控)4 西门子S7-400及PCS7在龙凤热电厂锅炉DCS控制系统中的应用

西门子S7-400及PCS7

在龙凤热电厂锅炉DCS控制系统中的应用

王永军

（大庆市龙凤热电厂热工分厂163711）

【摘要】西门子公司的SIMATICPCS7作为第四代DCS系统的典型代表，以其优良的过程控制性能，广泛应用于电厂、钢铁、化工、能源、造纸等行业，本文描述该控制系统在龙凤热电厂锅炉DCS控制系统中的应用情况，同时，针对现场出现的一些问题，提出了相应的解决办法。

【关键词】S7-400；PCS7；PROFIBUS-DP；过程控制；应用

1工程概述

龙凤热电厂始建于1961年，是随着大庆油开发和石油化工建设而建设的我国第一座自己设计、制造、安装的中温中压燃油热电厂。装机容量13.27万千瓦，有主设备26台，其中：燃油锅炉8台，汽轮机6台，发电机6台，主变压器5台，年发电量4亿千瓦时，年供热量444万吉焦。多年来，龙凤热电厂锅炉燃用的燃料一直以渣油为主，后经多次改造掺烧部分天然气，但是由于渣油和天然气价格的上涨，造成成本逐年上升。为此，在上级部门的支持下，龙凤热电厂从2001年8月开始实施油改煤工程，将#3-#8炉改为燃煤立式旋风炉。在原炉膛前增加高温燃烧、液态排渣的旋风筒1-2只（其中#3、#4炉为75t/h蒸发量，其炉膛前加1只旋风筒；#5、#6、#7、#8炉为120t/h蒸发量，其炉膛前加2只旋风筒），同时增加输煤、制粉等设备。改造后的锅炉由汽水系统、烟气系统、汽水系统、空气系统、制粉系统、吹灰系统、磨煤机系统等几部分组成，共有I/O点4000余点；自动控制系统采用SIEMENS公司SIMATICPCS7过程控制系统，实现对#3-#8锅炉的生产过程控制。

本文描述PCS7控制系统在龙凤热电厂油改煤工程中的应用情况，同时，针对现场出现的一些问题，提出了相应的解决办法。

2PCS7系统的主要特点

SIMATICPCS7是西门子公司结合最先进的计算机软、硬件技术，在西门子公司S5，S7系列可编程控制器及TELEPERM系列集散系统的基础上，面向所有过程控制应用场合的先进过程控制系统，属于第四代DCS系统的典型代表。PCS7具有如下特点：

1)SIMATICPCS7是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统，结合了传统DCS和PLC控制系统的优点，将两者的功能有机的结合在一起。

图2-1PCS7体系结构图

2）SIMATICPCS7过程控制系统的操作员站（OS）是“过程的窗口”。操作、维护以及监控人员都可以对操作员站的过程活动进行跟踪，修改批量顺序，编辑实际的过程数值，或同过程进行通信。

3）系统搭配灵活，易于扩展。模块化结构，通用的硬件模块系统的所有硬件都基于统一的硬件平台；所有软件也都全部集成

在SIMATIC程序管理器下，有同样统一的软件平台。

4）在网络配置上，分两层，分别使用PROFIBUS网络标准和工业以太网。

下位机采用PROFIBUS-DP网络，用于控制器（CPU）与ET-200扩展I/O间的实时通讯，速度可达12M，距离可达9.6公里(电缆)或90公里(光缆)。ET200M分布式I/O卡件和控制器之间使用冗余的PRFIBUS-DP网络，任何一个控制器（CPU）的停机或I/O接口卡件的损坏都不会影响系统对I/O的访问。两对冗余控制器（CPU）之间的通讯也采用了冗余的通讯方式,任何1个控制器（CPU）或通讯卡件的停机都不会影响通讯的正常运行。ET200M分布式I/O卡件和控制器之间使用冗余的PRFIBUS-DP网络，任何一个控制器（CPU）的停机或I/O接口卡件的损坏都不会影响系统对I/O的访问。两对冗余控制器（CPU）之间的通讯也采用了冗余的通讯方式,任何1个控制器（CPU）或通讯卡件的停机都不会影响通讯的正常运行。电源冗余功能，10A直流电源冗余配置，用于CPU和模板供电。

图2-3PROFIBUS-DP网络

下位机控制器（CPU）与上位机的OS站（操作员站）、ES（工程师站）、MS站（信息站）之间通过工业以太网进行通讯，以太网交换机采用西门子工业级的以太网交换机ESM；ESM能低成本、高效率建立100Mbit/s带交换功能的工业以太网。ESM特点：

（1）采用了交换技术，通过分段(将一个网络分割成几个子网络/段)每个子网都可以独立地形成一个数据通讯网段，并将这些网络段连接到一个ESM，就可解耦负载，从而提高现有网络的性能。

