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1、SIMATIC PCS7 标准培训PCS7 系统概述2024/7/27内 容nPCS7 系统结构与特点nPCS7 概述n自动化系统（AS控制站）nPCS7 网络结构nPCS7 操作员站nPCS7 工程师站nPCS7 系统典型应用2024/7/272系统结构与特点n系统结构图nSIEMENS PLC 网络结构nSIEMENS PLC 系统特点2024/7/273PCS 7 系统结构图SAP R/3Office LANEthernetOffice LANEthernet工厂工厂维护维护工厂工厂信息信息 PCS 7 / OPC-ServerInternet/Intranet工厂优工厂优化先进化先进控
2、制软控制软件包件包OS-LANEthernetOS 客户机客户机 /多客户机多客户机OS-服务器服务器(冗余冗余)批处理批处理 服务器服务器/客户机客户机服务器服务器 ESSIMATIC PDMEngineeringToolsetOS 单站单站(多屏多屏)Industrial Ethernet / Fast EthernetPROFIBUS-PAET 200MFail-SafeDP/PA-LinkAS 414 F/FHAS 417 F/FHET 200MPROFIBUS-DPPROFIBUS-DPCOx, NOx, .AS 417AS 416AS 414ET 200MEx-I/OHARTPRO
3、FIBUS-DPDP/PA-LinkET 200iSPROFIBUS-PAPROFIBUS-DPOSOPAS 414 HAS 417 HET 200MPROFIBUS-DPDP/PA-LinkPROFIBUS-PAY-LinkCOx, NOx, .OSESPCS 7启动包启动包AS 4142024/7/274SIEMENS PLC 网络结构n三层网络结构n现场总线层：PROFIBUS DP与PA，是联系控制站（AS）与现场站或设备的纽带n控制总线层：工业以太网，是连接控制站（AS）与服务器或操作站的桥梁。n厂级网络：标准以太网，是建立服务器与操作站或上层厂级网络通讯的关键。2024/7/275
4、SIEMENS PLC 系统特点n产品种类多n全集成自动化n系统开放性n模块化结构,强大的诊断功能n易学易用编程语言n强大的控制功能n系统能力n12 冗余服务器, 5,000 “控制回路“ / 服务器, 32 客户机/ 服务器,64控制站/ 服务器2024/7/276概 述nPCS7 全集成自动化nPCS7 与 PLC 和 DCS 的对比nPCS7 模块化结构2024/7/277PCS7全集成自动化n基于全集成自动化思想的过程控制系统SIMATIC PCS 7n基于以下标准部件基于以下标准部件:西门子西门子 人机界面人机界面西门子西门子 软件软件西门子西门子 工业控制计算机工业控制计算机西门子
5、西门子 控制器控制器西门子西门子 网络产品网络产品西门子西门子 基于基于DP分布式分布式I/OComponentsSIMATIC PCS 7全集成自动化系统全集成自动化系统2024/7/278PCS7全集成自动化nSIMATIC PCS7将过程控制与制造业控制毫无障碍地连接在一起分布式分布式分布式分布式 I/OI/O工业控制器工业控制器工业控制器工业控制器人机界面产品人机界面产品人机界面产品人机界面产品总线产品总线产品总线产品总线产品统一的通讯统一的通讯统一的通讯统一的通讯统一的组态和编程统一的组态和编程统一的组态和编程统一的组态和编程过程控制系统过程控制系统过程控制系统过程控制系统统一的数据
6、库管理统一的数据库管理统一的数据库管理统一的数据库管理2024/7/279PCS7与 DCS 和 PLC 对比DCSn系统结构完整n全局数据库n具备较强的诊断功能n组态工具使用方便n回路处理能力强n系统开放性较差n控制器运算速度较慢n逻辑处理能力弱PLCn系统开放灵活n控制器运算速度较快n逻辑处理能力强n分散数据库n系统完整性较差n系统诊断功能较弱n组态软件单一n回路处理能力较弱PCS7n系统完整且开放灵活n100MB ETHERNET TCP/IPn集成现场总线技术PROFIBUSn全局关系数据库：SYBASEn具备较强的诊断功能，不仅提供系统诊断，而且提供智能设备诊断n组态软件丰富、使用方
7、便n控制器采用多任务处理器，同时实现大量复杂回路控制和快速逻辑控制2024/7/2710PCS7 模块化结构n控制规模可根据用户实际需求量身定做n易于扩展和调整n模块化结构,可从最小的单站扩充至带有客户机服务器结构的大型系统OSOSOSOSOSOSES最小的单站最小的单站OSESOSESOS带有客户机服务器带有客户机服务器结构的大型系统结构的大型系统n最大支持：n12冗余服务器n5,000 控制回路 / 服务器n32 客户机/ 服务器n64 控制站/ 服务器2024/7/2711自动化系统PCS 7PCS 7ESESOSOSASASASNetNetSIMATICSIMATIC分布式分布式分布式
