使用创新型智能链接模块，实现工业自动化领域的现场级数据透明化

工业自动化设计人员可运用智能连接模块 (ILM) 这项极具价值的创新技术。这种模块可以连接标准的断路器和接触器，为启动电机和其他配电应用构建一个智能数字化负载馈电单元。这种模块适用于新设备安装或旧设备改造。

ILM 模块将传统开关设备转变为智能设备，用于开关式操作、保护和控制，以及实时监控电压、电流、相位不对称、过载事件等。集成诊断功能可加快纠错速度并支持预见性维护，从而提高可靠性，延长正常运行时间。

ILM 系统非常灵活，可与各种断路器和接触器配合使用。此外，使用 ILM 的预装智能负载馈电单元 (ILF) 的功率可达 20 HP，电压可达 460 V。第二个分布式 I/O 模块支持全网络数字化、数据透明化和性能优化。

Siemens 提供 50,000 种模块组合，供设计人员打造从现场到云端的全面数字化解决方案。该产品系列包括最近推出的 ILM 以及与之配套的、灵活的、可扩展分布式 I/O 系统模块。

Siemens 的 SIRIUS 模块化系统提供品类丰富、协调统一的经过测试认证设备组合系列，可确保全球部署时的兼容性和可靠性。其部件涵盖几乎所有的工业控制应用（图 1），从简单的开关到复杂的电机保护和监测领域。

图 1：Siemens 的 SIRIUS 模块化系统是一种全面、灵活、节省空间的工业控制组件组合，适用于各种应用。(图片来源：Siemens）

现场层级的透明度正变得愈发重要，但并非所有设备均已接入自动化网络。这意味着重要数据可能会丢失。Siemens 的创新型 SIRIUS 3RC7 ILM 改变了这一状况。

整个 Sirius 模块化系统涵盖 S00 至 S12 多款标准规格，包含可适配高达 250 kW 工况的设备；而创新型 3RC7 ILM 产品，专为功率约 15 kW 以内的中小型应用设计，适配 S00 与 S0 规格框架。这正是在现场设备层面采集性能数据时， 最常被忽视的应用范围。

ILM 应用广泛，包括输送系统、混合和粉碎作业、通风和泵送设备、配电变压器、气体放电灯以及同类设备。

Siemens 提供高性能设计 ILM 产品，该产品采用混合开关技术，融合了用于电机可控启停的功率半导体，以及用于连续运行的节能型继电器。由此可提升耐用性、提高能源效率，并减少维护需求。

高型能 ILM 还具备超越标准版本的增强型能量监测功能，可测量所接负载的相电压、功率及功率因数。

ILM 可支持单向电机启动（直接型）和双向电机启动（反向型）。3RC71401EE10 型即为一款高性能直接式模块，其框架规格为 S00，额定电流 0.4 A～4 A，额定电压最高可达 690 V_AC。

可逆模块通过集成逻辑电路控制两个接触器，以实现电机换向所需的两台接触器时序控制与电气联锁，可简化可编程逻辑控制器 (PLC) 的程序设计。3RC71414EE11 型模块是一款带混合开关功能的可逆起动器，额定电流为 3.5 A 至 32 A，电压最高为 690 V_AC，框架规格为 S0（图 2）。

图 2：采用混合开关技术的 ILM S0 规格可逆起动器。(图片来源：Siemens）

推入式连接

使用与 ILM 和其他设备配套的插入式连接器，可实现更快、更可靠的抗振动布线。这类连接器还能缩短安装时间，提高系统利用率。这类连接器的优点众多，具体包括：

• 安装速度大大缩短，由于无需工具即可直接插入导线（尤其是带线鼻子的导线），与螺丝端子相比，接线时间最多可缩短 50%。
• 前入式布线使控制柜能增大布线密度，实现更紧凑的解决方案。
• 弹簧压紧机构可提供稳定的压紧力，从而避免螺钉连接常见的拧紧不足或和过度拧紧的问题。弹簧压紧机构还能确保连接牢固、安全、抗振。因此，无需定期检查和重新拧紧螺钉端子，就能确保持续可靠的运行（图 3）。

图 3：Siemens 的 ILM 采用弹簧式连接器技术，强度高、抗振性强，可实现快速安装。(图片来源：Siemens）

在改装应用中，必须确认现有组件使用弹簧式连接器技术，以确保与 3RC7 ILM 兼容。

除了使用 SIRIUS 3RC7 ILM 构建数字化解决方案外，ILM 还可作为完整预组装单元的组件提供。这些已完成全部有线和机械连接的组件，被称为智能负载馈电器 (ILF)。

