完善的质量控制体系确保产品质量

先进的工业设计理念

1、独特的边框倒角设计，让操作屏的外观更具流线型，给人以舒适感

2、优雅清新的绿色边框设计，给人以视觉上的开阔感，缓解操作员的视觉疲劳

3、使用符合 UL 标准的 PC + ABS 合金材料，耐高温、抗腐蚀，特别适用于工业现场的应用环境

可靠的电源设计

1、内置的 24V 电子自恢复反接保护，避免因误接线而导致的产品损坏

2、供电电源范围可达±20%

LED 背光，节能降耗

1、 LED 较之 CCFL，背光板厚度降低一半左右，使精彩系列面板更轻巧。同时，操作屏亮度更高，色彩更均匀，表现力更强，可视范围提高到 140°

2、LED 背光可以降低设备能耗，结合屏保功能最大程度地延长操作屏的使用寿命

强大且丰富的通讯能力

1、PPI 通讯协议确保精彩系列面板与 S7-200 建立高速无缝的连接，和 S7-200 PLC 组成完美的小型自动化解决方案

2、集成的 RS 422/485 通讯口使精彩系列面板的通讯更加灵活，可以和市场主流的小型 PLC 建立稳定可靠的通讯连接。（三菱 FX 系列；欧姆龙 CP1 系列）

3、当采用 PPI 通讯时，通信速率高达 187.5kb/s

高性能处理器、高速外部总线及 64M DDR 内存

1、高端的 ARM 处理器，主频达到 400MHz，使数据处理更快，画面显示更流畅

2、高速的外部总线充分发挥处理器的强大性能

3、增强的 64M DDR 内存使得画面的切换速度更快
西门子工业自动化产品成都生产及研发基地是中国首家基于西门子数字化企业平台的工厂。从研发和产品设计，到制造和加工，工厂的所有生产过程都实现了IT控制。成都工厂采用的技术与安贝格工厂一样。这意味着NX和Teamcenter——二者均为高性能PLM程序——可以保证在产品开发部门与制造中心之间直接交换数据。这些程序能帮助开发人员设计和模拟新产品。然后，它们将把所有产品信息从研发过程转发至Simatic IT生产执行系统，后者将实时控制整个生产过程。

巴伐利亚州小镇安贝格与中国的大都市成都鲜有共同之处，然而，这两个地方都坐落着技术最尖端的西门子自动化产品生产工厂。虽然安贝格电子厂（德文缩写：EWA）早已在1989年建成，但西门子工业自动化产品成都生产及研发基地（SEWC）却是在2013年2月才开业。西门子的这两家工厂都生产Simatic可编程逻辑控制器（PLC）。PLC可用于控制各种类型的工业制造过程——不论是在采砾场、汽车制造厂，还是在造纸厂。

Pack & Go 轻松的项目更新与维护

1、利用 Pack & Go 功能，工程师编辑修改项目后，无需亲临现场就能轻松实现项目的维护和更新

2、现场客户无需安装 WinCC Flexi

丰富的动画效果简单的生成方式

1. 通过设置对象属性生成动画支持函数设定动画路径方式

2. 支持通过变量控制对象组生成动画

高效、智能的组态方式

1. 通过拖拽方式自动创建变量的显示对象及画面的切换按钮

2. 支持画面对象的自动排列功能

3. 支持用户自定义对象库

4. 支持向导式快速工程组态

独一无二的多语言组态

1. 支持32种语言，其中5种可以在线转换

2. 支持多语言显示，无需重新设计画面

3. 内置系统字典和用户字典功能，支持画面自动翻译

4. 独特的项目文本导入/导出功能，提高并优化工程组态效率

软件特点

作为精彩系列面板的组态软件，WinCC fl exible 简单直观、功能强大、应用灵活且智能高效，非常适合机械

设备或生产线中人机界面的应用。WinCC flexible 软件包括一系列执行各种组态任务的编辑器和工具。可使用多种便捷的功能来组态显示画面，例如缩放、旋转和对齐等功能。在 WinCC flexible 中，您可根据需要设置自己的工作环境。在组态工程时，组态任务对应的工作窗口会出现在显示器上，包括：