8、分布式 I/O ET 200M withI/O ET 200M withclass B class B 智能模块而且可以用于智能模块而且可以用于智能模块而且可以用于智能模块而且可以用于 EEx EEx ibib中央处理器中央处理器中央处理器中央处理器 S7-400 with S7-400 with CPU 414, 416, 417, 414H, 417HCPU 414, 416, 417, 414H, 417H2024/7/2712SIMATIC PCS 7 控制器nAS 站的控制器来自功能强大的 S7-400 家族n已经组态好，集成在一个机架上而且经过了测试n中央处理器nS7 414-3,
9、 S7 416-2, S7 416-3, S7 414-4, S7 417-4 n带有集成的 PROFIBUS-DP 接口n集成了 MPI 接口nRAM 768 to 4,000 kByten电源供电(options: 24 VDC, 120 VAC, 230 VAC)n带有以太网通讯的卡件n控制器可选冗余n免费集成和测试2024/7/2713控制站性能指标简表程序程序/数据存储器数据存储器指令指令DI/DOAI/AO指令执行时间指令执行时间位存储区位存储区定时器定时器/计数器计数器通讯接口通讯接口CPU414-3 414-42x384kB 2x384KB 128K 128 Keach 32K
10、 each 64K each 2K each4K from 0,1s8K256 / 256 512/512MPI/DPPROFIBUSDP 2 IFM SSCPU416-2 416-32x0,8MB 2x1,6MB265 K 530 Keach 32K each 64K each 4Kfrom 0,08s16K512 / 512MPI/DPPROFIBUS DPCPU 417-42x2MB *)660 Keach 128Keach 8Kfrom 0,1s16K512 / 512MPI PROFIBUS DP 2 IFM SS*) expandable up to each 10MB2024/7
11、/2714控制器和输入/输出的显著特点n在线更改组态配置在线更改组态配置(CiR)n 适用于全部控制器站 AS (AS 414-3, 416-2, 416-3, 417-4, 414-4-1H, 417-4-1H)n 适用于故障安全控制器站 S7-400F (AS 414F, 417F)n在线更改远程在线更改远程 I/On 远程 ET 200 M n增加新远程站n增加 I/O 模板n修改I/O模板参数设置n PROFIBUS DP/PA n增加新设备或从站n修改 PA 设备参数设置n ET 200iS 和 ET 200S n增加新远程站n更换 I/O 模板nET 200iS: 使用SIMATI
12、C PDM参数化V6newI/O moduleAS download2024/7/2715I/O模板和现场设备的在线修改标准标准 / 故障安全故障安全 CPUs冗余冗余 CPUsnET 200M 模板模板 通道通道 机架机架n故障安全模板nDP 从站 以及 PA 从站n基本功能：n增加新 I/O 模板n删除现有I/O模板n增加新 DP 从站n修改 I/O 模板参数n增加新 PA 从站n冗余系统附加功能:n增加 CPU 内存n更改 CPU 参数n增加 / 删除 S7-400 I/O 模板2024/7/2716支持高要求冗余输入/输出模板nET 200M 上可选择 I/O 冗余方式n使用浏览方式组
13、态配置n对每一块模板可选择冗余配置 n单CPU上可实现冗余和标准模板混合配置n不需要CFC 特殊逻辑，系统自动进行通道切换I/O modulesensorAS 414 HAS 417 HPROFIBUS DPredundantI/O module2024/7/2717分布式I/O灵活的连接现场设备n分布式I/O ET 200Mn安装在控制室或现场n采用S7-300系列完整的 I/O 产品体系 n带有诊断功能的 class B 模块n用于防爆区内的本安模板ExnHART 协议模拟量输入模板n通过热插拔底座使得所有模板均支持热插拔n通过PROFIBUS-DP 连接AS与I/On可选光缆连接n通信线
14、缆冗余n在中央处理器机架上可以安装S7-400模板2024/7/2718防爆区域解决方案 ET200iSnET 200iS用法nI/O卡件直接安装在 1区 和 2区n传感器和执行器直接安装在 0 区PROFIBUS-DP-耦合器n通过DP耦合器将PROFI BUS DP引入防爆区域n集成了DP-V1通讯标准n模块种类齐全n通过采用PNO-规范 可以连接HART协议仪表n集成于 SIMATIC PCS 7系统之中n通过PDM软件对于包括HART协议仪表在内的现场设备进行组态n所有驱动软件均集成在PCS7 软件中2 x AO HART2 x AI HART2 x AI RTD2 x AO 0.20
15、mA4 x DI Namur2024/7/2719在防爆区域内三种解决方案PneumaticValvesPROFIBUS-DP max. 12 Mbit/s 工工 业业 以以 太太 网网HARTPROFIBUS-PA 31,25 Kbit/sPROFIBUS-DP 1,5 Mbit/s. . . .FlowPressurePositionerLevel定位器定位器LinkET 200iSEx I/ODP耦合器耦合器2024/7/2720灵活而简单的组态手段ET200M标准接口标准接口MIS, ERP, 资产管理资产管理控制器控制器 S7-400工业以太网工业以太网SIMATIC PCS 7 工
