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simatic 自动化产品在隧道行业的应用 安全、可靠、稳定 理想的隧道行业自动化解决方案

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simatic自动化产品在隧道行业的应用

安全、可靠、稳定

理想的隧道行业自动化解决方案

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前 言

一百多年以来,西门子公司一直是中国经济建设的忠实伙伴,他始终为提高中

国人民的生活水平而不懈努力。从清代北京的第一辆有轨电车,到1872年的第

一台电报机,再到1879年上海的第一台发动机...

现在,西门子自动化与驱动集团著名的SIMATIC系列产品为中国工业领域提

供了极佳的解决方案,涉及钢铁、机械、冶金、市政、食品、饮料、包装、汽

车、石化等行业。

随着中国经济的迅速发展,交通作为经济发展的命脉已成为我国建设的重中之

重。中国幅员辽阔,地理条件复杂,隧道成为城市道路和高速公路建设中的重

要组成部分。由于隧道半封闭的特殊性,使其救灾、疏导等都较困难,特别是

对于中长距离的隧道更是如此,因此隧道监控系统在隧道运行中有着极其重要

的作用。

作为世界上最大的自动化解决方案提供商,西门子公司提供的隧道监控系统能

够有效的保证隧道行车安全和车道畅通,并在发生事故时有效的减少损失。

目 录

3 西门子自动化与驱动集团简介

4 全集成自动化(TIA)为您提供最佳的工业自动化解决方案

6 隧道监控系统简介

8 西门子自动化在隧道行业的典型解决方案

10 西门子自动化解决方案应用实例

14 适用的西门子产品

24 西门子自动化与驱动集团技术支持与服务

26 西门子自动化产品资料目录

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前言及目录

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西门子自动化与驱动集团简介

西门子自动化与驱动集团 — 在创新中发展壮大

西门子自动化与驱动集团(A&D)是西门子股份公司最大的集团之一,也是工业部门的重要组成部分。A&D现有雇员

51,000多名,遍布全球70个国家。在02/03财政年度(截至2003年9月30日),A&D在全球创下了83亿欧元的销售额,

订单额达到84亿欧元。

A&D中国共有2,100名员工。由5个销售大区和33个代表处组成的高速、有效的销售网络是我们为您提供本地化

服务的保证。

创新

我们主要服务于制造业自动化、过程自动化、传动和低压控制及电气安装四个主要领域,提供创新产品、系统、方

案和服务。

我们的基于平台系统的解决方案,使客户能够实现端到端的生产自动化。同时,从物料运抵到生产过程到产品

发运的整个系统都无需做任何变化。

我们还提供软件工具,以方便与生产和业务流程相关的信息技术的集成(垂直IT集成)。

产品和服务范围

·工业自动化系统 ··运动控制系统 ·标准传动装置

·大功率驱动装置 ·低压控制产品和配电� ··电气安装技术

·过程自动化 ·系统工程 ·软件和系统开发

·专用产品、培训、汽车工业项目

全集成自动化

全集成自动化平台包括项目规划、编程、数据库组织和信息传输。客户不仅在投资阶段,而且在系统的整个服

务周期里都能最大限度地降低成本、提高生产效率。

全集成能源管理

全集成能源管理是一个优化电力配置的产品和工程工具系统。它可以为楼宇、工业和基建项目节约1/4的能源费

用。

工业套件 — 标准化的行业导向解决方案

工业套件结合了自动化和能源工程技术,创造了综合性的、模块化的、以行业为导向的解决方案,包括工厂整

个生命周期里的服务。

一流的主动服务

主动服务是A&D的服务理念,也是A&D每个员工的行为准则。在地域辽阔的中国,客户遇到困难时可随时拨打

A&D覆盖全国的服务热线010-64719990,得到快捷的技术支持。

客户的所有信息和问讯都被存储在一个覆盖全国的服务系统数据库中,A&D的工程师通过电话、传真、电子邮

件等方式迅速地解答疑问。

电子商务

在中国,西门子A&D于2000年8月20日推出其全新设计的中文网站www.ad.siemens.com.cn。目前月均点击量

高于1,000,000。CA01电子产品目录光盘中文版涵盖了80,000余种A&D的产品信息、订货数据、系统配置、交互

式帮助和创建订货单等各种功能,共计约七百万字。自动化在线也将很快投入使用。

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A&D简介

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集成的通讯

在SIMATIC中,所有的部件之间的数据交换可以畅通无阻,

因为PROFIBUS和工业以太网提供了通用的数据通道,在

SIMATIC各个部件中,无论是控制器、人机界面、还是工业

PC中都集成了通讯接口,通讯连接非常方便。由于符合开

放的标准,即使是第三方设备也可顺利地接入SIMATIC的

通讯网络。

集成的编程和组态

SIMATIC工业软件在功能上,满足了一个自动化项目从设

计、硬件组态、编程、测试、开车到操作诊断和远程维护

的全部需求。所有的部件都可以由一个软件进行组态,降

低了用户用于培训的费用。

全集成自动化(TIA)为您提供最佳的工业自动化解决方案

SIEMENS A&D集团生产八万多种产品,在钢铁、机械、冶

金、市政、食品、饮料、包装、汽车、石化等行业为用户提

供完整的解决方案。为了更好的为用户服务,西门子在1996

年推出TIA全集成自动化的概念,通过集成的数据库、集

成的通讯和集成的编程组态软件三项核心技术,为用户提

供了优化、集成的产品和方案,使用户拥有简单便捷的操

作、维护环境,并且为工程技术人员编程、组态、调试和

诊断提供了极大的便利条件。

集成的数据库

传统的方法是在一个项目中PLC、网络、人机界面等的

组态是彼此独立的,这需要大量的数据输入和校对的工

作。在SIMATIC中,数据一旦被输入,在整个系统中都可

以使用,保证了符号和变量在项目中取得一致性。这是

因为所有的数据是在一个数据库中进行管理的,这样就大

大提高了工程效率,降低了工程的成本。

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TIA简介

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TIA简介

全集成自动化(TIA)

企业资源计划系统(ERP)