（2）采用了全双工并行（FDX）通讯模式，这种模式允许站点同时发送和接收数据，通讯速率可提高一倍。

（3）通过ESM环形拓扑，最大的网络重构时间为0.3秒。环形网中的数据传输速率为100Mbit/s，每个环中最多可用50个ESM。

（4）除了2个环端口外，ESM还有另外6个端口(任选ITP或RJ45接口)，这些端口可与终端设备或网络段连接。

（5）使用集成的后备功能可将几个环以冗余方式连接在一起。

环型网确保网络在任意一点的断开都不会影响网络的正常工作。

5）所有功能模块均有完善的自诊断功能、传感器断线监测功能、在线插拔功能，保证了系统安全、长时间运行，提高了系统的可用性和可维护性。

6）系统组态方便，一个工程师系统可以完成从操作员站、控制器、直到现场级的全部组态;通过图形化组态模块SFC、CFC可以完成过程控制和逻辑控制的组态；应用类似PASCAL的高级编程语言SCL（结构化控制语言），可以开发用户自定义功能模块，并存在功能块库中，随意调用；另外所有的STEP7的软件工具都可以使用。

图2-6PCS7组态工具

7）WINCC图形设计器是一个向量性的绘图程序。它支持16层画面的组态，使用起来方便高效。其功能包括准确定位、排列、旋转与镜象，发送图形对象属性等。应用WINCC开发的操作员站人机界面可以清晰的显示现场系统结构，操作简单、直观；可以开发出标准的趋势及报警信息显示，并能查询；具有多屏及多窗口技术。

3系统要求及软硬件配置

整个锅炉DCS控制系统主要包括以下几个子系统：汽水控制系统、制粉控制系统、空气控制系统、烟气控制系统、磨煤机润滑油控制系统、吹灰控制系统、MFT保护系统等。

涉及绝六台路大部分设备的控制和回路控制，所有点均可在SIMATICPCS7中显示、报警、数据分析和控制。

3.1 硬件配置

（1）上位机系统共设8台OS站（操作员站），1台ES站（工程师站）以及1台MS站（信息站）：采用研华工控机+CP1613以太网卡；

（2）下位机系统：包括CPU-414H冗余控制器、ET200M分布式I/O模件、支持热插拔的有源总线、支持热插拔的导轨

每个锅炉采用1对冗余CPU-414H的控制器，#3-#8炉共6对。控制器由SIMATICS7-400的电源模块PS407、CPU-414H模块、通讯模块CP443-1组成，此类CPU运行速度快，可连接的I／O点数量大。

每一对冗余控制器均通过冗余的现场总线PROFIBUS-DP带一定数量的I/O扩展机架ET200M 及I/O模件。ET200M I/O站具有结构小、安装方便灵活、性能价格比佳的优点，ET200M内插所有模块均有完善的自诊断功能、传感器断线监测功能、在线插拔功能，保证了系统安全、长时间运行，提高了系统的可用性和可维护性。它的模拟量输入模块是西门子DCS的一个突出优点，一个模拟量模块几乎可以覆盖所有测量范围，包括：电压输入、电流输入、电阻输入、热电阻输入，所以西门子的模拟量模块又叫万能卡。

（3）网络（SIMATICNET）系统

CPU-414H与ET200M站之间采用PROFIBUS-DP总线完成通讯。每个分布式I/O站的有源背板总线上插有2个IM153-2通讯接口模块，分别通过2条独立的PROFIBUS-DP现场总线与AS-400中央控制站进行实时通信。在系统运行过程中，当其中某一个IM153-2通讯接口模块发生故障时，系统能自动地切换到另一个IM153-2通讯接口模块，并可带电热插拔更换故障的通讯接口模块，不会影响系统正常运行。

ES站、OS站与下位机控制器之间采用工业以太网通讯，由4个ESM交换机组成环网；下位机系统分两个电子设备间，#3～#5炉在一个电子设备间；#6～#8炉在一个电子设备间；DCS系统的网络体系结构如下图所示：

图3-2DCS系统网络体系结构

（4）模件电源部分

选用西门子的工业电源SITOP，SITOP电源具备最高的安全性能。选择SITOP，质量与可靠性必将在握。凭借其强大的功能，可以防范、解决各种供电安全问题（例如，电压波动和电源故障）。通过SITOP独特的附加模块，甚至可实现供电的全面保护。

每三台炉共有9台冗余SITOP电源，其中每3台SITOP接受一台炉电源柜的供电。SITOP输出的DC24V电源并联后，供给3台炉的模件。

3.2软件配置

操作员站（OS）和工程师站（ES）均采用微软英文版WindowsＮＴWorkstationＶ４.０作为操作系统，附加安装InternetExplorer5.0，汉字处理采用中文之星ForWindowsNT3.0，使得除工程师组态以外的所有信息、界面均实现汉化。