16、程师站工程师站SIMATIC PDM:- PROFIBUS-PA- PROFIBUS-DP- HARTPROFIBUS-PA 现场设备现场设备SIPART PSSITRANS PPROFIBUS-DP 现场总线现场总线PROFIBUS DPSIPOS 3, 5SIPART DRSIMOVERTSIMOCODEDP/PA-LinkET 200iS4-20 mA / HART4-20 mA / HARTI/O module4-20 mA / HARTSITRANS F2024/7/2721高可靠性冗余控制器414H/417H即使是高可靠性控制器即使是高可靠性控制器仍然由模块化产品搭建仍然由模块化产
17、品搭建2 种配置方案种配置方案2个分立的冗余机架个分立的冗余机架最远距离可达最远距离可达500米米 冗冗 余余 电电 源源 配配 置置5VP-BusK-BusPSPSCPU 冗冗 余余 电电 源源 配配 置置5VP-BusK-BusPSPSCPU5VP-BusK-BusPSPSCPU5VP-BusK-BusPSPSCPU安装在一个紧凑型安装在一个紧凑型机架上机架上2024/7/2722先进的冗余技术：事件同步Op code synchronizationPart-AG APart-AG BPart-AG APart-AG BTime synchronizationPart-AG APart-A
18、G BCyclic synchronizationPart-AG APart-AG BNo synchronizationSIEMENSSIEMENS专专专专 利利利利 无无无无 跳跳跳跳 线线线线 设设设设 计计计计n n 快快快快 速速速速 的的的的 切切切切 换换换换 时时时时 间间间间 ( ( ( (30 ms)30 ms)30 ms)30 ms)n n 切切切切 换换换换 时时时时 所所所所 有有有有 状状状状 态态态态 保保保保 持持持持n n 无无无无 信信信信 息息息息 缺缺缺缺 失失失失n n 无无无无 报报报报 警警警警 缺缺缺缺 失失失失n n 过过过过 程程程程 无无无
19、无 任任任任 何何何何 扰扰扰扰 动动动动2024/7/2723Event synchronization(Siemens Patent)Teil-AG ATeil-AG BTeil-AG B事件同步功能n同步所有可导致两CPU状态不一致的指令n同步功能自动实现，不需编程或组态n要发生同步的事件有:n更新过程影像区n直接访问I/On报警及中断n更新计时器n通讯2024/7/2724I/O 总线模板冗余的切换方式主从主从CPU独立访问相连独立访问相连I/O站的通讯模站的通讯模板板主从主从CPU同时读取同时读取I/O数据数据主从主从CPU同时写数据到通讯模板同时写数据到通讯模板处于处于ACTIVE
20、状态的通讯模板写数据到状态的通讯模板写数据到I/O模板模板2024/7/2725故障安全性系统 414FH/417FH由冗余控制器和非冗余由冗余控制器和非冗余 I/O 构成构成n冗余的冗余的 S7-400FHn冗余的冗余的 PROFIBUS-DPn冗余的冗余的 IM 153-2 FOnSIL 2, AK4nSIL3, AK5 or 6S7-400FHPROFIBUS DPET200MF-I/OIM 153-2 FOn冗余的冗余的 S7-400FHn冗余的冗余的 PROFIBUS-DPn冗余的冗余的 IM 153-2 FOn冗余的故障安全型冗余的故障安全型 I/On差异分析差异分析nSIL 2,
21、 AK4nSIL3, AK5 or 6PROFIBUS DPS7-400FH冗余冗余ET200MET200MF-I/OF-I/OS7-400FET200MPROFIBUS DPF - I/OIM 153-2 FOnSIL 2, AK4nSIL 3, AK5 or 6由单控制器和非冗余由单控制器和非冗余 I/O 构成构成由冗余控制器和冗余由冗余控制器和冗余 I/O 构成构成2024/7/2726PCS7 规范2024/7/2727PCS7 网络结构PCS 7PCS 7ESESOSOSASASNetNetNetSIMATICSIMATICSIMATIC NetPROFIBUS, 工业级快速以太网工
22、业级快速以太网2024/7/2728PROFIBUS 的历史的历史n1987由siemens等13个工业组织和5所大学制定的规范n1988进入德国 DIN标准 DIN19245n1996 进入欧洲现场总线标准 EN 50170n2000 进入国际标准 IEC 61158n2001 进入中国国家行业标准IEC 61158 communicationIEC 611582 communicationProfile PROFIBUS-DP(high speed)Profile PROFIBUS-PA(low speed)RS 485 或光纤 max. 12 MBit/s 45 Kbit/s总线供电总线