制造执行系统(MES)

控制

生产生命周期

MES解决方案

系统集成商视角 — 侧重“设计”

标准化集成平台

·项目设计

·工程实施

·调试

·减少了项目从设计

 到实施安装的时间

·增强的质量、减少

 开发调试的工程量、

 降低成本

·基于集成化平台

到完美的机械系

统的优化了的产

品配置

·通过使用广义的

TIA一揽子产品

以保证安全性

·减少产品进入市场

 的时间

·更高的产品质量

·更为安全的投资

·减少停机时间保证

了更低的成本

·项目设计

·工程实施

·调试

·配置

·规划

·模块化

即插即用的

集成化平台

·投资

·过程成本

·开机率

·维护服务

·生产效率

·灵活性

·技术更新

·即插即用的 集成化平台

功能性和联系性 安全性、可靠性、产品质量

OEM视角 — 侧重“灵活性” 终端用户视角 — 侧重“运行”

质量

成本 时间

质量

成本 时间

质量

成本 时间

系统集成商、OEM客户、终端客户

使用TIA平台都将从中受益

设计与规划 安装与调试 运行 维护 革新与升级

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隧道监控系统简介

隧道是高速公路及城市公路的重要组成部分,按长度分类,隧

道可分为短隧道(L<250m)、中隧道(250m<L<1000m)、长

隧道(1000m<L<3000m)和特长隧道(3000m<L)四类,一

般的,对于长度大于1000米的长隧道和特长隧道,需要

监控系统以保证隧道内行车的安全和通畅。

隧道监控系统主要包括监测设备、报警设备和控制及诱导

设备3大类,一般的,CCTV系统、广播系统、报警系统(火

灾检测、报警按钮、紧急电话)是自成系统的,除此之外,

其它设备都通过区域控制器及其通讯网络来实现监控。

一般的,每条隧道的监控分为3个层次,上层为本地控制

中心,中间为区域控制器,下层为各种检测设备(车辆检测

器、能见度检测器、CO浓度检测器、风速风向检测器、亮

度检测器、超高车辆检测器等)和控制及诱导设备(车道控

制器标志、交通灯、可变情报板、可变限速标志等)。

在这3个层次中,区域控制器是隧道监控系统的核心,它

负责采集现场设备的信息,处理后传给本地控制中心,而

本地控制中心的控制命令则发给区域控制器,再由区域控

制器直接控制相应设备。因此区域控制器应是高度可靠

隧道监控系统简介

的。目前多使用PLC(Programmable Logic Controller,可

编程逻辑控制器)作为区域控制器的核心控制部分,PLC设

计用于对稳定性、实时性有极高要求的工业现场控制领

域,对于环境有很强的适应能力,故而可以很好的用于隧

道监控现场。

隧道监控系统中的另外一个重要组成部分就是通讯网络。随

着距离超过1000m的隧道越来越多,单个隧道内区域控制

器的数量越来越多,同时,为了保证隧道的通风、照明及

交通诱导设备的正确运行,各区域控制器之间的相关性也

越来越强,因此,监控系统对通讯网络提出了更高的要

求,通讯网络不仅要具有较高的通讯速率以保证大量数据的

有效传输,还必须具有容错的能力以提高通讯的可靠性,即

网络上出现故障时能够实现自恢复,同时,构成通讯网络的

设备必须满足工业级要求,以适应隧道内苛刻的工作环境。

本地控制中心一般由现场监控工作站(控制计算机)、监控

系统软件、主区域控制器及相应的附属设施构成,用于实

现对整个隧道监控系统的统一监控。监控系统软件运行于

现场监控工作站上,并不断与PLC主控制柜交换数据,实

时地把所有设备的当前状态以颜色、闪烁、数值等方式显

示在操作界面上;而操作人员在操

作界面的每个动作,也由监控系统

软件将相关的命令、参数写入PLC,实

现设备的手动控制。隧道监控系统

的主区域控制器的性能要优于普通

区域控制器,因为当现场监控工作

站故障而无法完成正常的监控功能

时,主区域控制器要能够自主的进

行交通、照明、通风等控制功能。

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隧道监控系统简介

作为传统的工业自动化解决方案提供商,西门子能够为隧

道监控系统提供完整的解决方案。

西门子S7系列PLC是工控领域中的佼佼者,凭借稳定可靠

的性能以及强大的运算能力,西门子PLC广泛的应用于各

行各业的工业控制中。

西门子的SIMATIC NET是专为工业应用而设计的通讯解决

方案。作为SIMATIC NET家族的成员,PROFIBUS是工业

通讯总线技术的No.1,其高达12M的通讯速率、可靠的通

讯性能、丰富的产品系列和优良的性价比完全可适用于隧

道监控环境。

左洞

右洞

检测设备和控制诱导设备

区域控制器

区域控制器

区域控制器

检测设备和控制诱导设备

区域控制器

区域控制器

区域控制器

本地控制中心

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典型解决方案

PLC和通讯网络是隧道监控系统的核心组成部分,PLC的选

择和监控系统通讯网络的性能对隧道监控系统的性能起到

决定性的作用。根据隧道本身的特点和监控需求选择合适

的PLC及通讯网络是保证隧道监控系统性能的重要因素。

对西门子隧道监控系统解决方案来说,S7-300系列PLC是

区域控制器的首选,其稳定的性能、强大的通讯能力以及

适中的价位可以为用户提供高性价比解决方案。

在通讯网络方面,西门子为用户提供了丰富的选择,无论

是基于现场总线技术构建的PROFIBUS通讯网络还是基于

以太网技术构建的工业以太网通讯网络,都可以很好的满

足隧道监控系统对通讯网络的性能及可靠性方面的要求。

下面分别介绍一下基于PROFIBUS技术的现场总线解决方

案和基于以太网技术的工业以太网解决方案:

PROFIBUS冗余环网

PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一,以其独

特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的

隧道行业的典型解决方案

支持和不断发展的应用行规,已成为最重要的现场总线标

准。PROFIBUS符合国际标准IEC 61158和中国标准JB/T

10308.3-2001,在各个工业领域中都有十分广泛的应用。

优势:

·12M的通信速度和可靠的通信质量(海明距离=4)

·适用于多种通信介质(光、电、红外、导轨及混合方式)

·灵活的拓扑结构,支持线型、树型、环形结构及冗余

·强大的通信功能,支持基于总线的驱动技术和符合IEC

61508的总线安全通信技术

·网络规模可达90公里,最多支持126个总线站

·完善的诊断功能,提高系统的可维护性

对于隧道监控系统通信网络来说,PROFIBUS可以很好的

满足其苛刻的要求。

如下图所示,监控系统的通信网络选择PROFIBUS冗余光纤

环网,该光纤环网具有故障自恢复功能,即环网上任何一

点出现故障都不会影响网络的正常通信;本地控制器选择

S7-300系列PLC来实现现场数字量、模拟量和串行通信设

备(如大型情报看板)的输入、输出及控制,S7-300 PLC通过

监控分中心 S7-300

SM321

SM322

SM331

CP340

数字量输入

数字量输出

模拟量输入

串行输出

左 洞

右 洞

监控室

PROFIBUS冗余光纤环网PROFIBUS冗余光纤环网

OLMOLMOLM

OLM

OLMOLMOLM

S7-400

S7-300 S7-300 S7-300

S7-300 S7-300 S7-300

触摸屏

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典型解决方案

OLM(光纤链接模块)连接到PROFIBUS光纤环网中;主监

控室的本地控制器选择S7-400 PLC,也通过OLM连接到

PROFI-BUS光纤环网中,在监控室中使用触摸屏进行现场

控制和监视,S7-400 PLC负责整个隧道监控系统的控制

和协调,并将监控系统的信息上传至监控分中心,供操作人

员实现集中的监控。

工业以太网冗余环网

作为当今LAN(局域网)领域中首屈一指的网络,以太网的

市场占有率高达80%,广泛的应用于办公网络世界。

工业以太网是基于IEEE802.3(Ethernet)的强大的区域和单

元网络,其技术上于普通以太网完全兼容,同时考虑到工

业现场的严酷工作环境和极高的可靠性要求,工业以太网

对普通以太网做了相应的完善,以适应工业应用的需要。

技术特点:

·工业以太网技术上与IEEE802.3/IEEE802.3u兼容,使用

ISO和TCP/IP通讯协议

·冗余的24V DC供电

·简单的机柜导轨安装

·便利的构成星型、线型和环形拓扑结构

·高速冗余的安全网络,最大网络重构时间为0.3秒

·网络元件可以用于严酷的现场环境,通过EMC测试

·强大的网络诊断和管理功能,支持SNMP

·支持基于Web的网络管理

如下图所示,监控系统的通信网络选择工业以太网冗余光

纤环网,该冗余环网使用西门子专有的快速冗余环技术,

保证了网络通讯的可靠性,即网络上任一点故障时,可在

0.3秒内恢复网络的正常通讯,不影响设备间的时间交换;

本地控制器选择S7-300系列PLC来实现现场数字量、模拟

量和串行通信设备(如大型情报看板)的输入、输出及控

制,S7-300 PLC通过以太网通讯模块CP343-1与光纤环网

上的光纤交换机(OSM)连接;主监控室的本地控制器选择

S7-400 PLC,也通过OSM连接到工业以太网冗余光纤环

网中,在监控室中使用触摸屏进行现场控制和监视,S7-400

PLC负责整个隧道监控系统的控制和协调,并将监控系统

的信息上传至监控分中心,供操作人员实现集中的监控。

监控分中心

左 洞

右 洞

监控室

S7-400

S7-300 S7-300 S7-300

S7-300 S7-300 S7-300

工业以太网接口

数字量输入

数字量输出

模拟量输入

串行输出

S7-300

CP343-1

SM321

SM332

SM331

CP340

OSM交换机

OSM交换机

OSM交换机

OSM交换机

OSM交换机

OSM交换机

OSM交换机

触摸屏

工业以太网冗余光纤环网

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解决方案应用实例

西门子自动化解决方案应用实例

重庆上界高速公路隧道

LC 2 LC 4 LC 6 LC 8 LC 10

LC 0

LC 12

LC 13LC 11LC 9LC 7LC 5LC 3LC 1

PROFIBUS冗余光纤环网PROFIBUS冗余光纤环网

光中继器OLM

PLC主控制柜

上界高速公路全线长22.7公里,全线双向六车道,是重

庆外环线的一段,路线起于成渝高速公路上桥互通,止于

界石,共有5座互通式立交、1座特大桥马桑溪大桥以及小

泉、吉庆两条隧道。全线设1个监控中心、若干外场监控

点、一个隧道监控站。

上界高速公路的两座隧道中,小泉隧道长935m,双向双

洞;吉庆隧道长1150m,双向双洞。两座隧道共用一个隧

道现场控制室,现场控制室位于吉庆隧道出口外两线间。整

个监控系统由中心计算机系统、隧道现场控制系统、隧道

检测与控制设备、隧道有线广播系统、闭路电视监控系

统、紧急电话系统、路段外场监控设备以及监控系统软件

构成。现场控制计算机通过交换机与监控中心的以太网连

接,并作为PLC网络的上位机,负责与PLC网络的通讯。经

过优化设计,系统采用PROFIBUS冗余光纤环网,可实现

网络故障的自愈。

现场检测与控制系统的方案采用德国西门子公司的全集成

自动化技术,以满足监控系统的先进性、可靠性、经济性

等诸方面要求,其优点包括:

·S7系列PLC具有高度的IT集成性和良好的开放性

·PROFIBUS现场总线能轻松实现拓扑结构和系统功能

·RIO可轻易扩展RS232、RS485、RS422等通讯接口

·基于国际标准的PLC及其网络的组态、编程软件STEP7

·上位监控软件WINCC提供了基于国际标准的统一、开

放的数据库接口

·PROFIBUS冗余光环组网距离可达90公里,站点距可达

15公里,传输速率达12M/s;在本项目中,轻易可在双

环光缆上挂接14个光中继器。可以实现优化方案将区域

控制器和RIO全部接入光缆的要求

·西门子的PROFIBUS已被中国机械工业联合会确认为中

华人民共和国机械行业标准:国标JB/T10308.32001,

发布日期:2001年11月2日,正式执行日期为:2002年

3月1日

区域控制器LC0由西门子(SIEMENS)提供的S7-400系列

PLC及相关附属器件构成,作为PROFIBUS现场总线结构

主站,不但监控相关机电设备,而且传递其他区域控制器

(LC1-LC13)的数据,负责与现场监控工作站交换数据。隧

道内共设13台区域控制器(LC1-LC13),根据就近原则负

责一定范围内的机电设备的监测控制。现场工作站运行

WINCC,为现场操作人员提供人机界面并与PLC主控制

柜LC0交换数据。

根据我们优化过的设计路线,我们采用区域控制器和远程

I/O全部接入PROFIBUS冗余光纤环网的网络结构,这样

不但能够简化系统结构和布线,也

会提高系统的可靠性并降低系统的

维护费用。

重庆上界高速公路隧道监控系统已

设计安装完成,并于2003年9月1日

投入试运行。测试结果和试运行情

况表明,该监控系统设计合理,方案

得当,所选器件安全可靠,系统具

有很好的可靠性、先进性、易用性

和开放性,完全满足了业主的需求。

本文摘自《西门子专家会议论文集》

作者:单奇、章优仕、金炜东

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解决方案应用实例

雁门关隧道为山西省新广武至原平高速公路最长的隧道,

位于山西省代县境内,是全省主要控制性工程。

雁门关隧道为双向四车道分离式高速公路隧道。其中,左

线长5135米,右线长5230米,是我国目前已经全面贯通

的最长的高速公路隧道。

隧道现场监控系统由监控室、区域控制器和通讯网络组

成。现场监控室内的控制计算机通过工业以太网与主区域

控制器连接,获取监控系统的数据并发送控制命令;19个

区域控制器根据就近原则负责一定数量机电设备的监视和

控制,包括温度、湿度、有害气体及能见度的检测,以及

风机、照明灯、信号灯及情报看板的控制;主区域控制器

与其他19个从区域控制器通过PROFIBUS光纤冗余环网交

换数据,获取各区域控制器的数据并协调隧道内机电设备

的动作,包括PROFIBUS冗余环网上的19个区域控制器以

及控制竖井风机的区域控制器。

雁门关隧道的监控系统采用了西门子公司的全集成自动化

解决方案,很好的满足了监控系统的先进性、可靠性、经

济性等诸方面要求。

其具体构成如下:

·现场通讯网络选择PROFIBUS冗余光纤环网。PROFIBUS

符合国际标准IEC 61158和中国标准JB/T10308.3-2001,

PROFIBUS光纤冗余环网的网络半径可达90公里,两站

点间最大距离可达15公里,最高传输速率为12Mbit/s,环

网上某点故障时不会影响网络上的通讯

·主区域控制器选择西门子S7-400 PLC及相关的通讯模块

和输入输出模块,其他区域控制器选择西门子S7-300 PLC

·区域控制器通过PROFIBUS OLM(光纤链接模块)连接到

PROFIBUS冗余光纤环网上

雁门关隧道监控系统于2003年9月投运,投运以来,整个

系统运行稳定、可靠,很好的满足了客户的需求。

山西雁门关隧道

现场使用PROFIBUS-DP构成的冗余光纤环网,1台主控PLC S7-400和19台本地控制器PLC S7-300通过光纤

链接模块OLM连接到冗余光纤环网上,通过PROFIBUS-DP总线进行通讯。

主控PLC通过工业以太网与监控室的计算机交换数据

架空光纤竖井风机控制

竖井风机的控制PLC通过光纤与主控PLC连接

PROFIBUS-DP冗余光纤环网检测:·温度·湿度·有害气体·能见度

控制:·射流风机·竖井抽、送风机·信号灯·照明灯

S7-400

PLC1 PLC2

工业以太网

PLC3PLC18 PLC19

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解决方案应用实例

在大溪岭—湖雾岭隧道监控系统中,采用了西门子基于

PROFIBUS-DP的全集成自动化技术。SIEMENS S7系列

PLC S7-300、S7-400完成现场采集,通过冗余的双环光

缆PROFIBUS现场总线与中央管理控制系统的冗余通讯、数

据服务器相连接,并使用西门子Step7软件进行所有PLC

的集中管理、组态和维护,实现了整个隧道机电系统的控

制、协调和管理。

如下图所示,控制系统划分为三个技术层次,即现场控制

层(包括中央控制器)、数据库服务层、中央管理层,三个

层次建立在西门子全集成自动化概念的基础上,实现了控

制的高度集成化和自动化。

各子系统功能包括:

·交通检测与诱导控制子系统

由可变限速标志、可变情报板、四色信号灯、车道指示

器、车辆检测器等组成,由10台西门子S7-300 PLC构成

的区域控制器来实现控制和管理功能。

浙江甬台温高速公路

快速以太网

双冗余服务器

PROFIBUS冗余光纤环网

S7-300 PLC交通控制

S7-300 PLC照明控制

S7-300 PLC通风控制

S7-300 PLC中央控制系统

光中继器OLM

光中继器OLM

“甬(宁波)台(州)温(州)”高速公路临海(青岭)—乐清(湖雾

岭)段,全长44.536公里,是“两纵两横”4条国道主干线

中同江至三亚的组成部分。位于该路段K39-43处的“大

溪岭-湖雾岭”公路隧道,为双洞单向行车双车道隧道,

左右线各长4116米,是当时国内最长的公路隧道。

其主要设计技术指标为:隧道设计车速为80公里/小时;

