西門子 PCS 7 系統(tǒng)結構

時間：2022-03-02作者：福建省二電新能源科技有限公司瀏覽：284

西門子 SIMATIC PCS 7 系統(tǒng)是現代 DCS 采用當前的實例(分布式控制系統(tǒng))LAN (局域網) 技術，經過長期考驗的西門子 PLC(可編程控制器)和現場總線技術。整個系統(tǒng)由儀器、執(zhí)行機構、模擬和數字信號模塊、控制器、通信處理器、工程師站和操作員站組成。所有硬件組件都是 PCS 7 軟件工具支持和組態(tài)。軟件系統(tǒng)高度地滿足了各種工業(yè)場所不同自動化任務的設計、組態(tài)和調試方面的要求，如化工，石化，制藥，水處理和電廠等行業(yè)。

典型的系統(tǒng)配置

下圖顯示了一個典型的例子PCS 7系統(tǒng)，圖中ES為工程師站，OS為操作員站，AS 是自動化站。

ES：工程師站

PCS 7 項目在PCS 7工程師站設計。安裝工程師站PCS 7組態(tài)工具可與自動化站和操作員站通信。

PCS 7 ES 提供強大的組態(tài)工具，如：

   SIMATIC Manager（SIMATIC管理器):項目創(chuàng)建、庫創(chuàng)建、項目管理和診斷。PH: Plant Hierarchy(工廠級)。用于工廠級設計。HW Config：Hardware Configuration Environment(硬件配置環(huán)境)。用于配置 CPU、 通信處理器、外圍設備、現場總線等。CFC：Continuous Function Chart(連續(xù)功能圖)。用于設計庫、自動化邏輯、聯(lián)鎖、算法和控制。SFC：Sequential Function Chart(順序功能圖)。用于設計順序控制、邏輯和聯(lián)鎖。SCL：Structured Control Language(結構化控制語言)。用于編寫算法程序和創(chuàng)建功能塊。IEA: Import Export Assistant(導出助手)。用于生成控制模型、過程標簽類型和副本。WinCC：Windows Control Centre（Windows 控制中心)。PCS 7 操作員界面和可視化。Graphi cs Desi gner edi t or(圖形編輯器):設計圖片、圖形對象和動畫。Commissioning Wizard(調試導向):當 PC 重啟時， ，組態(tài)控制臺和站配置器SIMATIC NET 的接口。SIMATIC NET 是一個 SIMATIC網絡和總線系統(tǒng)平臺配置在項目中。組態(tài)控制臺和站配置器是 SIMATIC NET 的接口。SIMATIC NET 是一個 SIMATIC項目中配置網絡和總線系統(tǒng)的平臺。

在ES中組態(tài)PCS 7項目可分為兩個階段：AS engineering（AS組態(tài)）和 OS engineering （OS組態(tài)）。AS 組態(tài)包括工廠級、功能塊、CFC、SFC 設計了硬件和通信組件的配置。Compiling OS（編譯OS）功能 ，可自動獲得OS組態(tài)項目數據。OS 組態(tài)是設計操作功能和圖形。

AS: 自動化站

自動化站可供電( （PS），*處理單位（CPU），通訊處理器（CP）它由輸入和輸出模塊組成。CPU 處理操作系統(tǒng)和程序。PCS 7 CPU從西門子 SIMATIC S7 400 CPU 系列中選擇的。它們通過 System/Palnt Bus(系統(tǒng)/工廠總線)和 ES 和/或 OS 服務器通信。AS通過 通過另一個通訊端口Profibus DP 與現場設備通信。下圖 連接到分布式I/O典型的自動化系統(tǒng)例子。

現場設備

PCS 7 系統(tǒng)的一個巨大優(yōu)點是，各種現場設備和儀器都采用現場總線技術集成在其中央控制系統(tǒng)中。本身和各種設備供應商提供了一系列的遵守 Profibus 協(xié)議的驅動器、變送器、傳感器和儀器。Profibus 支持基本的安全儀器和 HART 和 AS 模塊接口。下圖顯示 PCS 7 系統(tǒng)設備級概況。