23、供电在各种现场总线中在各种现场总线中排名第一排名第一2024/7/2729PROFIBUS网络概念PROFIBUS-PA 45,45 kbit/s现场仪表现场仪表Controller S7-400PROFIBUS-DP 12 Mbit/sI/O驱驱 动动DP/PA Link2024/7/2730PROFIBUS 协议特征 混合总线访问协议混合总线访问协议 主站间的逻辑令牌环主站间的逻辑令牌环 主从站间的主从协议主从站间的主从协议 主站主站 主动站在一个限定时间内主动站在一个限定时间内 (Token Hold Time) 对总线有控制权对总线有控制权 从站从站 从站只是响应一个主站的请求，从站只
24、是响应一个主站的请求， 它们对总线没有控制权它们对总线没有控制权 从站与从站之间通过广播方式进行通讯从站与从站之间通过广播方式进行通讯主动站、主设备被动站、从设备被动站、从设备PCPROFIBUS2024/7/2731PROFIBUS 网络基本特性数据nS7 控制器最多可连接 10 PROFIBUS DP 通讯处理器nPROFIBUS DP的最大速度是12Mbit/sn每一条PROFIBUS DP允许连接最大123 slavesnThe DP/PA-Link is one DP-Slave 允许最大30个现场设备仪表(PA-Slaves)n每一个RS485 的PROFIBUS DP段允许最大3
25、1 slaves. RS485 segments are cascaded 通过中继器. The length of one RS485 segment is 200m 1.5 Mbit/s.nFibre optic segments can have a length up to 2.8km. Fibre optic segments can be cascaded using OLMs. Fibre optic buses can have a ring structurenRS485 and fibre optic physical layers aretransparent for t
26、he protocolPROFIUS DPSystem bus Industrial Ethernet / Fast EthernetPROFIBUS DP SlavesS7 400 ControllerFibre opticRS485OLMOLMRS485RepeaterPROFIBUS DP SlavesPROFIBUS DP SlavesPROFIBUS DP Slaves Fibre OpticRepeaterPROFIBUS PA2024/7/2732连接冗余的 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DPAS 414HAS 417HIMIMBus moduleBackplane b
27、usPull & PlugL+L+RedundantIM 153ET 200ML+L+DP/PA-LinkIM 157in preparationY-LinkL+L+2024/7/2733快速以太网 网络组态组态规定组态规定: max. 50 OSM / ring max. 3000m between two OSM max. ring distance 150 km (长距离可达长距离可达 900 km)冗余光线环网冗余光线环网100 Mbit/s100 Mbit/s10 Mbit/s冗余管理器冗余管理器(= OSM)带有六个连接口的带有六个连接口的光线交换模块光线交换模块(OSM): :
28、:2024/7/2734全双工和并行通讯Load seperation:Local Dataremain localFull Duplex:Send and Receive Dataat the same time100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s2024/7/2735真正有效增加网络通讯能力10 Mbit/s100 Mbit/s100 Mbit/s+ Switching100 Mbit/s+ Switching+ Full DuplexNetwork performanceLink
29、performance4 Mbit/s40 Mbit/s100 Mbit/s200 Mbit/sNetwork topology2024/7/2736OSM采用交换技术带来的优点n对于已经存在的网络扩展方案节省投资 ，由于n毫无问题地连接已经存在的 10 Mbit/s 数据终端和子网n由于负载的隔离增强了网络性能n数据传输速率达到100 Mbit/s n简单的网络配置n发生故障时网络极其快速的重构时间保障了稳定的数据通讯 ( 100 %)n12 冗余服务器冗余服务器, 32 客户机客户机/ 服务器服务器,64控制站控制站/ 服务服务器器n高性能的存档系统n优化的 AS/OS 通讯n报警等级可用
30、于重要报警的选择和监视2024/7/2740操作员站的显著特点（2）n高级 “状态显示”n无需脚本可实现状态和报警信息的合成无需脚本可实现状态和报警信息的合成n操作员站运行状态自检nOS 服务器监视运行应用软件状态服务器监视运行应用软件状态n增加 Visual Basic 脚本 n高级的过程控制选件包n可组态可组态 OS 运行界面运行界面 (屏幕分辨率屏幕分辨率, 总览区的个数总览区的个数 .)nOS 可使用可使用sound card 输出各种声音信号输出各种声音信号n全球时间同步全球时间同步n更方便的用户自定义操作员站运行界面组态工具2024/7/2741操作员站在线修改n方便的在线修改,