1、项目窗口：显示项目结构（项目树），进行项目管理

2、工具箱窗口：包含丰富的对象库

3、 对象窗口：显示已创建对象，并可以通过拖放操作复制到画面中

4、 工作区：编辑、组态画面和对象

5、属性窗口：编辑从工作区域中选取的对象属性

不论是废钢回收利用，还是针对传统热风炉工艺，西门子技术正在帮助降低炼钢厂的能耗。其结果是：节约资源、减少排放、合理降低运营成本。

电弧炼钢炉。几乎每一栋建筑物和每一辆汽车都需要使用钢材。全球年钢产量达15亿吨以上。

一台威力无比的电弧炼钢炉内，一场风暴正在肆虐。每隔几秒钟，就会发出震耳欲聋的爆炸声和嘶嘶作响的嘈杂音。火红的钢水在炉内沸腾翻滚，犹如涌动的火山岩浆。直径与检修孔盖厚度差不多的石墨电极，以高压形式向电弧炼钢炉内输入电能，燃起熊熊烈焰，使炉内温度达到1540摄氏度以上，令废钢熔化，炼成新钢。这类电炉的耗电量往往比一座小城镇还大。不过，利用常规热风炉来冶炼铁矿石的传统炼钢工艺，也要消耗大量能源。在超过1400摄氏度的高温下工作，这种高度堪比高层建筑的炼钢炉，可以利用铁矿石、煤炭、焦炭等原料，冶炼出生铁，以供进一步加热精炼成钢材。

因而不足为奇的是，除了为轮船、汽车、铁路和桥梁等提供基本材料外，钢铁工业也会因耗用电能和煤炭而产生大量的二氧化碳。位于奥地利林茨的西门子奥钢联钢铁科技有限公司的炼钢和ECO解决方案技术与创新管理部门主管Alexander Fleischanderl博士表示：“炼钢厂排放的二氧化碳，占全球二氧化碳总排放量的6.7%。”然而，他不愿将炼钢厂视为环境的敌人，因为用钢铁制成的产品也是不可或缺的节能工具。譬如，风电机组、太阳能发电系统和高效燃气轮机等都离不开钢铁部件。此外，最近几十年，钢铁制造商已经降低了能耗，从而大大减少了二氧化碳的排放量。Fleischanderl指出：“在欧洲，50年前，生产一吨成品，要耗用大约30千兆焦耳能量，1990年，这个数字为24千兆焦耳。如今，每吨成品的能耗已降至不足18千兆焦耳。现在，一座产能为500万公吨最终产品的一般综合炼钢厂，每年要排放约800万吨二氧化碳，比1960年减少了37%。”

不过，仍有尚需改进之处。这主要是因为大部分废热都未能得到利用。Markus Dorndorf博士是西门子电炉炼钢业务部的研发主管，他说：“炼钢耗用的能源，有近三分之一是从温度高达1400摄氏度左右的电弧炉，以烟气排放的形式被浪费了。”但如果将这些废热用于驱动蒸汽轮机，那么，由此生产的电能，可以满足10%的用电需求。为此，Stahlwerk Thüringer GmbH——一家坐落于埃尔富特以南约60公里处的电炉炼钢厂——请西门子设计并提供了一个通过在热源与蒸汽轮机之间安装熔盐储罐，来保证稳定供应电能的能量回收系统。

上图：西门子提供的全新电弧炉，利用了过程废气来预热废钢以供熔炼。这可将能耗降低20%以上。
下图：巨型石墨电极将废钢加热至1540摄氏度，将之炼成新的优质钢材。

如果利用过程废热来预热废钢，还可以大幅降低二氧化碳的排放量——西门子最新打造的Simetal EAF Quantum电弧炼钢炉，便采用了这样的技术。目前，西门子正在墨西哥为钢铁制造商TYASA公司建造的第一座此种类型的高性能炼钢炉，计划于2014年上半年投入运行。相比于传统解决方案，EAF Quantum电弧炼钢炉的能耗会降低20%。除此之外，相比于传统电弧炼钢炉，它还具备诸多其他优点，包括冶炼周期更短、熔化电极使用寿命更长，以及摊销期限更短等。

