西門子6ES7313-5BG04-0AB0中央控制器 西門子6ES7313-5BG04-0AB0中央控制器
通過 PROFINET IO 進行過程通信 SIMATIC S7-300 通過通信處理器或通過配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線系統(tǒng)。通過帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構(gòu)建一個高速的分布式自動化系統(tǒng)，并且使得操作大大簡化。 從用戶的角度來看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒有區(qū)別（相同的組態(tài)，編址及編程）。 可將下列設(shè)備作為 IO 控制器進行連接： SIMATIC S7-300 （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU） SIMATIC ET 200 （使用配備 PROFINET 接口的 CPU） SIMATIC S7-400 （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU） 可將下列設(shè)備作為 IO 設(shè)備進行連接： ET 200 分布式 I/O 設(shè)備 ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU SIMATIC S7-300 （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU） 現(xiàn)場設(shè)備 通過 AS-Interface 進行過程通信
SIMATIC S7-300 的應(yīng)用領(lǐng)域包括： 特殊機械， 紡織機械， 包裝機械， 一般機械設(shè)備制造， 控制器制造， 機床制造， 安裝系統(tǒng)， 電氣與電子工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)。 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(jù)不同的應(yīng)用選取相應(yīng)模塊。任務(wù)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(yè)領(lǐng)域。 S7-300F SIMATIC S7-300F 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。其可對立即停車過程進行控制，因此不會對人身、環(huán)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(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng)，在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)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(tài)和編程。 設(shè)計 S7-300 一般步驟 S7-300自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)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(tǒng)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(yīng)功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和點對點接口的 CPU。 用于數(shù)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(shù)、定位（開環(huán)/閉環(huán)）及 PID 控制的功能模塊（FM）。 根據(jù)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。
| 6ES7 312-1AE13-0AB0 | CPU312，32K內(nèi)存 |
| 6ES7 312-1AE14-0AB0 | |
| 6ES7 312-5BE03-0AB0 | |
| 6ES7312-5BF04-0AB0 | CPU312C，32K內(nèi)存 10DI/6DO |
| 6ES7 313-5BF03-0AB0 | |