31、同样适用于非冗余系统n冗余服务器选择性上装可实现在线修改和测试nMAKE工具可实现选择性自动上装ESOS新变量新变量n上装服务器上装服务器 A, 客客户机户机 1 和和 2n测试测试n上装服务器上装服务器 B, 客客户机户机 3 和和 4OS Server ESAB 12342024/7/2742全新的存档系统n扩展了客户机/服务器结构*) 每个客户机可以和每个服务器通讯每个客户机可以和每个服务器通讯 !OS 服务器服务器max. 12 (冗余冗余)存档服务器存档服务器(过程变量存档过程变量存档)OS 客户机客户机 max. 32 *).2024/7/2743高性能存档系统n基于Microso
32、ft SQL Server 2000n集中的, 冗余存档服务器用于过程检测变量n性能参数 n多达多达 10,000 检测变量检测变量/秒秒 (存档服务器存档服务器)n多达多达 100 报警报警/秒秒 (每个每个 OS 服务器服务器)n数据存储压缩n在线可组态n冗余系统快速同步n长期存档完整的I清除功能2024/7/2744高级状态显示n过程状态和报警信息可集成在一个状态字中n方便的组态 (无需脚本)n减少显示调用时间n减少系统负荷功能块的状态和报警信息可简单的组态 OS 的符号显示alarms(e.g. monitoring time)status(e.g. open, opening, cl
33、ose, failure)2024/7/2745扩展的报警功能n方法确认触发的报警n多次不重要故障可在控制器中自动抑制多次不重要故障可在控制器中自动抑制n同样的报警只在确认后再重发同样的报警只在确认后再重发n对每一个控制器可单独组态对每一个控制器可单独组态n附加的报警属性 “优先级”n例如例如 一条操作台员引用语一条操作台员引用语: “A warning from the main reactor is more important than an alarm from the water waste treatment“n0 (最低级最低级) 到到 16 (最高级最高级)nPCS 7 OS
34、报警总览区总显示最高等级的报警报警总览区总显示最高等级的报警n操作员可单击报警自动显示相应的过程画面操作员可单击报警自动显示相应的过程画面n扩展的报警文本信息n功能块注释功能块注释 (e.g. boiler temperature) 可选择地用于报警文本可选择地用于报警文本 nPCS 7 V5.2 alarm text: 09.10.2002 12:25:123 V100 RA1 T1 highnPCS 7 V6.0 alarm text: 31.03.2003 11:17:345 V100 RA1 T1 boiler temperature highn编写功能块注释编写功能块注释n直接直接
35、CFC 中编写功能块中编写功能块n也可通过过程对象界面也可通过过程对象界面2024/7/2746优化的 AS - OS 通讯AS - OS 通讯通讯 OS: 每次要求一次每次要求一次控制器控制器: 周期周期OS: 周期周期控制器控制器: 周期周期OS: 每次要求一次每次要求一次控制器控制器: 变化发送变化发送(每祯中更多的数据每祯中更多的数据)cyclic *)OSrequestevery 2 s *)controlleranswerevery 2 s *)OScontrollerOSrequestonceOScontrolleranswer every2 s *) if changedOS1
36、997PCS 7 V4 2000 PCS 7 V5 2003 PCS 7 V6controllercontrollercontrolleranswerevery 2 s *)OSrequestoncecyclic *)cyclic *)2024/7/2747用户界面n标准用户界面标准用户界面 :n清晰的工艺流程画面 n趋势画面和信息画面的标准化显示n带有总貌区和按键区的多窗显示技术n简单，直观的操作! ! 隐藏窗口隐藏窗口隐藏窗口隐藏窗口窗口技术窗口技术窗口技术窗口技术按键区按键区按键区按键区按键区按键区总貌区总貌区总貌区总貌区总貌区总貌区(4x4 (4x4 (4x4 矩阵矩阵矩阵矩阵矩阵矩阵
37、) )工作区工作区工作区工作区工作区工作区2024/7/2748多屏显示 (Multi VGA)n可通过存储当前屏幕组态等方式进行各种操作n一个操作站可连接1至4个显示屏,用一套操作设 备( 键盘/鼠标器 )来 操 作2024/7/2749SFC 可视化n通过ES SFC 软件包自动产生显示n在线组态n每一步有导航显示n带有“步”和“条件”框的总体显示n通过序列框弹出操作要求的概要显示n动态的“步”和“条件”框无须额外的工程无须额外的工程 !2024/7/2750广泛的操作员权限n操作员权限:n每个操作员/组能够被分配给单独的权限n操作员能有特定的功能n工厂各个车间的操作/非操作n通过密码或磁