将烟气用作资源。采用热风炉工艺，在将铁矿石炼成生铁的过程中，也可以大大减少温室气体的排放量。要挖掘减排潜力，烧结工艺首当其冲。烧结是将铁矿石、诸如焦炭或煤炭等燃料以及助熔剂等的混合物放到炉床上，并从上方加热，从而使之固结。Fleischanderl说：“在一座普通炼铁厂，这道工艺每小时会产生超过100万立方米的烟气，这些气体中含有因不完全燃烧而生成的一氧化碳及其他污染物。”但借助西门子的“选择性烟气再循环（SWGR）”技术，可将多达50%的烟气送回烧结工艺。然后，一氧化碳将被再一次用作燃料，从而将焦炭的需求量和二氧化碳的排放量降低10%左右。产生的烟气越少，所需的烟气净化成本就越低。短短几年来，在奥地利林茨的奥钢联集团旗下的烧结厂以及其他地方，SWGR已经取得了不俗的成效。此外，结合使用曾为Fleischanderl赢得西门子“2013年度发明家大奖”的西门子MEROS烟气净化技术，林茨烧结厂还清除了多达99%的污染物（包括硫氧化物、氮氧化物、重金属和诸如二恶英等有机化合物）或将之转化为无害物质。譬如，MEROS系统使用了氢氧化钙及其他物质，将二氧化硫转化为石膏，而重金属和二恶英，则被封存于诸如平炉焦炭（HOK）或活性焦炭等干燥吸附剂中。将所需吸附剂高速吹入烟气流中，然后用水喷淋添加剂与烟气的混合物，使其温度降至90摄氏度左右。Fleischanderl表示：“这样做能加快预期的化学反应。”然后，分离出颗粒物质，由于这些物质依然含有活性添加剂，因此可以多次将之重复循环到烟气流中。西门子已经在奥地利和中国建造了三套MEROS设备，并且接到订单要在土耳其提供1套，在意大利提供4套MEROS设备。

MEROS烟气净化技术，可从炼钢厂废气中清除多达99%的污染物。

在接下来的工序中，将利用热风炉把铁烧结矿和助熔剂熔炼成生铁，以供炼钢之用。这个过程也会产生废气，直接将之烧掉是可耻的做法。要知道，这些可燃烧的过程废气含有大量一氧化碳。如今，通常的做法是将之输入燃气发电设备用于发电，目前其发电效率不足40%。无论如何，这些废气的利用率可以进一步提高。Fleischanderl说：“借助生物发酵技术，可以利用细菌，将一氧化碳转化为乙醇及其他有价值的工业化学品。”为此，西门子与Lanza-Tech公司展开了合作。Lanza-Tech公司是美国一家从事气体发酵技术的公司。利用可燃烧的过程废气来生产生物乙醇，可以实现60%以上的效率，并且不会对农作物种植构成竞争。目前已在中国建成一个示范系统，并投入运行。

用矿渣生产水泥。哪怕是矿渣——一种高炉炼铁的副产品，也蕴含着巨大的潜力有待挖掘。在全球范围内，每年要产生将近4亿公吨矿渣。传统工艺的做法是将温度高达约1500摄氏度、还在嘶嘶作响的矿渣分离并倒入装有冷水的水槽中。由此形成的粒状物料主要用于生产水泥。但采用西门子最新研制的一项技术，可以在干燥状态下将矿渣粒化，从而可以从中回收大量热能。Fleischanderl指出：“这种干式粒化工艺，采用空气来冷却矿渣。将矿渣放到转盘中，仅靠离心力作用，将之粒化。”

可以通过多种途径重复利用过程废气——譬如，用于发电或用作燃料。

在这个过程中，冷却空气的温度将升高至600摄氏度左右。接下来，如果让这些空气流经热交换器，那么，其中蕴含的热能可以被用来产生水蒸汽，后者可以被直接用作热源甚至用于发电。采用这种方法，可以从每公吨高炉矿渣中回收约1.5千兆焦耳能量，或者生产400多度电能。若以热风炉而论，依据热风炉的大小，这代表着1万到3万千瓦的发电容量。这样一来，便无需花费不菲的成本来处理冷却水，以及建造成本高昂的冷却塔。此外，粒状物料也不必进行烘干处理。对于每一公吨矿渣，这又能节约至少130度电能。鉴于这些优点，目前西门子正计划与奥钢联集团合作在林茨建造一个示范系统。