| 6ES7313-5BG04-0AB0 | CPU313C，64K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7 313-6BF03-0AB0 | |
| 6ES7313-6BG04-0AB0 | CPU313C-2PTP，64K內(nèi)存 16DI/16DO |
| 6ES7 313-6CF03-0AB0 | |
| 6ES7313-6CG04-0AB0 | CPU313C-2DP，64K內(nèi)存 16DI/16DO |
| 6ES7 313-6CF03-0AM0 | CPU313C-2DP，64K內(nèi)存 16DI/16DO組合件（6ES7 313-6CF03-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0） |
| 6ES7 314-1AG13-0AB0 | CPU314,96K內(nèi)存 |
| 6ES7 314-1AG14-0AB0 | CPU314,128K內(nèi)存 |
| 6ES7 314-6BG03-0AB0 | |
| 6ES7314-6BH04-0AB0 | CPU314C-2PTP 96K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7 314-6CG03-0AB0 | |
| 6ES7314-6CH04-0AB0 | CPU314C-2DP 96K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO |
| 6ES7 314-6EH04-0AB0 | CPU314C-2PN/DP 192K內(nèi)存/24DI/16DO/ 4AI/2AO |
| 6ES7 314-6CG03-9AM0 | CPU314C-2DP 96K內(nèi)存 24DI/16DO / 4AI/2AO組合件(6ES7 314-6CG03-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0*2) |
| 6ES7 315-2AG10-0AB0 | CPU315-2DP, 128K內(nèi)存 |
| 6ES7 315-2AH14-0AB0 | CPU315-2DP, 256K內(nèi)存 |
| 6ES7 315-2EH13-0AB0 | |
| 6ES7315-2EH14-0AB0 | CPU315-2 PN/DP, 256K內(nèi)存 |
| 6ES7 317-2AJ10-0AB0 | |
| 6ES7317-2AK14-0AB0 | CPU317-2DP,512K內(nèi)存 |
| 6ES7 317-2EK13-0AB0 | |
| 6ES7317-2EK14-0AB0 | CPU317-2 PN/DP,1MB內(nèi)存 |
| 6ES7 318-3EL00-0AB0 | |
| 6ES7318-3EL01-0AB0 | CPU319-3PN/DP,1.4M內(nèi)存 |
| 內(nèi)存卡 | |
| 6ES7 953-8LF20-0AA0 | SIMATIC Micro內(nèi)存卡 64kByte(MMC) |
| 6ES7953-8LF30-0AA0 | |
| 6ES7 953-8L20-0AA0 | SIMATIC Micro內(nèi)存卡128KByte(MMC) |
|
6ES7953-8LG30-0AA0 |
|
| 6ES7 953-8LJ20-0AA0 | SIMATIC Micro內(nèi)存卡512KByte(MMC) |
| 6ES7953-8LJ30-0AA0 | |
| 6ES7 953-8LL20-0AA0 | SIMATIC Micro內(nèi)存卡2MByte(MMC) |
| 6ES7953-8LL31-0AA0 | |
| 6ES7 953-8LM20-0AA0 | SIMATIC Micro內(nèi)存卡4MByte(MMC) |
| 6ES7953-8LM31-0AA0 | |
| 6ES7 953-8LP20-0AA0 | SIMATIC Micro內(nèi)存卡8MByte(MMC) |
| 6ES7953-8LP31-0AA0 | |
| 開關(guān)量模板 | |
| 開入模塊（16點，24VDC） | |
| 6ES7 321-1BH02-9AJ0 | 開入模塊（16點，24VDC）組合件 (6ES7 321-1BH02-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 321-1BH10-0AA0 | 開入模塊（16點，24VDC） |