38、卡的访问授权n每一个操作每一个对象的功能应用Operator Shift managerMaintenance 2024/7/2751操作员站的附加功能n磁卡阅读机：简单安全的用户识别n视频输入：在过程图像中n用户管理：每个操作员/组能被分配给单独的功能,区域等的操作授权n带有DCF 77或GPS 接收器的中央时间同步n用于声光信号的信号模块n在线语言转换 2024/7/2752操作站的系统组件n计算机：德国原装的西门子工控机，预装好各种相应软件，使用方便n基本的 SIMATIC IPCn单OS站nOS ServernClient Operator 终端n结合的 OS / ES 站n基本且主要
39、的多处理器n带有增强有效性的高性能OS服务器2024/7/2753选件：OS冗余n基于冗余服务器的多客户机n当服务器故障时,客户机自动切换n在同一服务器上冗余的OS,在重新启动时,带有文档更新的功能ClAClAClAClBClBClBServer AServer B2024/7/2754用于大型项目的客户机/服务器结构n分布式数据保存n多客户机 / 服务器相互操作n32客户机连接在 12服务器/ 冗余的服务器上n5,000 控制回路 /服务器 共计60,000控制回路几个系统区的同时操作几个系统区的同时操作.通过分散的数据库通过分散的数据库,增强有效性增强有效性根据工厂结构根据工厂结构,灵活的
40、适用的灵活的适用的OS层层(例如: 每个工厂区/过程单元 1个服务器 )多客户机可以访问多客户机可以访问:n所有的报警和事件归档文件n所有的过程数据归档文件(例如. 在一个趋势窗口)n来自多服务器的过程数据在一个单一的显示器上显示终端总线冗余服务器系统总线多客户机控制器2024/7/2755WinCC 6.0 支持Web 浏览器nWeb 服务器n与WinCC Server进行数据通讯nSybase any Wheren管理存取权限nWeb 客户机n通过Web进行生产过程监视与操作n存取权限控制n最小的安装和维护n工厂管理者通过Internet/Intranet了解生产状态new !2024/7
41、/2756PCS7 工程师站PCS 7PCS 7ESESESOSOSASASNetNetSIMATICSIMATICES系统系统可以观察带有标签导向的组态可以观察带有标签导向的组态2024/7/2757工程师站的显著特点（1）n全新的编程视角 过程对象视角“n一个画面中可显示过程变量的全部信息一个画面中可显示过程变量的全部信息 (参数参数, 报报警警, OS 对象对象, 存档存档.)n数据表编辑器可组态全部参数数据表编辑器可组态全部参数, 而不必逐一打开各而不必逐一打开各自的编辑器自的编辑器n过滤和排序功能过滤和排序功能n取消重做功能取消重做功能n与与Excel, Access 兼容兼容, 可
42、通过可通过 copy / paste 相互相互间使用间使用n项目库有典型过程变量和导入项目库有典型过程变量和导入/导出功能导出功能n 多项目编程可实现大项目的平行编程n可一个工厂划分成可一个工厂划分成 N 个项目并平行工作个项目并平行工作 (最小为单最小为单个个 AS 或或 OS)nPCS 7 自动协调各子项目自动协调各子项目 (e.g. connections)2024/7/2758工程师站的显著特点（2）nSFC extensionsn使用使用 类型类型/情景情景 CFC 相同的方法相同的方法, 实现集中管理实现集中管理nSFC-情景块情景块 和和 SFC-视角可在视角可在 CFC 中实现
43、图形化中实现图形化连接连接n一个一个 SFC 中可使用多步骤和多状态可以使用变化中可使用多步骤和多状态可以使用变化的操作方式的操作方式nSFC 不需要接口块可直接连接不需要接口块可直接连接 SIMATIC BATCHn 编译n对控制器对控制器, 操作站和操作站和BATCH站站, 集中编译集中编译/下载下载 n 版本交叉检查功能 (VXC) (V6.0 SP1)n图形化显示组态比较工具图形化显示组态比较工具n 更强的编程效率n自动检查并更新控制器和操作站之间变量名的改动自动检查并更新控制器和操作站之间变量名的改动n自动优化控制器中功能块的执行次序自动优化控制器中功能块的执行次序nCFC中自动连接
44、中自动连接 参考文本参考文本2024/7/2759工程师站n一个工程师站可以组态所有的系统组件,从OS经由AS到现场级n组态代替编程n图形化的构成工具n带有图形工具的n在线测试和改变n带有自动文件的整个项目的数据库工程师工程师2024/7/2760中央集成的工程师站STEP 7STEP 7LibrariesLibrariesCFCCFCSFCSFCSCLSCLWinCCWinCCY2V5V4V30000.0 MBARP40000.0 MBARP50000.0 MBARP60000.0MBARP1INERTGASABLUFT1ABLUFT2ABLUFT3V6V1Y1V2MBARPC%A10000
45、.0Reaktor 010000.0%000.0%000.00000.0produktM1R100000000F1PDMPDMDatabaseDatabaseSIMATIC ManagerSIMATIC Manager技术逻辑技术逻辑功能块功能块带有操作界面带有操作界面/面板面板的的OS 组态组态用户自定义用户自定义功能块功能块应用工程应用工程现场设备和组件现场设备和组件的组态的组态2024/7/2761分层结构 工厂分级工厂工厂过程单元过程单元设备设备控制回路等控制回路等2024/7/2762PCS 7 组态视图n设备视角n用于组态控制器硬件 (I/O 模板, 控制器, 系统总线 etc.)
