（OA自动化）先进自动化联合实验室配置

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1、CETTIC & SIEMENS 先进自动化联合实验室配置方案及总体规划发展方向建设方案概述一.背景现代企业对员工的实践能力、科技开发与新技术应用能力要求越来越高，面向21世纪的高级技术人才应是复合型、创造型人才，应具备适应能力、发展能力和竞争能力；具备扎实的理论基础、广博的知识和合理的知识结构、较强的自动化工程实践能力；具备自动化大工程意识、创新意识、运用规范的自动化工程语言和各种技术信息资源解决工程实际问题的能力；具备一定的计划、决策、组织、协调和市场开拓及应变能力；具备科学、务实的思想作风和工作态度；具备善于抓住、占领现代科技发展前沿的意识和能力。开放型的工程培训及认证基地是完成这一培养

2、目标的不可缺少的必要条件。 构建“四大平台”，即工业自动化系统认知平台、基础自动化工程培训及认证平台、现代自动化工程系统培训及认证平台以及自动化综合与创新培训及认证平台，并将创新培训及认证贯穿整个自动化工程培训及认证的始终，形成了“纵向及顶”、“横向达边”的自动化工程培训及认证新体系。所谓纵向及顶，即从专业技能培养方面逐步进入该领域技术前沿；所谓横向达边，即体现人才培养中，各科知识的融合与贯通，以及学科专业的交叉和渗透，使被培养者成为复合型、创新创业型人才。 二.电气实验室整体方案规划(1).实验室具备功能(2).核心理论依据(3).建设方案根据职业技术学院的实际情况制定以下规划：本试验中心包

3、括以下几部份：1 生产自动化（FA）实验室2套装置控制器采用CPU314C-DP，自带I/O，通过CP 343-1和以太网交换机X208进行工业以太网通讯，可通过232电缆学习对触摸屏的编程调试，可实现当今大多工业企业在过程控制领域中较为重要的控制解决方案。2 分布式过程控制系统DCS 1套装置 仪表总线控制及网络远程监控功能，控制器采用PCS7 BOX，通过Profibus-DP连接分布式I/O(ET200M)，通过DP/PA Link将DP转成PA网络，配置供实验用的过程控制仪表，可实现工业现场的多种控制任务。带有PROFIBUS-DP 诊断中继器根据 RS 485 系统连接 PROFIB

4、US-DP 分段。另外，提供对铜总线电缆的物理在线监控。在发生故障时，给 DP 主站发送诊断信息，其中包含了故障类型和故障地点的详细数据。3 视觉传感器系统1套装置SIMATIC VS 720 图像传感器： 紧凑型单机图像处理系统用于自动检察、产品监控和部件识别 广泛应用于安装工程、打包、金属处理、饮料和制药工业 因体积小而可以靠近目标使用 通过使用数字信号和工业以太网通信集成到工厂自动化中 用户界面友好，使用 Spectation 软件轻松组态测试需求 通过 VS Link 和 VS Link PROFIBUS 扩展图像传感器功能，用于被监视图像和结果表格的可视化，并可作为到 PROFIBU

5、S DP 的通信 网关 VS Link 软件用于组态监视图像和结果显示的集中输出 4 矢量变频器系统1套装置SIMOVERT MASTERDRIVES 变频器 矢量控制; 紧凑增强型 / 紧凑型电子箱和机架单元 三相交流电源电压 380 V 480V 和 直流电源电压 510V 650V 5 可编程序控制器 S7-300C系统1套装置314C-2 DP CPU 是紧凑型 CPU ，用于安装在分散型结构中。通过其扩展的工作内存，该紧凑型 CPU 也适合于中等规模的应用。集成的数字和模拟 I/O 使得直接与过程相连接变为可能。PROFIBUS DP 主站/从站接口允许连接独立的 I/O 单元。这样

6、，314C-2 DP CPU 就可以既用于局部单元作快速预处理，也可以用作对一个从属现场总线系统的高级控制。通过集成的与过程有关的功能，使其它的用途变为可能：计数 频率测量 PID 控制二、实验系统说明1 生产自动化（FA）实验室2套装置l 系统图WinCC+STEP7MPI/PROFIBUSES1ES20ETHERNETCPU314C-2DPCPU314C-2DPX 208X 208TP170Bl 功能概述此方案为生产自动化（FA）实验室系统，控制器采用S7-300的控制器CPU314C-2DP， Profibus-DP与ET200S连接构成高级自动控制系统。SIMATIC S7-300 C

7、PU314C-2DP适合中等性能范围的自动化控制任务，具有高性能的程序存储和指令处理系统。通过CP341-1以太网通讯卡及以太网交换机将20套PLC接入控制PC，也可通过CP5512卡将笔记本电脑与PLC进行连接编程。主要性能指标保护等级： IP 20工作环境： 温度：060，湿度：1095绝缘试验电压：500VDC指令处理时间： 二进制：0.2us , 浮点数：0.6us系统总线： PROFIBUS-DP 传输速度12Mbit/s最大站点数： DP 64（单机扩展）I/O地址区： 4KB诊断缓冲： 200条（可调节）嵌套深度： 24级光耦合器隔离： 有抑制干扰电压频率：400/60/50/1