| 6ES7 321-1BH50-0AA0 | 開入模塊（16點，24VDC，源輸入） |
| 6ES7 321-1BH50-9AJ0 | 開入模塊（16點，24VDC，源輸入）組合件 (6ES7 321-1BH50-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 321-1BL00-0AA0 | 開入模塊（32點，24VDC） |
| 6ES7 321-1BL00-9AM0 | 開入模塊（32點，24VDC）組合件 (6ES7 321-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 6ES7 321-7BH01-0AB0 | 開入模塊（16點，24VDC，診斷能力） |
| 6ES7 321-1EL00-0AA0 | 開入模塊（32點，120VAC） |
| 6ES7 321-1FF01-0AA0 | 開入模塊（8點，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1FF10-0AA0 | 開入模塊（8點，120/230VAC）與公共電位單獨連接 |
| 6ES7 321-1FH00-0AA0 | 開入模塊（16點，120/230VAC） |
| 6ES7 321-1FH00-9AJ0 | 開入模塊（16點，120/230VAC） (6ES7 321-1FH00-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 321-1CH00-0AA0 | 開入模塊（16點，24/48VDC） |
| 6ES7 321-1CH20-0AA0 | 開入模塊（16點，48/125VDC） |
| 6ES7 321-1BP00-0AA0 | 光電隔離，每組 16，64 DI，DC 24V，3MS，漏/源 |
| 6ES7 322-1BP00-0AA0 | 光電隔離，每組 16，64 DO，DC 24V，0.3A（源），總電流2A/組 |
| 6ES7 322-1BH01-0AA0 | 開出模塊（16點，24VDC） |
| 6ES7 322-1BH01-9AJ0 | 開出模塊（16點，24VDC） (6ES7 322-1BH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 322-1BH10-0AA0 | 開出模塊（16點，24VDC）高速 |
| 6ES7 322-1CF00-0AA0 | 開出模塊（8點，48-125VDC） |
| 6ES7 322-8BF00-0AB0 | 開出模塊（8點，24VDC）診斷能力 |
| 6ES7 322-5GH00-0AB0 | 開出模塊（16點，24VDC，獨立接點，故障保護） |
| 6ES7 322-1BL00-0AA0 | 開出模塊（32點，24VDC） |
| 6ES7 322-1BL00-9AM0 | 開出模塊（32點，24VDC） (6ES7 322-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 6ES7 322-1FL00-0AA0 | 開出模塊（32點，120VAC/230VAC） |
| 6ES7 322-1BF01-0AA0 | 開出模塊（8點，24VDC，2A） |
| 6ES7 322-1FF01-0AA0 | 開出模塊（8點，120V/230VAC） |
| 6ES7 322-5FF00-0AB0 | 開出模塊（8點，120V/230VAC，獨立接點） |
| 6ES7 322-1HF01-0AA0 | 開出模塊（8點,繼電器,2A） |
| 6ES7 322-1HF01-9AJ0 | 開出模塊（8點,繼電器,2A） (6ES7 322-1HF01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 322-1HF10-0AA0 | 開出模塊（8點,繼電器,5A，獨立接點） |
| 6ES7 322-1HH01-0AA0 | 開出模塊(16點,繼電器)DO |
| 6ES7 322-1HH01-9AJ0 | 開出模塊(16點,繼電器) (6ES7 322-1HH01-0AA0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 322-5HF00-0AB0 | 開出模塊（8點,繼電器,5A，故障保護） |
| 6ES7 322-1FH00-0AA0 | 開出模塊（16點，120V/230VAC） |
| 6ES7 323-1BH01-0AA0 | 8點輸入，24VDC；8點輸出，24VDC模塊 |
