PCS7系统描述Smart.docx

1、PCS7系统描述Smart1系统配置技术概述及系统规格1.1PCS 7控制系统简介西门子公司PCS7过程控制系统是集DCS、SIS、PLC 以及远程IO为一体的新型全集成自动化控制系统。具有分散控制、集中管理、控制装置和现场仪表全数字化、安装方便成本低和维护管理智能化等特点。它代表了当今控制系统的发展方向。我们根据标书的要求，采用西门子全集成过程控制系统PCS7、PROFIBUS DP现场总线、远程IO等组成先进的全集成、全数字化系统。1.1.1.1控制系统的主要特点采用 SIMATIC PCS 7 的全集成自动化SIMATIC PCS 7 过程控制系统是全集成自动化（TIA）的核心部件，为生

2、产、过程和综合工业中所有领域实现统一的、符合客户要求的自动化，提供了独特的平台。 通过全集成自动化（TIA）理念，西门子为所有过程自动化应用在一个单一平台上提供了统一的自动化技术，从输入物流，包括生产流程或主要流程以及下游流程，直到输出物流。 由此促进了整个公司运作的优化，包括企业资源规划（ERP）级、制造执行系统（MES）级、过程控制级直到现场级。SIMATIC PCS 7 不仅可以集成在生产现场的整个自动化解决方案中，实现主要过程的自动化，而且还可以通过基于 PLC 或 PC 的SIMATIC 部件，实现生产现场的辅助流程（例如罐装、包装）或输入/ 输出物流（例如原材料分配、贮存） 的自动

3、化。全集成自动化的优点不仅在设计和工程阶段，而且在装配和调试阶段以及操作和维护阶段都表现不俗，尤其是统一的数据管理、通讯和组态。统一的数据管理意味着所有软件组件都可访问一个公共数据库。因此，在一个项目中，输入和修改在一点即可完成。 从而降低了工作量，避免了潜在的错误。 导入符号识别后，就可用于每个软件组件。 即使同时有几位技术人员操作同一项目，亦能确保数据的一致性。 在工程师站定义的参数也可传送到现场中的传感器、执行机构或驱动器。从公司管理层直到现场层的统一通讯基于国际标准，例如工业以太网或 PROFIBUS，并支持经由因特网的全球化信息流。 由于所涉及的硬件和软件部件都使用这些通讯机制，不管

4、是跨系统还是跨越不同的网络，连接配置都极为容易。工程师站具有统一的协同工具，从而降低了组态费用。 从中央项目管理器（SIMATIC Manager）中即可调用应用软件、硬件和通讯功能的工程工具。 包括一个项目的创建、管理、保存和归档应用。优点 本技术投标书所配置的自动化解决方案主要有以下优点：集硬件组态、连续控制、复杂控制、顺序控制于一体的统一的控制系统平台，提供统一的工程组态及统一的操作员接口。简化了系统维护及所需的工程技术支持。系统的全部关键元器件及软件都来自同一个系统供应商。确保了不同控制功能要求的系统互操作性和同一系统供应商的技术支持。一套面向未来、开放型的、符合当代技术发展潮流的、先

5、进的过程控制系统，能够全方位地满足用户对控制系统的要求。我们所配置的控制系统在结构上相当灵活，既可以采用集中型I/O子系统、也可以采用分散型I/O子系统。控制系统在现场级采用标准的PROFIBUS DP通讯，可以很方便地与种类繁多的第三方设备进行通讯。方便的、符合国际标准（IEC61131-3）的DCS工程组态软件环境。创新的设计，基于最新 SIMATIC 技术的模块化和开放式结构，工业标准的一致应用，以及与高性能并驾齐驱的 I&C 功能，使得SIMATIC PCS 7 过程控制系统能够在考虑所有方面的情况下，在生命周期的各个阶段有效实施和经济运行 I&C 工厂： 从规划、组态、调试、培训，一