设计交通量为1999年6612辆/日,到2020年将达到46371辆/

日。整个隧道的机电工程具有设备要求复杂、控制要求

高、运行环境恶劣、维护困难、系统可靠性要求高等特点。

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解决方案应用实例

·通风检测与控制子系统

由风机、CO检测器、VI(能见度)检测器、TW(风速)检测

器和S7-300 PLC构成,S7-300根据各检测器输出的测

量信号控制风机的运行。

·照明检测与控制子系统

由光度检测器、照明控制器、照明控制屏、照明控制操

作站、照明控制计算机和S7-300 PLC构成,S7-300根据

 光照情况控制照明灯和应急灯的通断。

·中央控制子系统

由于大部分现场控制功能已经由分布在现场的S7-300 PLC

完成,中央控制系统主要完成其他系统(如火灾、消防、电

话、电力系统)的接口功能和部分连锁功能,因此,采用

西门子高性能的S7-400 PLC,以提高集中控制系统的可

靠性和灵活性。

甬台温高速公路大溪岭—湖雾岭隧道弱电集成控制一期工

程98年12月30日开始试运行,1999年2月8日正式投运。工

程自投运以来,系统运行可靠、平稳,操作人员反应良好,

获得了各界参观人员一致好评。

本文摘自《现场总线(PROFIBUS)技术应用论文集(第二辑)》作者:章遂平、王天林、冯冬芹、施一明、金建祥、褚健

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适用的西门子产品

适用的西门子产品

SIMATIC S7-300系列PLC是一种既经济又切合实际的解决方

案,它具有高度模块化结构,指令集功能更为强大,能够满

足更具多样化和个性化的需求。除通用型S7-300外,西门子

还提供以下产品:

·S7-300F故障安全型PLC — 将标准的自动化与故障安全技术

相融合,满足IEC61508(SIC 1--3),EN954(Category 2--4)

等国际安全标准。

·S7-300C紧凑型PLC — 紧凑型设计,强大的集成和存储功

能,具有高效、高速运行的特点。

SIMATIC S7-200系列PLC具有极高的性价比,易于操作、可靠性高,具有功能强劲的扩展模块。如EM241

和CP243-1(IT)等模块提供IT通信和远程诊断等功能,高度简化并优化了网络管理。

SIMATIC S7-200/300/400 可编程序控制器(PLC)

SIMATIC S7系列PLC是西门子全集成自动化(TIA)的核心组成部分,凭借其强大的运算处理能力、灵活的通讯扩展能力和可

靠的稳定性,提供了强大的控制能力、网络通讯和IT服务等功能,已连续数年成为全球市场占有率最高的PLC产品。

SIMATIC S7-400系列PLC专门针

对高端应用,处理速度更快、通

讯能力更强、性能更加可靠稳定,

全面支持等时模式和运行中配置

等功能,由此大幅降低了工程、培

训和贮藏费用,是各种自动化功能的最佳技术和经济性解决方

案。S7-400系列除有标准PLC外还有:

·S7-400H容错(冗余)型PLC — 适用于那些需要尽可能避免MTTR

和故障停机时间的应用,它会在生产过程中大幅降低生产的

停机危险。

·S7-400F/FH故障安全型PLC — 一种基于S7-400H容错技术的

故障安全型控制器,符合IEC61508(SIC 1-SIC 3)标准并通过

德国TüV认证。

S7系列产品满足的国家和国际标准包括: DIN、EN、IEC、UL认

证、CSA认证,FM1级第2部分;A,B,C,D组,温度组T4

(≤135℃)和美、英、法、德、挪威等多国的船级认证。

S7系列产品的优良品质保证了它在干热、低温、湿热等各种恶

劣环境下的良好运行,处处体现了西门子视产品质量如生命的

一贯作风并验证了其广泛的美誉度。 用于S7-400的7种不同性能等级的CPU

内存(MB)

处理时间位指令

地址范围输入/输出(KB)

连接数

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适用的西门子产品

SIMATIC WinCC

SIMATIC WinCC是西门子公司基于PC的人机界面软件系

统,承袭了西门子公司的TIA产品家族技术先进和相互间无

缝集成的特点,通过统一的组态编程、数据管理和通讯大幅

降低用户软硬件组态的工程量,现已发展成为HMI/SCADA

软件领域全球领导品牌,乃至业界遵循的标准。

WinCC的优势在于它可集成到任何公司内的任何自动化解

决方案之中,与生产和公司管理层软件(MES和ERP)相连

接,从而构成灵活而高效的IT和商务集成的基础。

SIMATIC WinCC 6.0 继往开来,持续创新

全新版本的WinCC 6.0提供了更大的灵活性和更高的效率,

具有以下显著优点:

·持续的延展性 — 随时随地进行扩展

·增强的Web技术 — 更多信息,更加安全

·Historian — 强大的数据归档和信息交换系统

SIMATIC HMI(人机界面系列)使您全面监控

SIMATIC人机界面产品旨在简化生产过程中日趋复杂和多样

化的控制任务,具有高度的人性化设计:标准的界面、便捷

的操作与配置、极佳的对比度显示和可读性,款式多样化满

足用户的个性化需求,保证您对生产进程的完美监控。

SIMATIC人机界面具有颇为完整的产品系列,从简单

的按钮面板到生产过程的可视化监控系统,都根据其

性能和友好性进行了精心的分类,在价格和性能上极

具吸引力,不仅能够为您节省开支,更会帮助您准确

地选择适合于不同任务和资金条件的解决方案。

·新支持了多种开放性标准

·保证更快、更轻松的组态过程

· IT和商务集成能力的进一步优化

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适用的西门子产品

随着市场竞争的加剧,企业需要一个完

整的从现场级到工厂管理级的自控解决

方案,帮助工厂降低能耗、提高产品质

量并实现更全面的企业信息化。

西门子推出的全集成自动化系统(TIA)

基于此点考虑而设计,能够覆盖从现场

级到管理控制级的所有通讯,形成数据

横向与纵向的高度集成。

• 工业以太网(IEEE 802.3 and 802.3u)

工业以太网是目前工控界最流行的局域网技术,

市场占有率高达80%,建立在此基础上的西门子

SIMATIC NET则提供了一个更为强大的无缝集成

的网络平台

• PROFIBUS(IEC 61158/EN 50170)

PROFIBUS是目前国际上最重要的现场总线标准之

一,符合IEC 61158国际标准和JB/T 10308.3-2001

(中国标准2001年)