Profibus DP 和 Profibus PA

Profibus DP 的設計是取代傳統(tǒng)的 24 自動化制造V 并行信號傳輸，在自動化過程中 4 – 20 mA 或 HART 模擬信號傳輸。Profibus PA 協(xié)議集定義了測量變送器或定位器等典型現場設備的參數和性能。PA 4 – 20 m A 和 Hart傳輸模擬量Profibus 與傳統(tǒng)電纜技術相比， 技術的優(yōu)勢是顯而易見的。分離器、終端和分布設備由 組成Profibus 系統(tǒng)被取代。圖形界面和綜合診斷工具的應用可以有效地安裝總線系統(tǒng)。通過光纖，如建筑之間的長距離通信，開始是可行的。Profibus 的簡單性大大降低了調試和服務的工作量。下圖顯示了 的使用Profibus 技術簡單。

用于現場設備PCS 7 組態(tài)工具（PDM）

PDM（Process Device Manager PCS 7 組態(tài)系統(tǒng)或單機控制臺。SIMATIC PDM它是一種用于現場設備和自動化組件調試、維護、診斷和顯示的工具。下圖顯示了軟件環(huán)境，可以驗證設備，在總線設置設備地址，并與設備在線通信。

PCS 7 系統(tǒng)還提供將設備集成到自動化設計中的庫功能。下圖顯示了通過功能塊 PA_AI把壓力變送器讀數讀入CFC ，在 OS 中顯示值。

OS: 操作員站

OS 可指 OS 服務器、OS 客戶機、OS 項目。服務器通常指物理機器。OS 項目可以是 Single-user(單用戶)項目，Multi-user(多用戶)項目或 Client(客戶機)項目。單用戶或多用戶系統(tǒng)是指 OS 項目類型。

（1）OS 組態(tài)

OS 組態(tài)在一個 ES 實施。它包含以下功能：

? 圖形對象設計(按鈕、幻燈片、趨勢、面板等)。

? SFV：Sequential Function chart Visualisation（SFC可視化)。用于 OS 顯示在操作系統(tǒng)中SFC。

? 數據歸檔(變量和信息)以及長期數據存儲的設計。

? 報表設計。打印輸出系統(tǒng)和流程數據。

? 用戶管理。用戶訪問權限分配和控制不同的操作任務。

? 冗余。*二個 連接到主服務器OS 服務器。如果兩個服務器之一出現故障，*二個服務器將控制整個系統(tǒng)。故障服務器恢復后，所有信息和流程文檔都被 ** 和同步。

? 時間同步。一個 OS 作為運行時間的總線和終端總線的時間主站OS 和 AS，同步控制當前時間。

? 設備狀態(tài)監(jiān)控。設備狀態(tài)監(jiān)控用于獨立系統(tǒng)的持續(xù)監(jiān)控（OS 和 AS），并在操作系統(tǒng)中以屏幕顯示的方式顯示其結果。

? 與其他應用軟件連接。PCS 7 OS 為用戶解決方案提供開放接口。這樣， 就可以了PCS 7 OS 集成在復雜和完整

范圍內的自動化解決方案中。

(2)單用戶項目

一個單用戶項目是用于一個獨立的操作站。適合于在一臺 PC 運行服務器和客戶機功能的小系統(tǒng)場合。

(3)多用戶項目

服務器/客戶機環(huán)境中使用多用戶項目，項目數據庫位于服務器中，客戶機可以訪問數據庫。

（4）OS 服務器

OS 服務器和 AS 和 OS 客戶機通信。一臺服務器較多可以訪問 32 客戶機。一臺服務器可以訪問大約 256 k的變量（≈ 85，000 過程對象)，這些變量由 AS 提供和生成。OS 客戶機的操作員也可以發(fā)出指令并輸入 AS中。

在服務器上存儲圖片和數據等項目數據，并可由客戶機使用。

如果一個項目需要幾個 OS 服務器，那幺，服務器根據工廠層級而排列?？蓪⒁粋€或多個層級分配給一個服務器。這一點與 SCADA 系統(tǒng)有根本的區(qū)別，SCADA 系統(tǒng)中的服務器是根據歸檔任務分配的，如信息(報警)服務器、流程等-趨勢(過程變量)服務器和圖片(圖形對象)服務器。下圖顯示 PCS 7 OS 服務器根據工廠區(qū)域的分布情況。