6、直到操作、维护、维修、扩展与改造。 在这些过程中， SIMATIC PCS 7 把高性能和可靠性与简单安全的操作以及最大限度的方便统一起来。通过采用 SIMATIC PCS 7 过程控制系统，您可以在以下方面获益： 可预测的开发、实施和生命周期成本 极低的工程组态开销 便于进行过程优化 能够满足变化的要求 使用 SIMATIC 标准部件的优点，比如- 硬件和工程成本降低- 经过认证的质量和稳定性- 系统部件的简单、快速确定和选型- 备件成本较低- 非常短的备件和扩展部件交货期- 全球可用- 节约物流、维护和培训成本功能全系统范围内的一致性和协同性SIMATIC PCS 7 是一种先进的过程控制

7、系统，既可以独立使用，也可以作为与其它系统（例如 SIMATIC、SIMOTION 或驱动系统）组合使用。 随着竞争和价格压力的日益增强，对生产设备灵活性要求的不断加大，以及越来越高的生产率要求，用户对于无缝和统一自动化技术的需求也越来越高。因此，SIMATIC PCS 7 系统的优势也日益彰显。在这种复杂性不断增加尤其是自动化技术和信息技术日益融合的大环境下，与所谓的业界最顶尖产品（ best-in-class）相比，能够提供横向和纵向集成统一的系统平台将愈发重要。通过采用 SIMATIC PCS 7 的全集成自动化解决方案，可实现一致性的数据管理、通讯和组态，性能优异。 可前瞻性地确保满足

8、典型的过程控制系统应用需求。简单而可靠的过程控制用户友好的操作和可视化，并可通过因特网系统范围内功能强大、快速、一致性的工程与组态系统范围内的在线修改各个层级的系统开放性灵活性和可扩展性各个层级的冗余基于PCS 7的改进的工程效率数字化工厂PROFINET通讯可扩展的归档和报表Windows 7 / Server 2008的操作系统灵活性和可扩展性由于标准 SIMATIC 产品系列中的硬件和软件采用模块化结构，因此 SIMATIC PCS 7 可在小型和大型工厂中得到同样高效的应用。该系统的扩展和修改是非常容易的。用户可根据市场要求及时调整生产。 SIMATIC PCS 7 系统的应用范围非常

9、之广，从由大约 160个过程回路（ 电机、阀门、PID 控制器） 组成的小型单一系统，例如可以用于实验室系统或测试中心，直到由大约 60,000 个过程回路组成、具有客户机/ 服务器架构的分布式多用户系统，例如可以用于超大型工厂或成套设备。因此， SIMATIC PCS 7 可用于各种规模的工厂，能伸能缩！面向未来SIMATIC PCS 7 基于 SIMATIC 产品系列的模块化硬件和软件部件，通过顺应全集成自动化理念，相互之间可以完美协同。 并可进行无缝扩展和改进，通过采用长期稳定性的接口，只需少许费用，即可面向未来需求。 这就意味着，不管创新速度有多快，产品寿命周期有多短，该系统都可以实现

10、用户的长期投资保护。SIMATIC PCS 7 系统一贯采用最先进、功能最强大的技术以及国际工业标准，例如 I EC、XML、PROFIBUS、PROFINET、千兆以太网技术、TCP/ IP、OPC、aGlance、ISA -S88 以及 ISA -S95，等等。SIMATIC PCS 7 的开放性覆盖了所有层次，从自动化系统和过程I /O，到工业通讯网络、操作员系统或工程组态系统。开放性不仅体现在系统体系结构和通讯方面， 而且还表征为用户程序的编程和数据交换接口以及图形、文本和数据的导入/ 导出功能，例如从CAD/CAE 环境，基于COMOS的集成工作流程以及AdvES优化组态软件功能。因

11、此， SIMATIC PCS 7 也可以与来自其它供应商的部件组合使用，并与现有系统架构集成。1.2系统各硬件部分的技术规格说明上位机系统1.2.1.1工程师站工程师站用于对整个PCS7系统进行组态。其操作系统采用Windows 7，并且采用了集成的全局数据管理和统一的组态工具。工程师站软硬件配置和规格工程师站的软件采用SIEMENS PCS7 标准软件包, 其配置如下:SIMATIC PCS7 系统组态工具软件SIMATIC管理器SIMATIC程序管理器采用了现代化的软件体系结构，对项目进行管理、处理、归档和建立文件，在软件开发方面，采用了面向对象的技术。在项目管理上，以系统硬件和工艺过程两