在转炉——外形类似汤釜的巨型容器——中，从热风炉出来的生铁与废钢、助熔剂、合金添加剂以及氧气等混合，被炼成目标钢种。针对这道工艺，西门子工程师也开发了相应的节能技术，并且这项节能技术甚至有助于提高炼钢的灵活性。得益于Jet Process技术，转炉不仅能冶炼生铁，还能冶炼更大量的废钢，并且冶炼效率也比以前更高。在这个过程中，通过位于底部的风口（喷嘴），将煤炭、氧气和石灰石等炉料加入熔化的生铁中，同时，通过喷枪从顶部射入温度高达1300摄氏度左右的富氧热空气。位于林茨的西门子奥钢联钢铁科技有限公司的Gerald Wimmer博士是这项技术的开发者之一，他说：“相比于传统转炉，这项技术能够更加均匀地搅拌各种炉料，从而使碳更有效地转化为二氧化碳。”此外，转化过程中释放的热能，被回收用于炼钢熔池，而不是随废气消散掉。

上图：废钢在特殊高炉中熔化。下图：基于ESP技术的带钢生产非常高效。下图：炼钢专家和发明家Alexander Fleischanderl博士。

从高炉到轧制钢板。近几年，西门子掌握了一项非常高效、节能的技术，可用于加工刚炼好的钢水，譬如，将之轧制成钢板。这项名为“Arvedi ESP（无头带钢生产）”的技术，由意大利钢铁制造商Arvedi公司开发。现行的惯常做法是，将从钢水直接铸出的炽热钢带不作剪切，而是临时存放并冷却。与此不同，这项技术却是立即进行下一步加工。西门子林茨销售经理Andreas Jungbauer解释道：“从板坯浇铸，到带钢轧制，再到生产出带卷，整个过程在一条连贯的生产线上不间断地进行。”归功于这项工艺，轧制设备在重新将钢带加热至所需的1200摄氏度，以进行轧制时，仅需稍事加热即可。实际上，这可将有关能耗最多降低45%。相比于传统设备，这项技术还可将二氧化碳排放量最多降低39%，同时将营运成本削减37%。此外，无头带钢生产不会因剪切带钢而产生废料。目前，意大利克雷莫纳的一座钢铁厂正在使用西门子的这项技术。西门子为中国的两座钢铁厂提供的无头带钢生产系统，也有望于2015年投产。

最后，在整个钢铁制造过程中，自动化系统能够节约大量能源。Fleischanderl说：“过去10年，我们一直着眼于提高产量和加快生产速度。然而现在，出现了严重的产能过剩，炼钢厂利用率往往只有70%或80%。”西门子提供的“Green Button”系列解决方案，可帮助多个工业领域在当前利用率的基础上，优化工业过程的能效。

譬如，可以为除尘设备自动减速，或关闭暂时不需要使用的泵和风扇。据初步的实地测试表明，这样的举措，可将有关能耗降低多达40%。Fleischanderl指出，Precon便是一个这样的例子。Precon是一个自动化解决方案，可优化用来净化转炉烟气的静电除尘器的电源供给。他说：“如果钢铁行业为节约能源、原材料以及最大限度减排，而采用当前市场上的所有西门子技术，那么，事实上，这将是你所能做的一切。这样做，既可提高经济效益，又切实可行。”

未来，风电场和太阳能电站提供的氢气和电能，将在钢铁冶炼领域发挥重要作用。

他坚信，只有通过向可再生能源转型，才能取得更大的突破。譬如，可以利用风电场或太阳能电站提供的电能，来满足电弧炉的用电需求。此外，利用可再生能源生产的氢气，也可以取代生铁冶炼过程中使用的大量煤炭和焦炭。

同这些原料一样，氢气既是一种燃料，也是一种化学还原剂，可以与铁矿石中的氧化铁进行氧化反应。采用这样的炉料，炼钢厂烟囱里冒出来的将不再是二氧化碳，而只是水蒸汽。当然，要实现这一点，首先必须有数量足够的氢气可用。不过，按照Fleischanderl的说法，只要再过几十年，这将成为现实。他认为，炼钢厂的转炉工艺不是大问题。他补充道：“我们已经为此做好了充分准备。”

Andrea Hoferichter