SIMATIC PCS7 系统概述.ppt

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1、2024/8/12024/8/1SIMATIC PCS7 标准培训标准培训PCS7 系统概述2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2 2内内 容容lPCS7 系统结构与特点lPCS7 概述l自动化系统（AS控制站）lPCS7 网络结构lPCS7 操作员站lPCS7 工程师站lPCS7 系统典型应用2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3 3系统结构与特点系统结构与特点l系统结构图lSIEMENS PLC 网络结构lSIEMENS PLC 系统特点2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS

2、TRANING4 4PCS 7 系统结构图系统结构图SAP R/3SAP R/3Office LANEthernetOffice LANEthernet工厂工厂维护维护工厂工厂信息信息 PCS 7 / PCS 7 / OPC-ServerOPC-ServerInternet/Intranet工厂优工厂优化先进化先进控制软控制软件包件包OS-LANEthernetOS OS 客户机客户机 / /多客户机多客户机OS-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 ESESSIMATIC PDMSIMATIC PDMEngineeringEngine

3、eringToolsetToolsetOS OS 单站单站( (多屏多屏) )Industrial Ethernet / Fast Industrial Ethernet / Fast EthernetEthernetPROFIBUS-PAET 200MFail-SafeDP/PA-LinkAS AS 414 414 F/FHF/FHAS AS 417 417 F/FHF/FHET 200MPROFIBUS-DPPROFIBUS-DPCOx, NOx, .AS AS 417417AS AS 416416AS 414AS 414ET 200MEx-I/OHARTPROFIBUS-DPDP/PA-

4、LinkET 200iSPROFIBUS-PAPROFIBUS-DPOSOPAS AS 414 414 H HAS 417 HAS 417 HET 200MPROFIBUS-DPDP/PA-LinkPROFIBUS-PAY-LinkCOx, NOx, .OSESPCS 7PCS 7启动包启动包AS 4142024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5 5SIEMENS PLC 网络结构网络结构l三层网络结构现场总线层：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。厂级

5、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。2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6 6SIEMENS PLC 系统特点系统特点l产品种类多l全集成自动化l系统开放性l模块化结构,强大的诊断功能l易学易用编程语言l强大的控制功能l系统能力12 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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7 7概概 述述lPCS7 全集成自动化lPCS7 与 PLC 和 DCS 的对比lPCS7 模块化结构2024/8

6、/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING8 8PCS7全集成自动化全集成自动化l基于全集成自动化思想的过程控制系统SIMATIC PCS 7l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DPDP分布式分布式I/OI/OComponentsComponentsSIMATIC PCS 7SIMATIC PCS 7全集成自动化系统全集成自动化系统2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS T

7、RANING9 9PCS7全集成自动化全集成自动化lSIMATIC 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 I/OI/OI/OI/O工工工工业业控制器控制器控制器控制器人机界面人机界面人机界面人机界面产产品品品品总线产总线产品品品品统统一的通一的通一的通一的通讯讯统统一的一的一的一的组态组态和和和和编编程程程程过过程控制系程控制系程控制系程控制系统统统统一的数据一的数据一的数据一的数据库库管理管理管理管理2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1010PCS7与与 DCS 和和 PLC 对比对比DCSDCSn系统结构完整n全局数据

8、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PLCPLCn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PCS7PCS7n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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSI

9、AS TRANING1111PCS7 模块化结构模块化结构l控制规模可根据用户实际需求量身定做l易于扩展和调整l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OSOSOSOSOSOSOSOSOSOSOSOSESES最小的单站最小的单站OSOSESESOSOSESESOSOS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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1212自动化系统自动化系统PCS 7PCS 7PCS 7P

10、CS 7ESESESESOSOSOSOSASASASASASASNetNetNetNetSIMATICSIMATICSIMATICSIMATIC分布式分布式分布式分布式 I/O ET 200M withI/O ET 200M withI/O ET 200M withI/O ET 200M withclass B class B class 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 ibEEx ibEEx ibEEx ib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 S7-400 wi

11、th S7-400 with CPU 414, 416, 417, 414H, 417HCPU 414, 416, 417, 414H, 417HCPU 414, 416, 417, 414H, 417HCPU 414, 416, 417, 414H, 417H2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1313SIMATIC PCS 7 控制器控制器lAS 站的控制器来自功能强大的 S7-400 家族l已经组态好，集成在一个机架上而且经过了测试l中央处理器S7 414-3, S7 416-2, S7 416-3, S7 414-4, S7 417-4 带有