(5)冗余服務器

冗余位于 OS 級。PCS 7 提供其他級別的冗余，例如，AS 級、系統(tǒng)總線級和外圍設備級。冗余服務器與服務器相同，與服務器并行運行。在正常工作中，過程數據服務器完全并行運行。每個服務器都有自己的過程連接和數據歸檔。AS 向雙方的冗余服務器發(fā)送過程數據和信息。如果服務器出現故障，客戶機將自動從故障服務器切換到正常運行的服務器。故障服務器恢復在線后，冗余功能將在故障期間同步，將丟失的數據傳輸到故障服務器，以填補故障引起的歸檔間隙。該操作平衡了服務器。

（6）OS 客戶機

OS 基于客戶機Windows 客戶機/服務器技術OS網絡連接在服務器之間?？蛻魴C不能直接訪問系統(tǒng)總線和 AS。通過 OS 服務器訪問項目數據。

系統(tǒng)總線

PCS 7 系統(tǒng)總線基于 IEEE 標準 802.3.數據傳輸率為 10 或 100 Mbps 工業(yè)以太網。工業(yè)以太網可連接多達1024 個站。

傳輸媒體可以是：

? 三同軸電纜 (屏蔽同軸電纜)

? I TP（Industrial Twisted Pair 工業(yè)雙絞線)

? 光纜(FOC)

光鏈路模塊可用于網絡（OLM）。一個 OLM如下圖所示， 有三條工業(yè)雙絞線（ITP）端口和兩個光學端口。ITP端口可連接多達三個終端或其他 ITP 段。使用光纜端口，可建立冗余環(huán)網。較多可連接 11個 OLM。

系統(tǒng)總線采用性能要求高的中型至大型系統(tǒng)Fast Industrial Ethernet 快速工業(yè)以太網(以后簡稱 Fast Ethernet快速以太網)?？焖僖蕴W是標準以太網的進一步發(fā)展，其基本特征類似于一般以太網標準。它們都使用相同的數據格式，C ** A/CD (載波偵聽多路訪問)訪問程序、玻璃纖維光纜和雙絞電纜(非三同軸電纜)?？焖僖蕴W-網絡結構的結構主要基于光學數據的傳輸。工業(yè)以太網 O ** （Optical Switch Modules使用工業(yè)雙絞線(傳輸速度為 10/100 )Mbps）玻璃光纖(傳輸速度為100 Mbps）工業(yè)以太網配置為快速以太網主干的交換技術。工業(yè)以太網 O ** 實例有六個工業(yè)雙絞線接口（ITP 端口)和兩個光學接口。因此，您可以使用多達六個 ITP 終端或

其它ITP 網絡連接到 ITP 端口。您可以將工業(yè)以太網總線組態(tài)作為冗余網絡。冗余概念如下：

? 冗余光學環(huán)

? 帶 REDCONNECT(冗余連接)傳輸介質冗余

環(huán)形結構允許電纜一次性失效，如切斷或斷開。傳輸介質冗余是指： ES 或 OS連接到冗余系統(tǒng)總線的電纜有兩根。

帶 REDCONNECT(冗余連接)傳輸介質冗余:

S7-REDCONNECT (冗余連接)軟件包將冗余 S7-400H OS 連接。因此，兩個通信處理器（CP1613）必須安裝在一臺 OS PC 中，如下圖 所示。

從組態(tài)到運行

項目組態(tài)完成后，程序完成（AS - **數據塊：DB、FC、FB、和 OB 等）從ES下載到 AS實施。項目 OS 部分（OS-**數據：圖片，消息和文件歸檔）被下載到 OS 服務器和客戶機中。然后在服務器和客戶機上激活OS 項目。項目就處于 PCS 7運行系統(tǒng)的控制之下。


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• 詞條

  詞條說明

• HZ100-110V直流電源點擊圖片

  1、時間：1.1倍的時間不大于40ms。 2、額定：50Hz。 3、絕緣電阻：在交變條件下不小于4M。 4、返回時間：不大于27ms。 5、過載能力：當繼電器接、端子時，整定值處，使電壓均勻地自1.05倍整定電壓升至2.2倍整定電壓，此時繼電器不應有動合觸點不能工作的抖動（DY-3134H/D/60C線圈并聯(lián)時）。 6、對基波的濾過比：在2V整定值時，按下式計算的濾過比K應不小于60。 7、額定

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