| 6ES7 323-1BL00-0AA0 | 16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊 |
| 6ES7 323-1BL00-9AM0 | 16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊 (6ES7 323-1BL00-0AA0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 模擬量模板 | |
| 6ES7 331-7KF02-0AB0 | 模擬量輸入模塊(8路，多種信號) |
| 6ES7 331-7KF02-9AJ0 | 模擬量輸入模塊(8路，多種信號) (6ES7 331-7KF02-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 331-7KB02-0AB0 | 模擬量輸入模塊(2路，多種信號) |
| 6ES7 331-7KB02-9AJ0 | 模擬量輸入模塊(2路，多種信號) (6ES7 331-7KB02-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 331-7NF00-0AB0 | 模擬量輸入模塊(8路，15位精度) |
| 6ES7 331-7NF00-9AM0 | 模擬量輸入模塊(8路，15位精度) (6ES7 331-7NF00-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 6ES7 331-7NF10-0AB0 | 模擬量輸入模塊(8路，15位精度)4通道模式 |
| 6ES7 331-7HF01-0AB0 | 模擬量輸入模塊(8路，14位精度，快速) |
| 6ES7 331-1KF02-0AB0 | 模擬量輸入模塊(8路, 13位精度) |
| 6ES7 331-1KF02-9AM0 | 模擬量輸入模塊(8路, 13位精度) (6ES7 331-1KF02-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 6ES7 331-7PF01-0AB0 | 8路模擬量輸入,16位,熱電阻 |
| 6ES7 331-7PF01-9AM0 | 8路模擬量輸入,16位,熱電阻 (6ES7 331-7PF01-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 6ES7 331-7PF11-0AB0 | 8路模擬量輸入,16位,熱電偶 |
| 6ES7 331-7PF11-9AM0 | 8路模擬量輸入,16位,熱電偶 (6ES7 331-7PF01-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 6ES7 332-5HD01-0AB0 | 模擬輸出模塊(4路) |
| 6ES7 332-5HD01-9AJ0 | 模擬輸出模塊(4路) (6ES7 332-5HD01-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 332-5HB01-0AB0 | 模擬輸出模塊(2路) |
| 6ES7 332-5HB01-9AJ0 | 模擬輸出模塊(2路) (6ES7 332-5HB01-0AB0+6ES7 392-1AJ00-0AA0) |
| 6ES7 332-5HF00-0AB0 | 模擬輸出模塊(8路) |
| 6ES7 332-5HF00-9AM0 | 模擬輸出模塊(8路) (6ES7 332-5HF00-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0) |
| 6ES7 332-7ND02-0AB0 | 模擬量輸出模塊(4路，15位精度) |
| 6ES7 334-0KE00-0AB0 | 模擬量輸入(4路RTD)/模擬量輸出（2路） |
| 6ES7 334-0CE01-0AA0 | 模擬量輸入(4路)/模擬量輸出（2路） |
所有模塊均在外殼中運行，并且無需風(fēng)扇。 SIPLUS 模塊可用于擴展的環(huán)境條件： 適用于 -25 至 +60℃ 的溫度范圍及高濕度、結(jié)露以及有霧的環(huán)境條件。防直接日曬、雨淋或水濺，在防護等級為 IP20 機柜內(nèi)使用時，可直接在汽車或室外建筑使用。不需要空氣調(diào)節(jié)的機柜和 IP65 外殼。 設(shè)計 簡單的結(jié)構(gòu)使得 S7-300 使用靈活且易于維護： 安裝模塊： 只需簡單地將模塊掛在安裝導(dǎo)軌上，轉(zhuǎn)動到位然后鎖緊螺釘。 集成的背板總線： 背板總線集成到模塊里。模塊通過總線連接器相連，總線連接器插在外殼的背面。 模塊采用機械編碼，更換極為容易： 更換模塊時，必須擰下模塊的固定螺釘。按下閉鎖機構(gòu)，可輕松拔下前連接器。前連接器上的編碼裝置防止將已接線的連接器錯插到其他的模塊上。 現(xiàn)場證明可靠的連接： 對于信號模塊，可以使用螺釘型、彈簧型或絕緣刺破型前連接器。