46、n适用于维护工程师使用n工厂视角 (PCS 7 V5, V6)n根据过程标准将工厂分等级管理 (工厂级/单元级/设备级) n适用于过程专家使用n将被过程对象代替n过程对象视角 (PCS 7 V6)n单副画面上可显示过场变量的全部信息n集成的开发环境 (IDE)2024/7/2763更有效的修改管理n拷贝和修改控制器 - HMI 的连结将被自动更新Plant_1Reactor_1TIC10PIC11V17Plant_1Reactor_2TIC20PIC21V27控制器控制器 - HMI 的连结将被自动更新的连结将被自动更新n例如：以最小的时间拷贝一个现有的单元?n整体的拷贝图形和功能图 Reac
47、tor_1 n简单的修改拷贝，改名成 Reactor_2n硬件连接nOS 编译: n控制器 - OS 间有关 Reactor_2的将自动被改名n图形 (包括动态连接)n脚本n存档2024/7/2764分布式和协调编成 多项目工程师服务器工程师服务器 工厂 (多项目) 项目 1 工程师站 1 项目 2 在做 项目 n 项目 3 . . . . .项目 4 在做项目 X 在做工程师站 2工程师站 n2024/7/2765工程师站SIMATIC PDMn用于 HART- 和 PA-设备组态的工具DeviceDescriptionHHT0/4 . 20 mA+ HARTPROFIBUS-DP up t
48、o 12 Mbit/sET 200 Mwith HARTES withSIMATIC PDMOSSystem busSIMATIC S7-400meas. value / statusstandardised parametersmanufacturer specific parametersDP/PA-LinkPROFIBUS-PA2024/7/2766符合IEC 61131的 CFC 图形化组态n功能组态(例:控制回路) 通过 CFC 编辑器n功能性的决定是通过功能块的放置和互连来完成的n连接也可以同其他图表的功能块n这些连接被自动地管理在图表的注释区n通过输入/浏览信号名称建立I/O信号
49、的连接2024/7/2767按照IEC 1131 编辑过程控制 (1)2024/7/2768按照IEC 1131 编辑过程控制 (2)扩展扩展“步步”自由跳转自由跳转扩展转移条件逻辑扩展转移条件逻辑自动的过程监视自动的过程监视操作权限自由组态操作权限自由组态在操作在操作“条件条件”和和“步步”时时,可以修改和下载可以修改和下载,无须停无须停止止 SFC2024/7/2769新 SFC 使用扩展状态管理n每一个 SFC 支持 16 不同的状态/模式, 符合 ISA S88标准n在一个 SFC 中可以定义多个不同的顺序 (多达 8 个)n不同的操作的模式 (e.g. 加热/冷却)n例外处理 (e.
50、g. 保持, 放弃, 安全状态)n过程事件/状态可以触发不同顺序PCS 7 自动协调自动协调加热加热冷却冷却安全状态安全状态触发操作模式触发操作模式加热加热冷却冷却安全状态安全状态 1 2 8 . . . . . . . . 2024/7/2770SFC: 一个SFC 图中多个顺序逻辑定义击活 SFC 顺序不同状态/模式下 SFC 的顺序2024/7/2771工程师站库n带有技术软件的各类应用库带有技术软件的各类应用库:n基本库n现场设备库n技术库n用于PROFIBUS-PA设备的驱动库n适合于功能块+面板的设计方针n集成的系统特征集成的系统特征:n诊断n信息n标准面板n在线助手+for ES
51、and ASfor OS2024/7/2772结构化的控制语言SCLn自定义用户功能块的高级语言n类似PASCAL语言，所以功能强大n符合 IEC 1131-3n编译器和调试器都集成在系统中n可被用作图形化的CFC块2024/7/2773SIMATIC BATCHn更高的实用性与 MS Cluster 或 热备冗余n支持多层配方 ( 符合标准 )n使用分布式 OS 服务器, 可以从小系统扩展到非常大系统n提供 单元, 操作, 状态 OS 面板n配发操作的库n单元独立于配发n完全集成于工程师站系统nXML 格式的存档和报表系统n提供与 SIMATIC IT 结构的 MIS/MES 标准连接接口n
52、提供开放的用户特殊扩展接口n21 CFR Part 11 标准支持 “进入控制”(用户管理), “电子签名”, “查帐索引”,“版本”2024/7/2774PCS 7 支持现代 DCS 的全部要求n n控制器控制器, , I/O I/O 模块模块, , 外围设备外围设备n 在线更换n 运行中扩展和参数修改n 更可靠 (环境, 电源冲击)n Ex 防爆模板 n 在线修改应用程序n 全冗余 (控制器, I/O 模块和 PROFIBUS)n 集成 Fail-Safe 故障安全技术n 集成智能现场设备/驱动n nHMI HMI 人机界面人机界面 多个操作站可连接整个工厂 更大的容量 客户机- 服务器结