12、集成的 PROFIBUS-DP 接口集成了 MPI 接口RAM 768 to 4,000 kBytel电源供电(options: 24 VDC, 120 VAC, 230 VAC)l带有以太网通讯的卡件l控制器可选冗余l免费集成和测试2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1414控制站性能指标简表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/DODI/DOAI/AOAI/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/ /计数器计数器通通讯讯接接口口CPUCPU414-3 414-3 414-4414-42x384kB 2

13、x384KB 128K 128 Keach 32K each 64K each 2K each4K from 0,1s8K256 / 256 512/512MPI/DPPROFIBUSDP 2 IFM SSCPUCPU416-2 416-2 416-3416-32x0,8MB 2x1,6MB265 K 530 Keach 32K each 64K each 4Kfrom 0,08s16K512 / 512MPI/DPPROFIBUS DPCPU 417-4CPU 417-42x2MB *)660 Keach 128Keach 8Kfrom 0,1s16K512 / 512MPI PROFIBU

14、S DP 2 IFM SS*) expandable up to each 10MB2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1515控制器和输入控制器和输入/输出的显著特点输出的显著特点l在线更改组态配置在线更改组态配置(CiR) 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) 适用于故障安全控制器站 S7-400F (AS 414F, 417F)l在线更改远程在线更改远程 I/O 远程 ET 200 M l增加新远程站l增加 I/O 模板l修改I/O模板参数设置 PROF

15、IBUS DP/PA l增加新设备或从站l修改 PA 设备参数设置 ET 200iS 和 ET 200S l增加新远程站l更换 I/O 模板lET 200iS: 使用SIMATIC PDM参数化V6V6newnewI/O moduleI/O moduleAS downloadAS download2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1616I/O模板和现场设备的在线修改模板和现场设备的在线修改标准标准 / / 故障安全故障安全 CPUCPUs s冗余冗余 CPUCPUs snET 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

16、 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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1717支持高要求冗余输入支持高要求冗余输入/输出模板输出模板lET 200M 上可选择 I/O 冗余方式l使用浏览方式组态配置l对每一块模板可选择冗余配置 l单CPU上可实现冗余和标准模板混合配置l不需要CFC 特殊逻辑，系统自动进行通道切换I/O moduleI/O modules

17、ensorsensorAS AS 414 414 H HAS 417 HAS 417 HPROFIBUS DPredundantredundantI/O moduleI/O module2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1818分布式分布式I/O灵活的连接现场设备灵活的连接现场设备l分布式I/O ET 200M安装在控制室或现场采用S7-300系列完整的 I/O 产品体系 带有诊断功能的 class B 模块用于防爆区内的本安模板ExHART 协议模拟量输入模板l通过热插拔底座使得所有模板均支持热插拔l通过PROFIBUS-DP 连接AS与I/O可

18、选光缆连接通信线缆冗余l在中央处理器机架上可以安装S7-400模板2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING1919防爆区域解决方案防爆区域解决方案 ET200iSlET 200iS用法I/O卡件直接安装在 1区 和 2区传感器和执行器直接安装在 0 区PROFIBUS-DP-耦合器通过DP耦合器将PROFI BUS DP引入防爆区域集成了DP-V1通讯标准l模块种类齐全l通过采用PNO-规范 可以连接HART协议仪表l集成于 SIMATIC PCS 7系统之中通过PDM软件对于包括HART协议仪表在内的现场设备进行组态所有驱动软件均集成在PCS7 软件中

19、2 x AO HART2 x AO HART2 x AI HART2 x AI HART2 x AI RTD2 x AI RTD2 x AO 0.20mA2 x AO 0.20mA4 x DI Namur4 x DI Namur2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2020在防爆区域内三种解决方案在防爆区域内三种解决方案PneumaticPneumaticValvesValvesPROFIBUS-DP max. 12 Mbit/sPROFIBUS-DP max. 12 Mbit/s 工工 业 以以 太太 网网HARTHARTPROFIBUS-PAPRO

20、FIBUS-PA 31,25 Kbit/s 31,25 Kbit/sPROFIBUS-DP 1,5 Mbit/sPROFIBUS-DP 1,5 Mbit/s. . . .FlowFlowPressurePressurePositionerPositionerLevelLevel定位器定位器LinkLinkET 200iSET 200iSEx I/OEx I/ODPDP耦合器耦合器2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2121灵活而简单的组态手段灵活而简单的组态手段ET200MET200M标准接口标准接口MIS, ERP, MIS, ERP, 资产管理资