12、个不同的视角，同时进行管理。这两个视角在程序管理器中分别称为标准分级(Standard_Hierarchy)和工艺分级(PlantHierarchy)。其中，标准分级主要管理系统的硬件，如控制器、系统总线、I/O系统等；工艺分级主要管理工艺过程，它将整个工厂按工艺过程的要求，分为各个子系统，然后将各子系统映射到控制器上。与传统PLC系统相比，PCS7的组态直接面向工艺过程。在SIMATIC程序管理器下，有多种组态工具可以使用，无论采用何种组态工具，生成的组态数据都自动存到一个同一的数据库中。这些组态工具是：CFC(连续功能图)、SFC(顺序功能图)、STEP7(SIMATICS7系列PLC编程

13、语言)、SCL(结构化的控制语言)和WinCC(SIMATIC视窗控制中心)等。SIMATIC程序管理器具有以下特点：统一的DATABASE一体化硬件组态项目树型管理方式连续功能图CFCCFC是一种简洁的图形组态工具,它采用了IEC61131的标准。用CFC有助于节省时间和费用，同时大大地简化了系统的组态和维护。用CFC进行组态时是以功能块为基础的，系统配置了很多预编程的功能块。这些功能块以库的形式体现。每个功能块都有一个参数表，可根据实际工艺要求选择不同的参数。功能块在CFC中的连接直接用鼠标器点接。每个CFC由6页组成。功能块之间的连接可以在不同的CFC之间的不同的页面上进行，连接标记由系

14、统自动标出。因此，采用CFC可以完成很复杂的大型控制任务。其中故障安全控制系统的CFC，采用通过TUV认证的CFC功能块。故障安全程序采用了获得TUV认证的故障安全功能块在CFC编辑器中进行组态，其组态方式与DCS中的CFC组态完全一致。但在程序编译及下装过程中，故障安全组态还提供更严格的密码保护。CFC程序编译时必须设置密码；当程序下装入CPU时，系统提示输入密码，只有当密码准确无误时，才允许下装故障安全程序。PCS7系统能容易地、方便地实现复杂控制的要求。顺序功能图SFCSFC也是一种图形组态工具，它也采用了IEC61131的标准。SFC主要用于顺序控制的自动化任务。这种图形化的组态工具在

15、组态时，首先画出顺控的顺序图，顺序图中，可选择顺序、并行分支、交替分支和回路等局部结构。图中用大小两种方块分别表示步骤(Step)和转移条件(Transition)。顺控的顺序图一旦建立，只需把步骤中要执行的任务和转移条件中的条件写入，顺控的组态任务即得到完成。在组态时，由于很多步骤中的任务和转移条件都与CFC有关，因此，可把CFC中的信号引入SFC中。CFC与SFC的交替使用，可以很方便地实现复杂的顺控任务。PCS7系统能容易地、方便地实现顺序控制的要求。结构化控制语言SCLSCL是一种类PASCAL的高级语言，它采用IEC61131的标准。利用SCL可以很方便地编制用户功能块。用SCL生成

16、的功能块可在CFC中被多次调用。用户可以把过程的数学模型和优化控制策略用SCL编成功能块，直接下载到控制器中运行。这样，可以把过程的优化控制放在控制器中，全面实现对工艺过程的优化控制。ES的功能块库采用现成的功能块库，可以大大减少工程费用。为了适合各种不同工业领域的要求，PCS7预先编制了大量实用的功能块，以供用户选择。这些功能块包括：I/O卡件、PID回路、驱动、传动、电机和阀门等。功能块包括了在ES中的CFC图形和OS中显示的面板。PCS7 提供多达100 多种CFC块和典型库、高级库、工业库、先进控制库(如APL,IL,APC等)。除了用于自动化层的块之外，这个库包含操作员控制监控以及在流程图