• AS-i总线

AS-i是连接传感器和执行器的总线系统,作为电

缆束的廉价替代品,它是自动化技术中最简单、成

本最低的解决方案,并具有高效数据传输和高实

时性等优点

网络总体结构

通讯网络一览表

自动化级别

管理级

监控级

控制级

现场级

性能与传输率

PROCESS FIELD BUS

Industrial

Eth

ern

et

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适用的西门子产品

PROFIBUS概述

PROFIBUS以其独特的技术特

点、严格的认证规范、开放的

标准、众多厂商的支持和不断

发展的应用行规,已成为最重

要的现场总线标准,符合 IEC

61158(国际标准),并率先成为

中国标准。市场占有率绝对第

一,截止2004年,全球安装节

点数已超过1千万个。

移动面板

SIMATIC C7

SIMATIC S7-400SIMATIC HMI SIPART PS2

DP/PA ink/coupler

基于PC的自动化 SIMOTION C/P

SIMATIC NETPN OPC server

S7-300

SITRANS F US

ET 200S

ET 200S ET 200eco

SIMODRIVEPOSMO A

SIMOVERTMASTERODRIVE

SIMODRIVE

MICROMASTERSIMOREG

ET 200分布式I/O系统,作为PROFIBUS DP现场总线上的从

站,用于连接工业控制系统中各种现场装置,如:开关、传

感器、变送器、按钮、指示灯、阀门定位器等。

ET 200产品具有多个系列,用户可根据具体需求,如防护

等级的高低、诊断功能的强弱、输入输出设备的类型等,

来选择满足其具体应用需要并最具性价比的产品系列。

ET 200产品优点:

·强大的功能模块 — 集成电机启动器模块、变频器模块、气

动系统模块、本地智能、工艺模块和安全技术等多种强

大的功能模块

·高效能特性 — 集成光纤PROFIBUS接口节省成本抗电磁

干扰;热插拔技术大大降低维护工作

·强有力的系统诊断工具 — 站级诊断、模板级诊断和通道

级诊断三级诊断模式

ET 200系列

ET 200L ET 200S ET 200X

ET 200L-SC ET 200M ET 200eco

ET 200B ET 200iSP ET 200R

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工 业 以 太 网 在 西 门 子

SIMATIC NET技术的完

善之下,添补了不少重要

的 性 能 。 例 如 : 能 与

IEEE 802.3/802.3u兼容,

网络元件通过EMC测试,

具有很强的抗干扰能力并

能够适用于严酷的工业环

境等。

以太网交换机

西门子的交换机历来享有极高的美誉度,主要包括:

·交换机模块OSM(光纤交换机模块)和ESM(电气交换机模

块)能够低成本、高效率建立10/100M bit/s的带交换功能

的工业以太网,方便构建网络拓扑结构并提供优良的网

络管理和诊断服务。

·SCALANCE模块系列产品

SCALANCE是新一代引人瞩目的交换机系列产品:

-SCALANCE S 西门子带网络安全的功能模块

是西门子数据和网络安全概念的核心,能有效防止非法

用户的入侵

-SCALANCE W 西门子无线以太网产品

能够保证在布线困难等恶劣环境下良好的数据交换和

通讯过程

-SCALANCE X 西门子工业以太网交换机产品系列

功能强大,对于客户的工作和任务都能够提供理想化

的解决方案

工业以太网

OSM

SCALANCE S

SCALANCE X

SCALANCE W

互联网

工业以太网

工业以太网拓扑结构

无线连接模块

工业以太网

IE/PB连接

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无线以太网(Wireless Ethernet)