21、产管理控制器控制器 S7-400S7-400工业以太网工业以太网S SI IM MA AT TI IC C P PC CS S 7 7 工工程程师师站站SIMATIC PDM:SIMATIC PDM:- - PROFIBUS-PAPROFIBUS-PA- PROFIBUS-DP- PROFIBUS-DP- HART- HARTPROFIBUS-PA PROFIBUS-PA 现场设备现场设备SIPART PSSIPART PSSITRANS PSITRANS PPROFIBUS-DP PROFIBUS-DP 现场总线现场总线PROFIBUS DPPROFIBUS DPSIPOS 3, 5SIPO

22、S 3, 5SIPART DRSIPART DRSIMOVERTSIMOVERTSIMOCODESIMOCODEDP/PA-DP/PA-LinkLinkET 200iSET 200iS4-20 4-20 mA mA / / HARTHART4-20 mA / 4-20 mA / HARTHARTI/O moduleI/O module4-20 mA / HART4-20 mA / HARTSITRANS FSITRANS F2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2222高可靠性冗余控制器高可靠性冗余控制器414H/417H414H/417H即使是高可靠

23、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品搭建2 2 种配置方案种配置方案2 2个分立的冗余机架个分立的冗余机架最最远距离可达距离可达500500米米 冗冗 余余 电 源源 配配 置置5VP-BusK-BusP PS SP PS SC CP PU U 冗冗 余余 电 源源 配配 置置5VP-BusK-BusP PS SP PS SC CP PU U5VP-BusK-BusP PS SP PS SC CP PU U5VP-BusK-BusP PS SP PS SC CP PU U安安装装在在一一个个紧凑凑型型机架上机架上2024/8/12024/8/1SIAS TRANIN

24、GSIAS TRANING2323先进的冗余技术：事件同步先进的冗余技术：事件同步Op code Op code synchronizationPart-AG APart-AG BPart-AG APart-AG BTime Time synchronizationPart-AG APart-AG BCyclic Cyclic synchronizationPart-AG APart-AG BNo No synchronizationSIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENS专专 利利利利 无无无无 跳跳跳跳 线线 设设 计计n n 快快快快 速速速速 的的的的 切切切切 换换时

25、时 间间(30 ms)30 ms)n n 切切切切 换换 时时 所所所所 有有有有 状状状状 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 警警警警 缺缺缺缺 失失失失n n 过过 程程程程 无无无无 任任任任 何何何何 扰扰 动动2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2424Event Event synchronization(Siemens Patent)(Siemens Patent)Teil-AG ATeil-AG BTeil-AG B事件同步功能事件同步功能l同步所有可导致两CPU状

26、态不一致的指令l同步功能自动实现，不需编程或组态l要发生同步的事件有:更新过程影像区直接访问I/O报警及中断更新计时器通讯2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2525I/O I/O 总线模板冗余的切换方式总线模板冗余的切换方式主主从从CPUCPU独独立立访问相相连I/OI/O站站的的通通讯模模板板主从主从CPUCPU同同时读取取I/OI/O数据数据主从主从CPUCPU同同时写数据到通写数据到通讯模板模板处于于ACTIVEACTIVE状状态的的通通讯模模板板写写数数据据到到I/OI/O模板模板2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSI

27、AS TRANING2626故障安全性系统故障安全性系统 414FH/417FH由由冗冗余余控控制制器器和和非非冗冗余余 I/O I/O 构成构成n冗余的冗余的 S7-400FHS7-400FHn冗余的冗余的 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DPn冗余的冗余的 IM 153-2 FOIM 153-2 FOnSIL 2, AK4SIL 2, AK4nSIL3, AK5 or 6SIL3, AK5 or 6S7-400FHS7-400FHPROFIBUS DPPROFIBUS DPET200MET200MF-I/OF-I/OIM 153-2 FOIM 153-2 FOn冗余的冗余的 S7-

28、400FHS7-400FHn冗余的冗余的 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DPn冗余的冗余的 IM 153-2 FOIM 153-2 FOn冗余的故障安全型冗余的故障安全型 I/OI/On差异分析差异分析nSIL 2, AK4SIL 2, AK4nSIL3, AK5 or 6SIL3, AK5 or 6PROFIBUS DPPROFIBUS DPS7-400FHS7-400FH冗余冗余ET200MET200MET200MET200MF-I/OF-I/OF-I/OF-I/OS7-400FS7-400FET200MET200MPROFIBUS DPPROFIBUS DPF F - - I/