TOP 連接： 為采用螺釘型接線端子或彈簧型接線端子連接的 1 線 - 3 線連接系統(tǒng)提供預(yù)組裝接線另外還可直接在信號模塊上接線。 規(guī)定的安裝深度： 所有的連接和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有前蓋保護。因此，所有模塊應(yīng)有明確的安裝深度。 無插槽規(guī)則: 信號模塊和通信處理器可以不受限制地以任何方式連接。系統(tǒng)可自行組態(tài)。 擴展 若用戶的自動化任務(wù)需要 8 個以上的 SM、FM 或 CP 模塊插槽時，則可對 S7-300（除 CPU 312 和 CPU 312C 外）進行擴展： 中央控制器和3個擴展機架最多可連接32個模塊： 總共可將 3 個擴展裝置（EU）連接到中央控制器（CC）。每個 CC/EU 可以連接八個模塊。 通過接口模板連接： 每個 CC / EU 都有自己的接口模塊。在中央控制器上它總是被插在 CPU 旁邊的插槽中，并自動處理與擴展裝置的通信。 通過 IM 365 擴展： 1 個擴展裝置最遠擴展距離為 1 米；電源電壓也通過擴展裝置提供。 通過 IM 360/361 擴展： 3 個擴展裝置， CC 與 EU 之間以及 EU 與 EU 之間的最遠距離為 10m。 單獨安裝： 對于單獨的 CC/EU，也能夠以更遠的距離安裝。兩個相鄰 CC/EU 或 EU/EU 之間的距離：長達 10m。 靈活的安裝選項： CC/EU 既可以水平安裝，也可以垂直安裝。這樣可以最大限度滿足空間要求。 通信
通過增加服務(wù)質(zhì)量機制，成熟的以太網(wǎng)通信標準得到進一步優(yōu)化。得益于新的IEEE標準，以太網(wǎng)將能在預(yù)定義的最長時限內(nèi)，可靠地進行多協(xié)議（包括實時協(xié)議）并行傳輸。工業(yè)用戶和汽車制造商已經(jīng)準備好使用新標準。
機械臂動作整齊劃一，分毫不差，靈活自如地擺動著機械爪。兩個工業(yè)機器人跳著優(yōu)雅的機械芭蕾，讓人覺察不到哪怕一絲遲延。這樣的完美協(xié)調(diào)，歸功于一項正在揭開工業(yè)通信新紀元的技術(shù)：時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）。
過去40年，在通過電纜傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)方面，以太網(wǎng)已是無可爭議的領(lǐng)袖。西門子從一開始就積極投身這個領(lǐng)域，并推出了市場上首個工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)：SINEC H1。自此之后，以太網(wǎng)不單用于辦公室，尤其還用于工業(yè)制造環(huán)境。然而，以太網(wǎng)標準從誕生之初就存在一個問題——它不能保證發(fā)送方發(fā)出的數(shù)據(jù)包能在一定時間內(nèi)送達接收方。對于工業(yè)控制器，這樣的情況是不能容忍的。要知道，機器的可靠運行，依賴于傳感器測量數(shù)據(jù)和控制信號在短時間內(nèi)送達目的地。它們需要時延低至毫秒級的實時通信——這項任務(wù)超出了以太網(wǎng)的設(shè)計初衷。
一個重要發(fā)展：未來，一切都將建立在支持TSN的以太網(wǎng)之上，可以按要求實現(xiàn)并行操作。
正因如此，想要在以太網(wǎng)上進行實時通信的用戶必須部署擴展性技術(shù)，如應(yīng)用廣泛的Profinet標準。舉例來講，在機器中，這個標準通過向以太網(wǎng)添加實時數(shù)據(jù)傳輸能力，將傳感器、執(zhí)行機構(gòu)和驅(qū)動器等連接至中央控制器，從而實現(xiàn)包括精準控制伺服驅(qū)動器的應(yīng)用。西門子Simatic控制器業(yè)務(wù)部門的系統(tǒng)管理負責(zé)人Matthias G?rtner解釋道，“然而，要做到這一點，通常需要在連接設(shè)備內(nèi)加裝特殊硬件組件。不僅如此，各種實時工業(yè)以太網(wǎng)解決方案不能在同一個以太網(wǎng)上并行運行。”
