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西門子6ES7953-8LG11-OAAO
產品時間：2023-12-26
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SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統，可滿足中、低端的性能要求。
模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案。
SIMATIC S7-300 的應用領域包括：
- 特殊機械，
- 紡織機械，
- 包裝機械，
- 一般機械設備制造，
- 控制器制造，
- 機床制造，
- 安裝系統，
- 電氣與電子工業及相關產業。
多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模塊，可允許用戶根據不同的應用選取相應模塊。任務擴展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進行升級。
SIMATIC S7-300 是一個通用的控制器：
- 具有高電磁兼容性和抗震性，可最大限度地用于工業領域。
S7-300F
SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統可使用在對安全要求較高的設備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環境造成損害。
S7-300F 滿足下列安全要求：
- 要求等級 AK 1 - AK 6 符合 DIN V 19250/DIN V VDE 0801
- 安全要求等級 SIL 1 - SIL 3 符合 IEC 61508
- 類別 1 - 4 符合 EN 954-1
另外，標準模塊還可用在 S7-300F 及故障安全模塊中。因此它可以創建一個全集成的控制系統，在非安全相關和安全相關任務共存的工廠中使用。使用相同的標準工具對整個工廠進行組態和編程。
設計
S7-300
一般步驟
S7-300自動化系統采用模塊化設計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨立地組合使用。
一個系統包含下列組件：
- CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范圍，包括具有集成 I/O 和對應功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。 - 用于數字量和模擬量輸入/輸出的信號模塊 (SM)。
- 用于連接總線和點對點連接的通信處理器 (CP)。
- 用于高速計數、定位（開環/閉環）及 PID 控制的功能模塊（FM）。
根據要求，也可使用下列模塊：
- 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 V AC 電源的負載電源模塊(PS)。
- 接口模塊 (IM)，用于多層配置時連接中央控制器 (CC) 和擴展裝置 (EU)。
通過分布式中央控制器 (CC) 和 3 個擴展裝置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多達 32 個模塊。所有模塊均在外殼中運行，并且無需風扇。 - SIPLUS 模塊可用于擴展的環境條件：
適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結露以及有霧的環境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調節的機柜和 IP65 外殼。
一個小小的硬件，可確保設備安全地連接至云端，并且經濟劃算，適于大眾市場。這對工業物聯網來說是一個很大的進步，因為只有確保高度安全，工業物聯網才能充分發揮其潛力。西門子新研制的數據二極管可以阻止在互聯網上控制各種系統，這對于關鍵型基礎設施的運營者而言至關重要。
如火如荼的數字化和網絡化進程，對關鍵基礎設施的運營者提出了新的要求。舉例而言，通過收集和分析諸如軌道網絡、電網和生產設施等系統的狀態數據，來幫助縮短停機時間，從未像現在這樣容易。但另一方面，襲擊危險與日俱增，因為軌道交通基礎設施連接至互聯網甚或云平臺，讓有可乘之機非法訪問數據和系統，從而對軌道交通造成嚴重破壞。
硬件助推數字化進程
現在，西門子新推出的一個硬件為網絡安全帶來了各種新的可能性。西門子的全球研發部門——西門子中央研究院的IT安全專家Martin Wimmer解釋道，“在此之前，不可能以這種形式通過云平臺來連接關鍵基礎設施，并提供新的數字服務。交通集團與我們合作，研發出一個硬件設備，可以既安全又經濟可行地實現這樣的連接。”
大馬德里地區的Chamartín至Torrejón de Velasco鐵路路段：盡管能夠讀取數據并確定信號塔狀態，但這并不影響網關和道岔的安全。更重要的是它們不會受到影響。
這種從新的維度確保安全的銀色小盒子，是一個數據二極管（數據捕獲單元，簡稱DCU）。它的大小與電腦移動硬盤差不多，雖然它其貌不揚，但卻蘊含無窮潛力。DCU通過單向數據通道，安全地將封閉式網絡連接至存儲介質、服務器或云平臺。Wimmer表示，“這有點像數據單行道。這個二極管允許我們監測數據流并記錄所有操作。一般而言，不論未經授權的人員能否看到數據流，都與目標應用領域的安全無關。”以信號塔為例。在本例中，盡管能夠讀取數據并確定系統狀態，但這并不影響網關和道岔的安全。由于二極管基于物理原理，數據僅可單向傳輸，因此，不可能從互聯網接入二極管。這樣，就可以將系統連接至云端。
獲得聯邦鐵路管理局審批，在比利時開展試點
在數據保密至關重要的領域，包括政府機關和，已經在使用數據二極管。西門子交通集團的數據二極管研發合作負責人Matthias Seifert指出，“然而，這些設備的功能復雜得多，因而價格更為昂貴。不僅如此，這些系統的供應商用來證明系統安全性的方法十分復雜。相比之下，DCU的安全性淺顯易懂。”聯邦鐵路管理局已經批準使用新的DCU。現在，當德國客戶向西門子訂購信號塔時，這個能夠安全地將它連接至物聯網的設備就已經安裝完畢。Seifert補充道，“我們的DCU比此前市場上的其他同類設備的價格低廉得多。”對于大眾市場產品，這是一個基本標準。譬如，在比利時開展的試點項目中，一個鐵路網絡的運營者使用DCU，通過云連接來監測軌道電路。
Seifert解釋道，“我們的設備采用物理原理。只要將二極管掛到線路上，就可以監測線路上傳輸的信號。”他解釋道，這是利用線路電感耦合實現的。他進一步解釋說：“它是一個只能讀取不能寫入的半導體電子設備。當我把它夾到電纜上時，我可以讀取電流信息，也就是抽取出1和0。”二極管單向發送這些數據，在客戶系統中，它的工作方式類似于“以太網分流器”——一種用于監測數據信號但不能更改它們的設備。它沒有自己的IP地址，第三方找不到它的位置。它具有優良的抗沖擊和防振性能，可耐受溫度變化，并且防電磁振蕩，因而非常適于在惡劣環境中使用，如列車和工廠等。
記錄數據用于法律用途
Seifert表示安裝也極為簡便，“可以不為人知地將DCU裝到任何數據傳輸系統上，并連接至由一臺或多臺計算機構成的外部評估系統。拆除或關閉DCU亦不會被監測系統檢測出。客戶的系統繼續照常工作。”因此，他胸有成竹地說，DCU也能被用作所謂的入侵檢測系統（IDS）：用可控方式高效地掃描網絡以檢測異常或惡意活動；和司法記錄系統（JRS）：記錄數據用于法律用途。Wimmer補充道，“取決于我在上游和下游為應用加裝多少設備，它還可以保證數據記錄的完整性和保密性。”
傳統上，注重安全的領里，網絡采用防火墻甚或所謂的“氣隙隔離”加以保護，這意味著它們是*孤立的數據孤島。這兩種解決方案各有缺點。舉例來講，電站網絡使用的氣隙隔離不允許向網絡外部傳輸任何實時數據。因此，現有的豐富數據的潛力得不到充分挖掘。而防火墻的缺點則是容易出現配置錯誤和后門。以具備強大的通訊能力和多種功能的機器為例，必須經常檢查并調整防火墻的過濾規則，因為新的網絡威脅層出不窮。
DCU是典型的專為交通集團研發的特定解決方案，結果成為對于西門子戰略性推進數字化轉型至關重要的、通用型網絡安全應用的設備。西門子交通集團*執行官Michael Peter說：“多虧數據二極管，用戶不僅能為實現安全的智能交通作出貢獻，而且可以推進能源和工業生產的數字化轉型。”