8、0Hz模块热插拔功能：有2 分布式过程控制系统DCS 1套装置 l 系统图DP/PA LinkPROFIBUS PAET200M过程控制仪表PROFIBUSPCS7 BOX网络诊断转发器l 功能概述此方案为分布式过程控制系统，总体配置采用西门子当今最先进的产品。可实现当今工业应用中的大部分过程控制系统。本系统为开放的总线控制网络构成，网络部份主要由Profibus-DP和Profibus-PA两部份构成。DP和PA网络皆可实现网络拓展，构成开放的总线网络体系。SIMATIC PCS7 BOX是一套完整的SIMATIC PCS7过程控制系统，将PCS7的各种功能，诸如：自动化、操作、可视化和工程

9、组态等融合在一个紧凑型PC系统中。ET200M分布式I/O系统，是SIAMTIC PCS7过程控制系统中的分布式外围控制设备。支持热插拔技术。过程控制仪表通过PA总线与PCS7过程控制系统联接。中继器功能 诊断中继器是作为一个常规的 RS 485 中继器集成在总线系统中的，但它具有一个单独的 PROFIBUS DP 地址： 增加的站点数量(最多127个)，在总线系统中扩展， 在振幅和时间内重新生成信号 连接段的光隔离 通过 STEP 7、COMPROFIBUS 或者 GSD 文件进行组态。 诊断功能 通过 STEP 7 或者 COM PROFIBUS 初始化，诊断中继器决定了连接段的拓扑结构并

10、将它存储在内部诊断存储器中。 在发生故障时，中继器自动将包含下列细节的一个标准诊断消息传递给总线主站： 受影响的段 故障位置 (在站点 X 和站点 Y 之间) 故障位置与站点 X 或者站点 Y 的距离以及故障位置到中继器的距离 (单位：米) 故障类型 能够诊断下列错误： 信号电缆 A 或者 B 断裂 信号电缆 A 或者 B 与屏蔽线短路 丢失端阻器 松接触 不允许的级联深度 一个分段上站点过多 站点与诊断中继器相隔太远 故障报文 也可以识别零星错误。错误报文在 STEP 7 和 COM PROFIBUS 中以图形方式显示。它们完全集成到了 SIMATIC 系统诊断中 (如，总体诊断，“报告系统

11、错误”功能)。 组态 诊断中继器按如下方式组态： STEP 7 V5.1, 包括 Service Pack 2 COM PROFIBUS V5.1, 包括 Service Pack 2 第三方工具：通过 GSD 文件如果使用第三方主站，有可能通过 COM PROFIBUS 来决定拓扑结构。第三方组态工具不能决定拓扑结构。然而，如果一旦使用 COM PROFIBUS 确定了拓扑结构，接着第三方组态工具将会在出错的位置显示出信息。l 主要性能指标保护等级： IP 20工作环境： 温度：060，湿度：1095绝缘试验电压：500VDC指令处理时间： 二进制：0.08us , 浮点数：0.48us系统

12、总线： PROFIBUS-DP 传输速度12Mbit/s PROFIBUS-PA传输速度31.25Kbit/s最大站点数： DP 126（单机扩展） PA 32（单机扩展）I/O地址区： 64KB诊断缓冲： 3200条（可调节）嵌套深度： 24级光耦合器隔离： 有抑制干扰电压频率：400/60/50/10Hz模块热插拔功能：有WEB 客户机数量：3过程值归档: 1000/s 视觉传感器系统1套装置照相机功能 启动/停止监视 电子快门 (曝光控制) 整体或部分图像 (像素可自由选择) 图像记录与同步处理产生快速图像序列 图像记录的内部或外部 (中断) 控制 可同时控制多至 4 路光源 通过以太网

13、通信接入多个照相机的输出实现多台照相机监视 通过工业以太网输出实况、告警和故障图像 图像频率取决于使用的传感器 - 10, 25, 30, 37, 75 帧/秒- 可截取部分图像 (自由编程部分) 永久存贮不同测试目标的多种测试程序 可视化功能 VS Link 和 VS Link PROFIBUS 用于不带 PC 的现场实况、告警和故障图像的可视化，还可作为工业以太网和 PROFIBUS DP 之间的网关。 可使用彩色和单色显示器 支持分辨率从 640 x 480 至 1280 x 1024 工业以太网 (10/100 Mbit/s) 和 PROFIBUS DP 从站 一个以太网内的多个图像传

14、感器的图像的可视化 同时显示多个图像和结果表格 操作者可将图像停下以便观察 方便根据用户需要拆分屏幕 工作模式 直接评估： 记录下来的图像由快速 CPU 通过内存中的测试程序处理 高时钟频率： 当前图像与前面记录的图像一起并行处理 通过集成接口的通信 (组态、图像传输、 传递结果的生产数据、图像记录触发器) 引导能力： 连接好外部电源后，因为测试程序驻留在内存中，所以可以立即激活图像处理。 脚本编程： 控制监控任务的顺序；在同一图像上执行多项测试；对来自图像评估的数据进行数学计算；同外部设备进行通信。 数字 I/O 信号： 能够进行图像记录和产生结果以控制过程 编程 Spectation 组态工具 用于为 VS 720 图像传感器在线/离线测试程序的生成; 程序可被顺次测试并传送至图像传感器 在装有 Windows 95, 98, NT, 2000, XP 的编程设备/ PC上执行 模拟器用于优化参数和记住各种模式 通过工业以太网进行组态: 也可通过一台编程设备/ PC 组态多台图像传感器 可通过因特网进行远程诊断 HMI 符合 wi