29、OI/OIM 153-2 FOIM 153-2 FOnSIL 2, AK4SIL 2, AK4nSIL 3, AK5 or 6SIL 3, AK5 or 6由由单单控控制制器器和和非非冗冗余余 I/O I/O 构成构成由由冗冗余余控控制制器器和和冗冗余余 I/O I/O 构成构成2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2727PCS7 规范规范2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2828PCS7 网络结构网络结构PCS 7PCS 7PCS 7PCS 7ESESESESOSOSOSOSASASASASNetNet

30、NetNetNetNetSIMATICSIMATICSIMATICSIMATICSIMATIC SIMATIC NetNetPROFIBUS, , 工业级快速以太网工业级快速以太网2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING2929PROFIBUS 的历史的历史l1987由siemens等13个工业组织和5所大学制定的规范l1988进入德国 DIN标准 DIN19245l1996 进入欧洲现场总线标准 EN 50170l2000 进入国际标准 IEC 61158l2001 进入中国国家行业标准 JB/T 10308.3-2001IEC 61158 commu

31、nicationIEC 61158 communicationIEC 61158IEC 611582 communication2 communicationProfile PROFIBUS-DPProfile PROFIBUS-DP(high speed)(high speed)Profile PROFIBUS-PAProfile PROFIBUS-PA(low speed)(low speed)RS 485 或光纤 max. 12 MBit/s 45.45 Kbit/s总线供电总线供电在在各各种种现现场场总总线线中中排排名名第第一一2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGS

32、IAS TRANING3030PROFIBUS网络概念网络概念PROFIBUS-PA 45,45 kbit/sPROFIBUS-PA 45,45 kbit/s现场仪表现场仪表Controller Controller S7-400S7-400PROFIBUS-DP 12 Mbit/sPROFIBUS-DP 12 Mbit/sI/I/O O驱驱 动动DP/PA LinkDP/PA Link2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3131PROFIBUS 协议特征协议特征 混混合合总线访问协议 主主站站间的的逻辑令令牌牌环 主主从从站站间的的主主从从协议 主

33、主站站 主主动站在一个限定站在一个限定时间内内 ( (Token Token Hold Hold Time)Time) 对总线有控制有控制权 从站从站 从站只是响从站只是响应一个主站的一个主站的请求，求， 它它们对总线没有控制没有控制权 从站与从站之从站与从站之间通通过广播方式广播方式进行通行通讯主动站、主设备被被动站、从站、从设备PCPCPROFIBUSPROFIBUS2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3232PROFIBUS 网网络基本特性数据基本特性数据lS7 控制器最多可连接 10 PROFIBUS DP 通讯处理器lPROFIBUS DP

34、的最大速度是12Mbit/sl每一条PROFIBUS DP允许连接最大123 slaveslThe DP/PA-Link is one DP-Slave 允许最大30个现场设备仪表(PA-Slaves)l每一个RS485 的PROFIBUS DP段允许最大31 slaves. RS485 segments are cascaded 通过中继器. The length of one RS485 segment is 200m 1.5 Mbit/s.lFibre optic segments can have a length up to 2.8km. Fibre optic segments c

35、an be cascaded using OLMs. Fibre optic buses can have a ring structurelRS485 and fibre optic physical layers aretransparent for the protocolPROFIUS DPSystem busIndustrial Ethernet / Fast EthernetPROFIBUS DP SlavesS7 400 ControllerFibre opticRS485OLMOLMRS485RepeaterPROFIBUS DP SlavesPROFIBUS DP Slave

36、sPROFIBUS DP Slaves Fibre OpticRepeaterPROFIBUS PA2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3333连接冗余的接冗余的 PROFIBUS-DPPROFIBUS-DPPROFIBUS-DPAS 414HAS 414HAS 417HAS 417HIMIMBus moduleBackplane busPull & PlugL+L+RedundantIM 153ET 200MET 200ML+L+DP/PA-LinkDP/PA-LinkIM 157in preparationin preparationY-Link

37、Y-LinkL+L+2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3434快速以太网快速以太网 网络组态网络组态组态规定组态规定: : max. 50 OSM / ringmax. 50 OSM / ring max. 3000m between two OSM max. 3000m between two OSM max. max. ring ring distance distance 150 150 kmkm ( (长距离可达长距离可达 900 900 km)km)冗余光线环网冗余光线环网100 Mbit/s100 Mbit/s100 Mbit/s100

38、 Mbit/s10 Mbit/s10 Mbit/s冗冗余余管管理理器器( (= OSM)= 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)OSM): : : : :2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3535全双工和并行通全双工和并行通讯Load seperation:Local Dataremain localFull Duplex:Send and Receive Dataat the same time100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s10