无线以太网不会受到时间和地点的约束,

可以在恶劣的环境中低成本连接进行通信,

大大提升了网络通讯和管理的时间性和空

间性。

西门子通过对旗下的SANLANCE W无线以太

网接入点和网桥系列,无线网卡(PCMCIA)和

手持式电脑(MOBIC)等基础设备的灵活运用,

进一步构成了一个完整、高效的移动网络

方案。

CP 7515笔记本

中央接入点SCALANCEW788-1pro

接入点SCALANCE W788-2PRO 接入点SCALANCE W788-2PRO

接入点SCALANCE W788-2PRO 接入点SCALANCE W788-2PRO

装有CP 343-1的S7-300

IE客户模块SCALANCEW744-1PRO

MOBICwith CP 1515

MOBICwith CP 1515

PROFINET将成熟的PROFIBUS数据交换技术与基于以太

网的通讯技术整合在一起,它提供了基于工业以太网的

现场总线通讯协议,提供了更为出色的自动化控制和运

动控制平台,已成为生产过程整体信息化的IT解决方案。

具有PROFIBUS接口的设备和PROFIBUS网络都可以通过

Proxy代理服务器直接并入PROFINET。

PROFINET具有高实时性和更快的响应时间,通过对I/O

设备更好的控制、管理和诊断,大大改善了工业以太网

的通讯效率和质量。

CBA立足于PROFINET标准,把整个生产系统按照工艺过

程划分为相对独立的功能组件单元,由此简化了通讯并极

大地缩短了项目实施的周期。

CBA的优势在于对生产过程中数据的横向和纵向集成,由

此大幅提升了对设备/系统的调试速度,并成功地将自动

化中组件技术的应用与跨厂商工程结合起来。

PROFINET概述

CBA(Component Based Automation)基于组件的自动化

PROFINET原理示意图

完全兼容现有的PROFIBUS网络及设备

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适用的西门子产品

现场系统的集成

SIMATIC PCS 7最佳用于基于PROFIBUS技术,将分布式现

场系统集成在过程控制系统中。PROFIBUS是一种简单、坚

固和可靠的现场总线系统,已在全球过程工业、制造工业

和综合工业的所有领域广泛使用,包括输入\输出物流以

及主要和辅助生产流程。该总线系统支持冗余和故障安全

功能以及在线扩展功能,不仅可以用于标准环境下,而且

SIMATIC PCS 7实现全集成自动化的过程控制系统

还可以用于危险工况。至于设备,既可以装备ET 200分布

式I/O站,也可以装备先进的智能化现场设备。

统一而协调的完美系统

SIMATIC PCS 7作为现代化的过程控制系统,本身不仅可

以单独使用,还可与运动控制系统和SIMATIC组合成为一

个统一而协调的完美系统。随着竞争和价格压力的日益增

强,对生产设备灵活性要求的不断加大,以及越来越高的

生产率要求,用户对于无缝和统一自动化技术的需求也越

来越高。因此, SIMATIC PCS 7系统的优势也日益彰显。

在这种复杂性不断增加尤其是自动化技术和信息技术日益

融合的大环境下,与所谓的业界最顶尖产品 (best-of-

breed)相比,能够提供横向和纵向集成统一的系统平台将

愈发重要。通过在全集成自动化中的集成,SIMATIC PCS 7

已完美面向未来。

独立系统

生产设施

含有多个工厂的生产流程

可伸缩性,从小型应用(160)个过程对象

到客户机/服务器配置的分布式系统(60,000)个对象过程

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随着生产制造过程的复杂化,制造执行系统(MES)的重要

性与日俱增,它的作用不再局限于作为单纯的业务和过程

之间的接口层,还需要具有处理公司许多关键业务的能力。

目前,IEC/ISO 62264和ANSI/ISA-95国际标准正成为企业

控制系统的集成规范,它定义了企业级业务系统与工厂车

间级控制系统相集成时所使用的术语和模型,以及中间层

MES系统应支持的生产作业活动。

基于ISA-95标准,西门子推出SIMATIC IT作为其MES层的

制造执行解决方案。这是一个由Framework和组件构成的

系统,Framework用来实现生产系统的技术和业务流程的

组态设置,而组件用来实现具体的系统功能。

在西门子全集成自动化战略中,SIMATIC IT成功建立了自

动化与制造管理、企业管理、供应链管理之间的无缝连接,

并在这个集成的平台上提供杰出的制造执行功能。

21

适用的西门子产品

高性能和非凡的系统特性,以及通过的数据管理、通讯和

组态,可保证符合对过程控制系统的要求,SIMATIC PCS 7

更是有过之而无不及:

·简单安全的过程控制

·直观的操作和可视化

·整个系统内的强大、快速、统一的工程规划

·整个系统内的在线修改

·在各个层级的系统开放性

·灵活性和可扩展性

·在各个层级的冗余性

·故障安全自动化解决方案

·全面的现场总线集成

·用于批量的灵活解决方案

·直接集成到IT环境中

面向未来

SIMATIC PCS 7基于全集成自动化系列的模块化硬件和软

件部件,相互之间可以完美协同。并可进行无缝扩展和改

进,通过采用长期稳定性的接口,只需少许费用,即可面

向未来需求。这就意味着该系统可以实现用户的长期投资

保护,不管创新速度有多快,产品寿命周期有多短。

SIMATIC PCS 7系统一贯采用最先进、功能最强大的技术

以及国际工业标准,例如IEC、XML、PROFIBUS、以

太网、TCP/IP、OPC、@aGlance、ISA S88以及ISA S95,

等等。

SIMATIC PCS 7的开放性涵盖所有层级,并可作为链接到

公司管理层的信息、协调和规划工具,一致应用于自动化

系统和过程I/O,以及操作员和工程系统、工业通讯网络

或SIMATIC IT framework。

因此,SIMATIC PCS 7也可以与来自其它供应商的部件组

合使用,并与现有系统架构集成。

制造执行系统MES

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适用的西门子产品

西门子全新一代标准变频器MicroMaster4

·数字量输入6个,模拟量输入2个,模拟量输出2个,继

电器输出3个;

·独立I/O端子板,方便维护;

·采用BiCo技术,实现I/O端口自由连接;

·内置PID控制器,参数自整定;

·集成RS485通讯接口,可选PROFIBUS-DP/Device-Net

通讯模块;

·具有15个固定频率,4个跳转频率,可编程;

·可实现主/从控制及力矩控制方式;

·在电源消失或故障时具有"自动再起动"功能;

·灵活的斜坡函数发生器,带有起始段和结束段的平滑特性;

·快速电流限制(FCL),防止运行中不应有的跳闸;

·有直流制动和复合制动方式提高制动性能。

保护功能:

·过载能力为200%额定负载电流,持续时间3秒和150%

额定负载电流,持续时间60秒;

·过电压、欠电压保护;

·变频器、电机过热保护;

·接地故障保护,短路保护;

·闭锁电机保护,防止失速保护;

·采用PIN编号实现参数连锁。

功能强大,多面手,应用广泛

MicroMaster4系列是全新一代可以广泛应用的多功能标准

变频器。它采用高性能的矢量控制技术,提供低速高转矩

输出和良好的动态特性,同时具备超强的过载能力,以满

足广泛的应用场合。创新的BiCo(内部功能互联)功能有

无可比拟的灵活性。

主要特征:

·200V-240V ±10%,单相/三相,交流,0.12kW-45kW;

·380V-480V±10%,三相,交流,0.37kW-250kW;

·矢量控制方式,可构成闭环矢量控制,闭环转矩控制;

·高过载能力,内置制动单元;

·三组参数切换功能。

控制功能:

·线性v/f控制,平方v/f控制,可编程多点设定v/f控制,磁

通电流控制免测速矢量控制,闭环矢量控制,闭环转矩

控制,节能控制模式;

·标准参数结构,标准调试软件;

·数字量输入6个,模拟量输入2个,模拟量输出2个,继

电器输出3个;

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适用的西门子产品

过程自动化的可靠解决方案

·压力变送器、温度变送器、流量变送器和物位变送器

·智能电气阀门定位器用于直行程和角行程的执行机构

·过程调节器和过程记录仪

·称重系统、皮带秤、配料秤和固体流量计

·过程保护仪表

·气体、液体分析仪表

·过程气相色谱仪

·激光分析仪

对于过程自动化中的所有现场仪表和分析仪表,西门子公

司都将是您的“一站购齐”式的合作伙伴

西门子过程仪表和分析仪器

近乎完美的技术

西门子公司低压电器产品可应用于各领域,为客户的电气

化设备提供更为可靠的能源供应、保护和控制。

领先世界的低压通讯

西门子可通讯的低压供电及电动机控制产品的推出和广泛

应用,实现了人们对低压设备远程自动化控制的梦想。

突出的特性

产品标准化;模块化;人性化的设计,使得安装与操作更

为简便;运行维护成本更加低廉。

通过形式试验的低压配电装置(TTA)