工程师站（ES）装有WINCCV5.0(上位编程)、S7HSystemsV5.1+SP6(下位编程)、S7HSystemsV5.2+SP2(H硬件组态)、SIMATICNETV6.0+SP4(网络冗余组态)软件。

操作员站另加载了SIMATICWINCCRT64KTags、NETProfibus-S7、WINCCADV ANCEDPROCESSCTRL.、WINCCBASICPROCESSCTRL．等监控软件。

4系统功能的改进

通过一段时间的运行，针对我们实际生产运行，我们对DCS系统进行了多项改进，以化解由于使用习惯和功能要求的不同所带来的问题。

1）开发热工信号报警软件

用DCS软件取代原所有的二次表、光字牌、试验按钮、确认按钮及连接电缆等硬件设备。

每台锅炉使用一只电铃，用于信号声音报警。其中模拟量报警值是经就地变送器测量后，

由DCS数据采集系统中的CFC功能模块产生。开关量报警值是由就地接点直接进入DCS

的数据采集系统。

使用PCS7系统中的STL语言自行编制报警采集功能模块LIGHTALARM，所有的报警参数都分别送到LIGHTALARM（报警采集块，见图-2）的输入端，它的输出端分别送给

ALARM-8P，最后每点报警内容都连接到相对应的热工信号画面，供运行人员监视。

热工信号“试验”及“复位”的功能是由LIGHTALARM的功能块实现。电铃的驱动是由该模块的输出通道产生。

2）DCS电源系统的优化

我厂油改煤工程原设计为由一套UPS电源同时向#3-8炉的六套DCS系统供电，而该UPS只接受一路电气来的三相四线制～380V电源。因此，只要电气供电系统或UPS系统二者有其一发生故障，都有可能导致全部DCS系统失电，以至于6台锅炉全停的严重生产事故。这将给石化总厂及油田的供电、供热系统造成严重的后果，其经济损失是无法估量的。基于以上情况，我们对DCS电源系统进行了仔细地研究，并打破了传统使用UPS的模式，制定了更加安全、经济的方案，在生产实际中，具有很高的实用性。

由于电厂自用电存在着安全等级高、稳定性好等优势，因此我们采用由电气母线室向每台炉提供2路～220V电源，并且每路电源都来自于不同段。

每台炉DCS系统的下位机有两台冗余的CPU，它们所使用的～220V电源分别由该炉电源柜的两路电源提供。

3）MFT保护系统的优化

当锅炉设备发生重大故障或厂用电母线发生故障时，保护系统立即使整个机组停止运行，即切断供给锅炉的全部燃料。这种处理故障的方法，称为主燃料跳闸保护，即MFT（masterfueltrip）。

根据我厂锅炉系统实际情况，MFT保护系统设计动作条件有：手动MFT、炉膛压力高（三选二）、炉膛压力低（三选二）、送风机跳闸、给粉机电源全无。

当锅炉出现上述任一危险情况时，锅炉保护就会动作。强制切断进入炉膛的所有燃料，进行自动的炉膛吹扫。只有在满足炉膛吹扫的条件下，炉膛内部的空气转换了3～5倍后，即大约吹扫5分钟后锅炉才能重新点火。

为保证MFT动作准确不发生误动作，我们对以下几个信号进行优化设置保证其尽量动作准确：炉膛压力部分，为防止炉膛压力保护误动作，炉膛压力高、低信号采用三取二逻辑，并且延时5秒；

给粉机一段电源、二段电源运行状态信号采用与逻辑，并且延时4秒；

5 运行中遇到的问题及处理方法

1）OS站死机问题

2003年出现过部分OS站频繁死机问题，经检查判断非系统程序故障，可能是OS站的工控机内存容量过低引起的死机，我们将内存容量从256MB升级到512MB，解决了此问题。

2）接地问题

在使用过程中偶尔出现监视参数、反馈信号不准的问题，有时为该信号单独引接地线，可以解决该问题；分析，原因可能是我厂DCS接地使用动力接地所导致信号抗干扰能力差。

3）程序下装引起CPU初始化

从ES站（工程师站）向CPU下装程序时，如果选择“完全下装”模式，会引起CPU初始化（重新启动），如果锅炉处于运行状态，会导致停炉事故的发生，所以在进行此类操作时，一定要谨慎；如果必须“完全下装”，需在停炉时进行。