53、构 冗余 在线修改n n通讯通讯 n 高速以太网n 光纤交换机技术n 冗余 (系统/现场总线)n 在线扩展n n工程师编程工程师编程n 集中编程全部单元n 大批编程工具提高效率n 编程智能现场设备n 软件模拟和测试n 支持确认功能n 分布, 平行编程Batch Batch 批处理批处理批处理批处理 独立于配方的单元独立于配方的单元 支持多层配方支持多层配方 (符合符合S88.01 标准标准) 可扩展由小系统到大系统可扩展由小系统到大系统 冗余冗余 符合符合21 CFR Part 11 标准标准 完全集成工程师站系统完全集成工程师站系统2024/7/2775WinCC 集成到企业生产管理系统 内
54、置数据内置数据库服务器库服务器客户机客户机PowerBuildPowerBuildererVB, DelphiVB, Delphi 厂级、公司级厂级、公司级管理系统数据管理系统数据库服务器库服务器2024/7/27762024/7/2777SIMATIC PCS 7n控制系统基于领导市场的SIMATIC产品基础上n包含在 TIA:Totally Integrated Automationn最新技术的使用n持续不断的研发n全球范围的支持nSIEMENS 公司的过程控制系统2024/7/2778PCS7 典型应用n天脊集团硝酸扩产项目新装置DCS控制系统n秦皇岛北方集团浮法玻璃生产线控制系统n北京
55、草桥热电厂一期工程DCS控制系统n徐州炼焦气化厂DCS控制系统n水钢焦炉监控DCS控制系统n安钢2#加热炉控制系统2024/7/2779天脊硝酸新装置系统配置图冗余冗余环形工业以太环形工业以太网网Profibus- DP标准以太网标准以太网OSAS417-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)Manager office PC彩色打印机ET200M(2)ET200M(3)ET200M(10)OSESBENTLY3500MODBUS2024/7/2780秦皇岛浮法玻璃系统配置图Profibus- DP光纤光纤冗余冗余环形工业以太网环形工业以太网WinCC ServerRedundant Win
56、CC Server标准以太网标准以太网OSAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)OSOSOSManager office PC彩色打印机WinCC ServerET200M(5)ET200M(1)ET200M(6)ET200M(12)AS414-H冗余控制站冗余控制站成成型型工工段段退退火火工工段段熔熔化化工工段段ESPLC50/2e(AB)2024/7/2781北京草桥热电厂系统配置图光纤冗余光纤冗余环形工业以太环形工业以太网网标准以太网标准以太网OSManager office PC彩色打印机OSESOSOSOS冗余冗余Profibus- DPAS414-H冗余控制站冗余控制
57、站ET200M(1)ET200M(2)ET200M(3)ET200M(4)冗余冗余Profibus- DPAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)ET200M(2)ET200M(3)ET200M(15)四台锅炉、四台锅炉、BMS及泵及泵站站冗余控制系统冗余控制系统化学水处理等化学水处理等冗余控制系统冗余控制系统2024/7/2782徐州炼焦气化厂系统配置图焦炉控制室焦炉控制室东厂调度室东厂调度室硫铵控制室硫铵控制室冷凝控制室冷凝控制室粗苯控制室粗苯控制室煤气鼓风机控制室煤气鼓风机控制室ET200MET200MET200MET200MET200MET200MET200MET200MO
58、LM工程师站工程师站冗余环形工业以太网冗余环形工业以太网 100100M/SM/S煤气鼓风机煤气鼓风机操作站操作站操作站操作站操作站操作站AS-414H冗余控制站冗余控制站冗余冗余PROFIBUS -DP光纤光纤煤塔计量煤塔计量红外测温红外测温 厂级厂级管理管理系统系统推焦管理推焦管理操作站操作站操作站操作站操作站操作站操作站操作站操作站操作站ET200MET200MET200MET200MET200M2024/7/2783水钢焦炉监控系统配置图冗余冗余环形工业以太环形工业以太网网Profibus- DP标准以太网标准以太网OSAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)Manager office PC彩色打印机ET200M(2)ET200M(3)ES/OS2024/7/2784安钢2#加热炉系统配置图工业以太网工业以太网标准以太网标准以太网OSManager office PCOSES冗余冗余Profibus- DPAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)ET200M(2)2024/7/2785TotallyTotallyIntegratedIntegratedAutomationAutomationSIMATIC PCS 7SIMATIC PCS 7withwith自动化变得越来越简单自动化变得越来越简单 ! !2024/7/2786