很快，這個問題將成為歷史，因為負責(zé)為各種系統(tǒng)制定標準的電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）已通過添加實時通信機制擴展了以太網(wǎng)，從而滿足這一迫切需求。這些機制包括時間控制傳輸、同步和帶寬預(yù)留等。通過這種方式，IEEE借助TSN提高了服務(wù)質(zhì)量。這樣一來，以太網(wǎng)將能夠向連接的所有支持這些擴展標準的設(shè)備提供相同的時間信息。最終，整個網(wǎng)絡(luò)將實現(xiàn)精確同步。除此之外，預(yù)留協(xié)議可確保按照預(yù)定義的時間表，通過所有中間交換機將數(shù)據(jù)包從發(fā)送方傳送至目的地。TSN標準還將有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的拓撲納入考慮，即，網(wǎng)絡(luò)部署是星型、環(huán)型，還是線型，以及發(fā)送方與接收方之間的交換機的數(shù)量。此外，TSN標準還包含無縫冗余流程。
引起工業(yè)界普遍關(guān)注：除在機器內(nèi)部進行實時通信之外，現(xiàn)在還可以在機器之間實現(xiàn)實時通信，從而提高整個工廠系統(tǒng)的吞吐量。
單個網(wǎng)絡(luò)傳輸所有數(shù)據(jù)
G?rtner指出，“對于以太網(wǎng)而言，這是一個歷史性時刻。未來，將有可能使用面向Profinet及其他基于TSN的實時工業(yè)通信協(xié)議的標準硬件組件。這將實現(xiàn)在一個網(wǎng)絡(luò)上同時傳輸所有數(shù)據(jù)，包括實時信息。”用戶將自然而然地獲益于標準以太網(wǎng)帶寬穩(wěn)步提高，隨著自動化系統(tǒng)的IP連接與日俱增，帶寬需求將不斷增長。此外，TSN交換機堅決將交換資源預(yù)留用于所請求的實時通信需求，確保不再因緩沖器溢出而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，因此，通信將更加穩(wěn)健。
除對通過Profinet實現(xiàn)機器內(nèi)部實時通信的需求日益增長之外，對不同機器之間的確定性（即預(yù)定的）數(shù)據(jù)交換的需求也越來越大。譬如，同時對一個工件執(zhí)行操作的協(xié)作機器人，它們必須精確協(xié)調(diào)彼此的動作?，F(xiàn)在，具備PubSub（發(fā)布/訂閱）擴展的OPC UA標準已在這個領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。它也可以采用TSN以太網(wǎng)作為傳輸介質(zhì)。G?rtner表示，“預(yù)計，TSN以太網(wǎng)將被引入整個工業(yè)制造流程。不僅如此，譬如，汽車制造商也希望使用這種新標準來發(fā)送倒車后視攝像頭生成的大量數(shù)據(jù)，或者實現(xiàn)無人駕駛。無人駕駛的實現(xiàn)，離不開包含服務(wù)質(zhì)量機制的車載網(wǎng)絡(luò)?！爆F(xiàn)在，時機已經(jīng)成熟。首個TSN組件現(xiàn)已投放市場，在2018年德國漢諾威工業(yè)博覽會上，西門子將使用實際的TSN產(chǎn)品來演示基于OPC UA PubSub的確定性機器間通信。這些產(chǎn)品將于今年年底開始銷售，屆時，TSN以太網(wǎng)將最終來到數(shù)字化和“工業(yè)4.0”的現(xiàn)代化世界。
顆粒物是最棘手的空氣污染物之一，因為它會引發(fā)嚴重的呼吸道疾病?，F(xiàn)在，來自西門子樓宇科技集團的專家開發(fā)出一種能夠精確測定室內(nèi)顆粒物濃度的傳感器。這種傳感器不僅特別適合在中國和印度等顆粒物濃度較高的區(qū)域使用，同時亦適用于歐洲各大城市。將這種傳感器集成到現(xiàn)有的樓宇自控系統(tǒng)中，有助于顯著改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
顆粒物（PM）來自排氣管、住宅煙囪和發(fā)電站，以及明火產(chǎn)生的煙霧，它是我們身邊最危險的空氣污染物之一。多年來，環(huán)保部門一直密切監(jiān)測顆粒物，因為它會導(dǎo)致人們罹患肺部疾病。直徑小于2.5微米的細小顆粒（亦稱PM2.5）的危險性更為顯著，人們在呼吸或吸煙時，會將它們深深吸入肺部。歐洲環(huán)境署估計，每年僅歐洲就有超過40萬人死于PM2.5引起的肺部疾病。