39、0Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s100Mbit/s2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3636真正有效增加网真正有效增加网络通通讯能力能力10 10 Mbit/sMbit/s100 100 Mbit/sMbit/s100 100 Mbit/sMbit/s+ Switching+ Switching100 100 Mbit/sMbit/s+ Switching+ Switching+ Full Duplex+ Full Dupl

40、exNetwork performanceNetwork performanceLink performanceLink performance4 4 Mbit/sMbit/s40 40 Mbit/sMbit/s100 100 Mbit/sMbit/s200 200 Mbit/sMbit/sNetwork topologyNetwork topology2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING3737OSM采用交换技术带来的优点采用交换技术带来的优点l对于已经存在的网络扩展方案节省投资 ，由于毫无问题地连接已经存在的 10 Mbit/s 数据终端和子网由

41、于负载的隔离增强了网络性能数据传输速率达到100 Mbit/s l简单的网络配置l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 %)12 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l高性能的存档系统l优化的 AS/OS 通讯l报警等级可用于重要报警的选择和监视2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4141操作员站的显著特点（操作员站的显著特点（2）l高级 “状态显示”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l操作员站运行状态自检OS 服务器监视运行应用软件

42、状态服务器监视运行应用软件状态l增加 Visual Basic 脚本 l高级的过程控制选件包可组态可组态 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 .)OS 可使用可使用sound card 输出各种声音信号输出各种声音信号全球时间同步全球时间同步l更方便的用户自定义操作员站运行界面组态工具2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4242操作员站在线修改操作员站在线修改l方便的在线修改, 同样适用于非冗余系统l冗余服务器选择性上装可实现在线修改和测试lMAKE工具可实现选择性自动上装ESESOSOS新变量新变量n上上装装

43、服服务务器器 A, A, 客户机客户机 1 1 和和 2 2n测试测试n上上装装服服务务器器 B, B, 客户机客户机 3 3 和和 4 4OS Server OS Server ESESA AB B 1 12 23 34 42024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4343全新的存档系统全新的存档系统l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 OS 服务器服务器max. 12 (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 OS 客户机客户

44、机 max. 32 *)max. 32 *).2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4444高性能存档系统高性能存档系统l基于Microsoft SQL Server 2000l集中的, 冗余存档服务器用于过程检测变量l性能参数 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)多达多达 100 报警报警/秒秒 (每个每个 OS 服务器服务器)l数据存储压缩l在线可组态l冗余系统快速同步l长期存档完整的I清除功能2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4545高级状态显示高级状态显示l过程状

45、态和报警信息可集成在一个状态字中l方便的组态 (无需脚本)l减少显示调用时间l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alarmsalarms(e.g. monitoring time)statusstatus(e.g. open, opening, close, failure)2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4646扩展的报警功能扩展的报警功能l方法确认触发的报警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对每一个控制器可单独组态对每一个控制器

46、可单独组态l附加的报警属性 “优先级”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“0 (最低级最低级) 到到 16 (最高级最高级)PCS 7 OS 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l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l扩展的报警文本信息功能块注释功能块注释 (e.g. boiler temperature) 可选择地用于报警文本

47、可选择地用于报警文本 PCS 7 V5.2 alarm text: 09.10.2002 12:25:123 V100 RA1 T1 highPCS 7 V6.0 alarm text: 31.03.2003 11:17:345 V100 RA1 T1 boiler temperature high编写功能块注释编写功能块注释l直接直接 CFC 中编写功能块中编写功能块l也可通过过程对象界面也可通过过程对象界面2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4747优化的优化的 AS - OS 通讯通讯AS - OS AS - OS 通讯通讯 OS: OS: 每

48、次要求一次每次要求一次控制器控制器: : 周期周期OS: OS: 周期周期控制器控制器: : 周期周期OS: 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 *)OSOSrequestrequestevery 2 s *)every 2 s *)controllercontrolleransweranswerevery 2 s *)every 2 s *)OSOScontrollercontrollerOSOSrequestrequestonceonceOSOScontrollercontrolleranswer e

49、veryanswer every2 s *) if2 s *) if changed changedOSOS19971997PCS 7 V4PCS 7 V4 2000 2000 PCS 7 V5 PCS 7 V5 2003 2003 PCS 7 V6 PCS 7 V6controllercontrollercontrollercontrollercontrollercontrolleransweranswerevery 2 s *)every 2 s *)OSOSrequestrequestonceoncecyclic *)cyclic *)2024/8/12024/8/1SIAS TRANI