智能负载馈电器

ILF 由一个 3RC7 ILM 以及所需的接触器和电机保护断路器组成。ILF 可用于直接启动或可逆应用。

例如 3RA84121EE10 智能型高功能负载馈电直接启动器，其额定电流为 0.4 A 至 4 A，电压可达 690 V_AC。该器件的框架规格为 S00，由一个 3RC7140-1EE10 ILM、一个 3RV2311-1EC20 断路器和一个 3RT2017-2BB42 接触器组成（图 4）。

图 4：S00（左）和 S0（中）的剖视图，以及 3RA8412-1EE10 型规格为 00 的 3RA8 智能负载馈电器组件（右）。(图片来源：Siemens）

ILF 可用于以往需组合使用电机起动保护器、接触器及过载继电器的应用。ILF 是一种实现运行现代化和数字化的快速、简化的方法。3RC7 ILM 和 3RA8 ILF 都可以通过 SIMATIC ET 200 I/O 系统快速集成到控制柜中。

网络整合

在 ET 200 I/O 系统中，如 ET 200SP、ET 200MP 和 ET 200pro 是 SIMATIC ET 200 平台中的特定产品系列。每个产品系列都针对不同的需求，如控制柜 (ET 200SP/MP) 或现场安装 (ET 200AL/pro)，并具有不同的性能、密度和环境耐受性要求。

例如，ET 200SP 采用紧凑型设计和插入式连接器技术，非常适合与 ILM 和 ILF 配套使用。该系列的功能包括加快故障清除的增强型诊断能力，以及提高利用率的模块热插拔特性。该系列还具有高度可扩展性。最多可串联 16 个 ILM。

3RC7 ILM 专为现代联网控制面板而设计，支持以太网多协议通信。可支持的协议包括 PROFINET、EtherNet/IP、Modbus TCP 和 OPC UA。

机架按装式 ET 200SP 可用作网关，从 ILM 收集数据。数据通过 ET 200SP 接口模块发送到 PLC，该模块是 ILM 等现场设备、控制和运营 (OT) 网络以及信息 (IT) 网络之间的桥梁。这有助于更精细、实时地掌握现场级设备的性能（图 5）。

图 5：SIMATIC ET 200SP I/O 平台（底部中间）可将 SIRIUS ILM 或 ILF（底部右侧）连接到 OT 和 IT 网络。(图片来源：Siemens）

快速安装

一旦决定为现场设备增加数据透明度，将 SIMATIC ILM 和 ILF 与 ET 200 I/O 平台相结合，即可支持快速灵活的安装和调试。这使得企业能够快速从数据可用性的提升中获取效益。

用于连接 ILM 和 ILF 的电缆有 0.75 m、1.5 m 和 2 m 三种长度，可以灵活地满足控制柜的安装要求。通过 0.5 m、2 m、5 m 和 10 m 电缆将 ILM 和 ILF 与 ET 200 控制器连接，可进一步提高安装灵活性。

Siemens 的全集成自动化 (TIA) 博途是该公司面向自动化、可视化与驱动技术而打造的工程组态与编程环境。网络设计人员、机器制造商和安装人员可利用它快速、轻松地对 SIRIUS 3RC7 ILM 和 3RA8 ILF 进行参数化、集成和调试。

灵活调试

TIA 博途既适用于新安装项目（绿地项目），也适用于现有系统的改造或现代化升级项目（棕地项目）。对于新建系统，TIA 博途为从数字化规划到系统运行的整个自动化流程，提供了一套集成化工程框架。

它将多款软件工具整合为统一、无缝的平台，有助于缩短工程时间、降低工程成本。仿真与虚拟调试工具借助数字孪生技术，可缩短现场调试周期。

TIA 博途同样可以加速改造与现代化升级项目，其提供的工具与服务支持老旧系统的迁移与集成。原先不具备通信能力的设备，可通过 TIA 博途组件进行升级改造，集成至现代 IT/OT 网络中。

向后兼容性提升了系统灵活性，可支持访问所有早期版本的 TIA 博途，并在完整迁移暂不可行时，让设计人员在原有环境中直接处理旧项目。

结语

Siemens 的 ILM 与预组装 ILF 为工业网络设计人员提供了创新方案，可弥合电机、开关柜等现场级设备与上层 OT/IT 网络之间的衔接鸿沟。它们为新建和升级改造项目提供高度可靠且灵活的解决方案。这些解决方案提供实时数据，以支持系统透明度、诊断、预见性维护以及在 TIA 博途内的整体系统透明度。

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