在中國和印度等新興經(jīng)濟體國家，情況更為嚴峻。據(jù)醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》最近發(fā)表的一篇文章，盡管目前的歐盟標準是每立方米空氣中的顆粒物含量不超過25微克，但在新興經(jīng)濟體國家，許多城市的平均顆粒物濃度高達這一限值的4倍以上。因此毫不令人意外的是，在中國，顆粒物傳感器是最為暢銷的個人電子產(chǎn)品之一。直到現(xiàn)在，這種類型的傳感器還不可用于商業(yè)建筑物自控系統(tǒng)。位于瑞士楚格小鎮(zhèn)的西門子樓宇科技集團樓宇自控產(chǎn)品市場經(jīng)理Jonathan Miles Copley表示，“中國大城市的空氣質(zhì)量極為糟糕，因此，西門子中國建議研發(fā)這樣的傳感器，以集成到我們的樓宇自控系統(tǒng)中。”于是便有了剛剛投放市場的PM2.5傳感器。
測量多種類別顆粒物
新的傳感器與煙盒一般大小，可安裝在墻上，定期檢查室內(nèi)空氣中的顆粒物濃度。位于傳感器內(nèi)側(cè)的一個小風(fēng)扇將空氣吸入。一個激光二極管通過測定顆粒物的光散射強度，記錄精確的PM2.5濃度。Copley指出，“這種傳感器經(jīng)專門校準，以測量重要的PM2.5值。它也可估算出PM10的濃度。”PM10是直徑小于10微米的顆粒物，大小接近于引發(fā)過敏的花粉，但不像PM2.5那么危險。盡管如此，它們?nèi)匀粚Ψ尾繕?gòu)成負擔(dān)，因而也被記錄下來。然后，傳感器可在屏幕上以不同顏色顯示這兩類顆粒物的當前值——顏色取決于測得的濃度。這些值也將通過數(shù)據(jù)線，發(fā)送至樓宇自控系統(tǒng)。
在中國的首都北京，顆粒物污染是的一個嚴重問題。
目前，西門子樓宇科技集團的專家正在推出不同的App，以配合這種傳感器的使用，確保改善空氣質(zhì)量。他們打算將這種傳感器集成到現(xiàn)有的樓宇自控系統(tǒng)中，以實現(xiàn)這個目標。這種傳感器可以與空氣凈化器相結(jié)合，因為在中國的許多寫字樓，空氣凈化器已經(jīng)成為標配，被污染的室內(nèi)空氣經(jīng)它們過濾之后，再被送回辦公室。未來，這些傳感器將能根據(jù)PM2.5濃度來開關(guān)空氣凈化器，而不是像現(xiàn)在這樣讓它們不間斷運行。這些傳感器僅在必要時啟動空氣凈化器，從而大幅節(jié)電。
此外，西門子樓宇科技集團的專家也在開發(fā)App，用于將顆粒物傳感器與二氧化碳傳感器連接起來，以便控制建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)。在封閉的房間里，人體呼出的二氧化碳會不斷聚積。如今，這種情況下常常使用二氧化碳傳感器來啟動通風(fēng)系統(tǒng)，向室內(nèi)泵送新鮮空氣。Copley說：“在許多大城市，空氣中的顆粒物濃度非常高，因而不適宜進行通風(fēng)。這時候，顆粒物傳感器可以阻止通風(fēng)。”
輕松更換激光模塊
除精確測量最細小的顆粒物之外，對用戶而言，西門子顆粒傳感器還具備其他優(yōu)點，譬如，在操作方面。隨著時間的推移，顆粒物傳感器吸入的空氣中攜帶的污垢積聚在激光元件上。通常，整個傳感器要斷電后拆卸，再更換成新的裝置。而西門子樓宇科技集團研發(fā)的這種傳感器則僅需更換小小的激光模塊。Copley說：“這就如同為電視遙控器更換電池一樣快捷。”這種傳感器還提供經(jīng)濟模式，所以不必頻繁更換激光模塊。在這種模式下，它每個小時僅執(zhí)行規(guī)定次數(shù)的測量，這無形中延長了污垢積聚周期。
激光模塊的使用壽命亦相應(yīng)地得到延長。這種傳感器還具備快速啟動功能，允許用戶隨時獲取空氣質(zhì)量信息。當用戶靠近傳感器一米以內(nèi)時，它將被喚醒并快速讀取數(shù)據(jù)。Copley說：“然后，短短數(shù)秒鐘內(nèi)，屏幕上將顯示當前顆粒物濃度值。這種超快速空氣分析能力，是我們的裝置的獨特特性?！?
Copley認為，除了中國、印度外，其他污染嚴重的區(qū)域，這種傳感器也能發(fā)揮作用。如今，幾乎每個城市都在一定程度上面臨著顆粒物濃度問題，特別是在發(fā)生逆溫現(xiàn)象時——這時候，被污染的空氣像一口大鐘籠罩在城市上空。這種情況下，倫敦或斯圖加特的顆粒物濃度也會一躍沖破標準限值。
環(huán)境空氣質(zhì)量也是激光模塊污垢積聚周期的唯一決定因素。Copley指出，在北京，模塊的使用壽命可能僅為短短幾年。而相同裝置在瑞士阿爾卑斯山上的使用壽命則可能延長數(shù)倍。如果由傳感器來控制空氣凈化器，那么，在中國的特大城市，空氣凈化器的使用壽命也將延長，同時確保室內(nèi)空氣如同瑞士群山中的空氣一樣清新。