50、NGSIAS TRANING4848用户界面用户界面l标准用户界面标准用户界面 :清晰的工艺流程画面 趋势画面和信息画面的标准化显示带有总貌区和按键区的多窗显示技术简单，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 (4x4 (4x4 (4x4 矩阵矩阵矩阵矩阵矩阵矩阵) ) ) ) )工作区工作区工作区工作区工作区工作区2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING4949多屏多屏显示示 (Multi VGA)l可

51、通过存储当前屏幕组态等方式进行各种操作l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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5050SFC 可视化可视化l通过ES SFC 软件包自动产生显示l在线组态l每一步有导航显示l带有“步”和“条件”框的总体显示l通过序列框弹出操作要求的概要显示l动态的“步”和“条件”框无须额外的工程无须额外的工程 ! !2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5151广泛的操作员权限广泛的操作员权限l操作员权限:每个操作员/组能够被分配给单独的权限操作员能

52、有特定的功能工厂各个车间的操作/非操作通过密码或磁卡的访问授权每一个操作每一个对象的功能应用Operator Shift managerMaintenance 2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5252操作员站的附加功能操作员站的附加功能l磁卡阅读机：简单安全的用户识别l视频输入：在过程图像中l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l带有DCF 77或GPS 接收器的中央时间同步l用于声光信号的信号模块l在线语言转换 2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5353操作站操作站的系统组

53、件的系统组件l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l基本的 SIMATIC IPC单OS站OS ServerClient Operator 终端l结合的 OS / ES 站l基本且主要的多处理器l带有增强有效性的高性能OS服务器2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5454选件：选件：OS冗余冗余l基于冗余服务器的多客户机l当服务器故障时,客户机自动切换l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ClClA AClClA AClClA AClClB BClClB BClClB BServer Server A A

54、Server Server B B2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5555用于大型项目的客户机用于大型项目的客户机/服务器结构服务器结构l分布式数据保存l多客户机 / 服务器相互操作l32客户机连接在 12服务器/ 冗余的服务器上l5,000 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根 据据 工工 厂厂 结结 构构 , ,灵灵 活活 的的 适适 用用 的的 OSOS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

55、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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5656WinCC 6.0 支持支持Web 浏览器浏览器lWeb 服务器与WinCC Server进行数据通讯Sybase any Where管理存取权限lWeb 客户机通过Web进行生产过程监视与操作存取权限控制最小的安装和维护工厂管理者通过Internet/Intranet了解生产状态new !new !2024/8/12024/8/1

56、SIAS TRANINGSIAS TRANING5757PCS7 工程师站工程师站PCS 7PCS 7PCS 7PCS 7ESESESESESESOSOSOSOSASASASASNetNetNetNetSIMATICSIMATICSIMATICSIMATICESES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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5858工程师站的显著特点（工程师站的显著特点（1）l全新的编程视角 过程对象视角“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, 报警报警, OS 对象对象

57、, 存档存档.)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过滤和排序功能过滤和排序功能取消重做功能取消重做功能与与Excel, Access 兼容兼容, 可通过可通过 copy / paste 相互相互间使用间使用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l 多项目编程可实现大项目的平行编程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)PCS 7 自动协调各子项目自动协调各子项目 (e.g. connections)2024/8/12

58、024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING5959工程师站的显著特点（工程师站的显著特点（2）lSFC extensions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SFC-情景块情景块 和和 SFC-视角可在视角可在 CFC 中实现图形化中实现图形化连接连接一个一个 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SFC 不需要接口块可直接连接不需要接口块可直接连接 SIMATIC BATCHl 编译对控制器对控制器, 操作站和操作站和BATCH站站, 集中编译集中编译/下载下载

59、l 版本交叉检查功能 (VXC) (V6.0 SP1)图形化显示组态比较工具图形化显示组态比较工具l 更强的编程效率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CFC中自动连接中自动连接 参考文本参考文本2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6060工程师站工程师站l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l组态代替编程l图形化的构成工具l带有图形工具的l在线测试和改变l带有自动文件的整个项目的数据库工程师工程师2024/8/1

60、2024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6161中央集成的工程师站中央集成的工程师站STEP 7STEP 7STEP 7STEP 7LibrariesLibrariesLibrariesLibrariesCFCCFCCFCCFCSFCSFCSFCSFCSCLSCLSCLSCLWinCCWinCCWinCCWinCCY2V5V4V30000.0 MBARP40000.0 MBARP50000.0 MBARP60000.0MBARP1INERTGASABLUFT1ABLUFT2ABLUFT3V6V1Y1V2MBARPC%A10000.0Reaktor 010000.0%00