SIVACON低压开关设备是建筑和工业领域中标准型结

构。针对世界市场的需求,既要考虑实现标准型解决方案

的各项要求,又要兼顾到本地生产会给财务与生产运行带

来的利益。SIVACON是向世界各地推广的配电设备,它

既可满足最大额定电流至7400A的各种容量等级场合的需

要,也可提供固定安装单元或抽出式单元。

卓越的西门子低压配电及电动机控制产品

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服务与支持

在为客户竭尽全力提供技术支持和服务的同时,为了从根本上更好地维护用户的利

益,深化用户使用产品和解决现场问题的综合能力,我们特别为您准备了丰厚的培

训课程。

我们的培训内容涵盖面很广,包括大部分西门子自动化与驱动产品,如可编程序控

制器、过程控制系统、TIA、工业控制网络、以及各种相关领域的专业控制设备和系

统等等。

优良的培训是建立在强大的技术和专业实力基础上的,我们在全世界拥有200多个

专业培训点,在中国北京、上海、广州、武汉、重庆、哈尔滨、沈阳、南京都设

有培训中心。

培训中心坚持统一的质量标准和用户至上的原则,确保最优的培训质量和多样化的

课程设置;我们有强大的师资队伍,由获得西门子资格证书并在德国接受过系统培

训的教员组成。

强有力的技术支持

西门子自动化与驱动集团技术支持与服务

西门子自动化与驱动集团技术支持与服务——我们的技术支持与服务将一直在您身旁

西门子自动化与驱动集团(A&D)凭借强大的技术实力和深厚的

实战经验在充分利用专家资源和联网诊断的基础上提供最优

质、快捷、有成效的技术支持帮助您提高系统的可用性及可靠

性深化西门子的国际品牌形象

我们的热线工作流程建立于全国联网热线管理跟踪系统平台上,采用“立

即记录,随后回复”的工作流程,如下图所示:

专业、系统、全面的培训

在项目进行的每个阶段中我们都将提供相应的服务与支持:

热线管理跟踪系统

售后服务问题

技术支持问题

客户信息产品问题描述

A&D服务调度中心

电话

传真

电子邮件

网上提交

电话

传真

电子邮件

网上提交

规划及设计

技术咨询

设计与软件工程

现场服务

维修与备件

网站在线支持

技术支持与服务热线

最优化与现代化

信息咨询热线

工程与实施 安装与调试 运行与维护 升级改进

热线系统数据库

热线接线中心

热线技术支持中心

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服务与支持

SIEMENS MES咨询服务的目标是帮助找到客户成功的解

决方案。基于我们在SIMATIC IT(SIEMENS的MES)上的丰

富经验,结合我们在各个行业领域里的成功案例,通过与

客户方的紧密合作,我们可以帮助客户定义和建立企业级

的业务和生产流程模型,模型的建立将通过如下一系列过

程来完成:咨询分析的结果是一个对企业全部生产过程中

所有单元的清晰且面向对象的图解,包括定义单元之间的

关系,具体功能及数据定义。它建立在ISA-95的标准之上,

是一个包括所有设备,硬件和软件的优化的生产流程。

在考察用户现有的架构后,我们可以进一步提出未来系统

的层次结构和在软硬件方面的需求,并确定用户的哪些需

求可以通过标准的MES产品实现,哪些需要进行客户化或

者进行专项开发。

总的来说,MES咨询服务将为客户制定重要决策提供明确

依据,帮助客户达到如下目的:

·找到提高生产力的潜力所在

·将生产过程图形化使生产过程清晰可见和易于理解

·针对行业及特定需求提供定制的解决方案

·通过建模使解决方案可以得到安全和快速的实施

西门子中国的目标不单单是为中国用户提供优质

的产品,更是竭尽全力通过优良的技术支持和售

后服务来帮助用户制定彻底的解决方案。

我们能够为您提供工业自动化及电气领域从产品

到完整解决方案的灵活多样的服务,包括:旧数控

与驱动系统改造、老生产线更新与新自动化工程

项目实施、电柜和配电系统、SIMATIC服务、备件

供应、保修与维修服务,以及安装、调试、规划、

项目设计等诸多技术支持与服务。这些服务可由

西门子工厂自动化工程有限公司(北京)和上海西

门子工业自动化有限公司提供。

自1979年投放市场以来,西门子S5系列PLC凭借其稳定

的性能和低故障率赢得了广泛的美誉度,如今采用全集成

自动化(TIA)概念设计的S7系列PLC产品则提供了更强大的

网络通讯和控制功能。

由此,我们为用户特别推出了“S5 TO S7计划”,目的

是以最佳的解决方案、最值得信赖的服务和最新的产品技

术协助您顺利从S5过渡到S7。

我们在S5升级中的优势在于:丰富的现场服务经验、全国

最优秀的S5技术专家队伍、全国最丰富的自动化产品备件

仓库、丰富的S5到S7升级改造项目的成功管理及实施经

验等等。

完善的售后服务体系

特制的咨询服务

成熟科学的升级流程

MES咨询服务

企业调研

业务分析模型匹配

流程建模

提出解决方案

从S5成功走向S7

解决方案服务→为您量身定做 的服务包

备品备件保外供应

应用问题故障诊断

工具租借(硬件/软件)

硬件及软件产品升级服务

备品备件保内更换

现场服务

反厂维修

系统升级改造

工程设计咨询

针对最终用户的整体维护解决方案

针对大客户和OEM的工控系统及电气解决方案

技术支持

产品信息

技术培训

基于客户需求的技术培训

特殊技术问题咨询

调试支持/产品及系统启动

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