61、0.0%000.00000.0produktM1R100000000F1PDMPDMPDMPDMDatabaseDatabaseDatabaseDatabaseSIMATIC ManagerSIMATIC ManagerSIMATIC 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 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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6262分层结构分层结构 工厂分级工厂分级工厂工厂过程单元过程

62、单元设备设备控制回路等控制回路等2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6363PCS 7 组态组态视图视图l设备视角用于组态控制器硬件 (I/O 模板, 控制器, 系统总线 etc.)适用于维护工程师使用l工厂视角 (PCS 7 V5, V6)根据过程标准将工厂分等级管理 (工厂级/单元级/设备级) 适用于过程专家使用将被过程对象代替l过程对象视角 (PCS 7 V6)单副画面上可显示过场变量的全部信息l集成的开发环境 (IDE)2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6464更有效的修改管理更有效的修改管理l拷

63、贝和修改控制器 - HMI 的连结将被自动更新Plant_1Plant_1Reactor_1Reactor_1TIC10TIC10PIC11PIC11V17V17Plant_1Plant_1Reactor_Reactor_2 2TICTIC2020PICPIC2121V V2727控控制制器器 - - HMI HMI 的的连连结结将将被被自自动动更更新新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 Reactor_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

64、本n存档2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6565分布式和协调编成分布式和协调编成 多项目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 n2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6666工程师站工程师站SIMATIC PDMl用于 HART- 和 PA-设备组态的工具DeviceDeviceDescriptionDescriptionHHTHHT0/4 . 20

65、mA0/4 . 20 mA+ HART+ HARTPROFIBUS-DP PROFIBUS-DP up to 12 Mbit/sET 200 MET 200 Mwith HART HARTES ES withSIMATIC PDMSIMATIC PDMOSOSSystem busSIMATIC S7-400SIMATIC S7-400meas. value / statusmeas. value / statusstandardised parametersstandardised parametersmanufacturer specific manufacturer specific pa

66、rametersparametersDP/PA-LinkDP/PA-LinkPROFIBUS-PAPROFIBUS-PA2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6767符合符合IEC 61131的的 CFC 图形化组态图形化组态l功能组态(例:控制回路) 通过 CFC 编辑器l功能性的决定是通过功能块的放置和互连来完成的l连接也可以同其他图表的功能块l这些连接被自动地管理在图表的注释区l通过输入/浏览信号名称建立I/O信号的连接2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6868按照按照IEC 1131 编辑过程控制编

67、辑过程控制 (1)2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING6969按照按照IEC 1131 编辑过程控制编辑过程控制 (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在操操作作“条条件件”和和“步步”时时, ,可可以以修修改改和和下下载载, ,无无须须停停止止 SFCSFC2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7070新新 SFC 使用扩展状态管理使用扩展状态管理l每一个 SFC 支持 16 不同的状态/模式, 符合 ISA S8

68、8标准l在一个 SFC 中可以定义多个不同的顺序 (多达 8 个)不同的操作的模式 (e.g. 加热/冷却)例外处理 (e.g. 保持, 放弃, 安全状态)过程事件/状态可以触发不同顺序PCS 7PCS 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 1 2 2 8 8 . . . . . . . . . . . . . . . 2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7171SFC: 一个一个SFC 图中多个顺序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202

69、4/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7272工程师站工程师站库库l带有技术软件的各类应用库带有技术软件的各类应用库:基本库现场设备库技术库用于PROFIBUS-PA设备的驱动库适合于功能块+面板的设计方针l集成的系统特征集成的系统特征:诊断信息标准面板在线助手+ +for ESfor ESand ASand ASfor OSfor OS2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7373结构化的控制语言结构化的控制语言SCLl自定义用户功能块的高级语言l类似PASCAL语言，所以功能强大l符合 IEC 1131-3l编译

70、器和调试器都集成在系统中l可被用作图形化的CFC块2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7474SIMATIC BATCHl更高的实用性与 MS Cluster 或 热备冗余l支持多层配方 ( 符合S88.01标准 )l使用分布式 OS 服务器, 可以从小系统扩展到非常大系统l提供 单元, 操作, 状态 OS 面板l配发操作的库l单元独立于配发l完全集成于工程师站系统lXML 格式的存档和报表系统l提供与 SIMATIC IT 结构的 MIS/MES 标准连接接口l提供开放的用户特殊扩展接口l21 CFR Part 11 标准支持 “进入控制”(用户管

71、理), “电子签名”, “查帐索引”,“版本”2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7575PCS 7 支持现代支持现代 DCS 的全部要求的全部要求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- 服务器结构

72、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 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 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 21 CFR Part 11 CFR Part 11 标准标准 完全集成工程师站系统完全集成

73、工程师站系统2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7676WinCC 集成到企业生产管理系统集成到企业生产管理系统 内置数据内置数据库库服服务务器器客客户户机机PowerBuildPowerBuildererVB, DelphiVB, Delphi 厂厂级级、公公司司级级管管理理系系统统数数据据库库服服务务器器2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING77772024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7878SIMATIC PCS 7l控制系统基于领导市场的SIMATIC产品基

74、础上l包含在 TIA:Totally Integrated Automationl最新技术的使用l持续不断的研发l全球范围的支持lSIEMENS 公司的过程控制系统2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING7979PCS7 典型应用典型应用l天脊集团硝酸扩产项目新装置DCS控制系统l秦皇岛北方集团浮法玻璃生产线控制系统l北京草桥热电厂一期工程DCS控制系统l徐州炼焦气化厂DCS控制系统l水钢焦炉监控DCS控制系统l安钢2#加热炉控制系统2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING8080天脊硝酸新装置系统配置图天脊硝酸新

75、装置系统配置图冗冗余余环环形形工工业业以以太太网网Profibus- Profibus- DPDP标准以太网标准以太网OSOSAS417-HAS417-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)ET200M(1)Manager Manager office PCoffice PC彩色打印机ET200M(2)ET200M(2)ET200M(3)ET200M(3)ET200M(10)ET200M(10)OSOSESESBENTLY3500MODBUS2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING8181秦皇岛浮法玻璃系统配置图秦皇岛浮法玻璃系统配置图Profibus

76、- DPProfibus- DP光纤光纤冗余冗余环形工业以太网环形工业以太网WinCC ServerWinCC ServerRedundant WinCC ServerRedundant WinCC Server标准以太网标准以太网OSOSAS414-HAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)ET200M(1)OSOSOSOSOSOSManager Manager office PCoffice PC彩色打印机WinCC ServerWinCC ServerET200M(5)ET200M(5)ET200M(1)ET200M(1)ET200M(6)ET200M(6)ET200M(12

77、)ET200M(12)AS414-HAS414-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ESESPLC50/2e(AB)PLC50/2e(AB)2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING8282北京草桥热电厂系统配置图北京草桥热电厂系统配置图光光纤纤冗冗余余环环形形工工业业以以太太网网标准以太网标准以太网OSOSManager Manager office PCoffice PC彩色打印机OSOSESESOSOSOSOSOSOS冗余冗余Profibus- DPProfibus- DPAS414-HAS414-H冗余控制站冗余控

78、制站ET200M(1)ET200M(1)ET200M(2)ET200M(2)ET200M(3)ET200M(3)ET200M(4)ET200M(4)冗余冗余Profibus- DPProfibus- DPAS414-HAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)ET200M(1)ET200M(2)ET200M(2)ET200M(3)ET200M(3)ET200M(15)ET200M(15)四台锅炉、四台锅炉、BMSBMS及泵站及泵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2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING83

79、83徐州炼焦气化厂系统配置图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ET200MET200MET200MET200MET200MET200MET200MET200MOLM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ASAS - -414H414H 冗余控制站冗余控制站冗余冗余PROFIBUSPROFIBUS - -DPDP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

80、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ET200MET200MET200MET200MET200M2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING8484水钢焦炉监控系统配置图水钢焦炉监控系统配置图冗冗余余环环形形工工业业以以太太网网Profibus- Profibus- DPDP标准以太网标准以太网OSOSAS414-HAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)ET200M(1)Manager Manager office PCoffice PC彩色打印机ET200M(2)ET200M(2)ET200M(3)ET20

81、0M(3)ES/ES/OSOS2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING8585安钢安钢2#加热炉系统配置图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OSOSManager Manager office PCoffice PCOSOSESES冗余冗余Profibus- DPProfibus- DPAS414-HAS414-H冗余控制站冗余控制站ET200M(1)ET200M(1)ET200M(2)ET200M(2)2024/8/12024/8/1SIAS TRANINGSIAS TRANING8686TotallyTotallyTotallyTotallyIntegratedIntegratedIntegratedIntegratedAutomationAutomationAutomationAutomationSIMATIC PCS 7SIMATIC PCS 7SIMATIC PCS 7SIMATIC PCS 7withwithwithwith自动化变得越来越简单自动化变得越来越简单 ! !