4）在ES站不能对下位机在线监视的问题

在对某台炉OS站重做系统以后，出现了在ES站不能对下位机在线监视的问题；解决的办法只有“完全下装”下位机程序。

5）#4炉下位机CPU出现冗余故障

2005年#4炉一CPU出现故障，经更换新的CPU仍无法排除故障现象，判断为CPU冗余模块故障，更换新的冗余模块，仍不能排除故障；后经实验证明，是新的冗余模块与旧的冗余模块存在版本不兼容问题；两个CPU全部更新为新冗余模块解决了该问题。

6）CPU“完全下装”程序引起部分DO信号输出问题

在我们的完全下装过程中，出现过部分DO信号输出问题，导致磨煤机瞬间启动，送、吸风机等转机设备启动的问题；目前没有找到确切原因，为了不造成事故，在每次需要完全下装前，我们要求停掉送风机、吸风机、磨煤机、给粉机等转机设备以及电动门的电源。

6 结束语

系统投入运行几年来，运行基本稳定、可靠，但目前存在OS站硬件老化问题，显卡等硬件发生故障以后无法找到相应配件更换；WindowsNT4.0不能安装在新的奔腾4CPU的工控机上，同时PCS75.1下位机软件和WINCCV5.0软件不能运行于WindowsXP操作系统下。给系统的维护带来了极大的不便，急须对DCS系统的软、硬件进行升级。

2008年9月完成软件升级工作，将PCS7升级为6.0版本，最新版本为7.0，资金原因CPU（控制器）没有更换，S7-414H控制器WorkMemoryForCode仅有400K，并且不可扩展，目前程序下装完成WorkMemoryForCode已经占用97%以上，负载过高！

新版本的S7414-4HCPU的WorkMemory为2.8M，其中后WorkMemoryForCode为1.4M

S7417-4HCPU的WorkMemory为30M，其中后WorkMemoryForCode为15M

S7417-4HCPU可作为大型机组DCS系统的控制器，可通过Prefibus-PA挂在智能设备，组建FCS 现场总线控制系统。

西门子EIB智能控制方案

河南四方恒业科技有限公司西门子instabus KNX/EIB 智能照明控制系统方案

目录 一、instabus KNX/EIB系统针对办公室区域调光方案 二、instabus KNX/EIB系统主要控制功能简介 三、instabus KNX/EIB系统设计标准 四、instabus KNX/EIB系统应用范围 五、instabus KNX/EIB系统的节能效果 六、instabus KNX/EIB系统的管理方式

一、instabus KNX/EIB系统针对地下停车场区域方案 系统功能概述： 智能照明控制系统采用先进的智能总线控制管理系统，实现对公共区域，会议室等照明的智能控制，总线控制技术符合EIB（European Installation Bus）标准。系统具有强大的兼容性，运行可靠、维护保养方便。系统采用完全分布式总线结构，系统内各智能控制模块不依赖于其他模块而能够独立工作。模块之间应是对等关系，任何系统模块的损坏不会影响到系统其他模块和功能的运行。维修、更换或升级系统内元件、软件时，整个系统能正常运行。系统具有强大的可扩展性，功能的增加或控制回路、电器的增加，只需增加挂接相应的模块，系统内原有的硬件、接线不须改动，便能达到要求。 系统具有灵活多样的控制模式，如集中监控，现场控制、定时控制和场景控制等 照明自动化系统主要包括智能控制器（继电器输出控制模块等）、EIB智能面板等设备。除面板、触摸屏墙装其他所有单元控制器采用标准DIN 导轨安装在照明配电箱内，整齐美观。 通过照明自动化系统实现照明控制自动化，来完成照明控制、设置与调整公共区域的照明场景；掌握灯具使用时间及故障的信息等，并能及时 显示在中控系统上。 办公室区域灯光智能调光功能简述: 在我们每天的工作生活中有些事情一直在变化着，变化的步伐越来越快。 灵活性最大化的要求不但来自于公司员工和他们的工作进程，而且也来 自于办公楼本身。 所以，一个高效先进的办公环境，在具有现代化办公环境的同时，经济节 能也同样杰出。这用传统的技术很难把需求变成现实。 GAMMA instabus KNX –楼宇管理控制系统将大楼内的各电气设备完美地 集合在一起，使之成为有机的整体，为办公大楼提供最经济、高效而且 先进的解决方案。 系统优势：

SIEMENS DCS系统编程控制在造纸配浆系统的突破应用

SIEMENS DCS系统编程控制在造纸配浆系统的突破应用 摘要：配浆系统是整个造纸工艺流程的重要组成部分。为了达到配浆系统给定的工艺要求，保证纸浆的产量和质量，必须对配浆系统进行自动化改造。同时该系统 可以充分提供配浆系统的各种生产数据，为生产工艺的改进、管理水平的提高 创造条件。本文对PM10纸机配浆系统进行改造，由原来的三浆配比改为四浆配 比，新增加一种浆种参配浆，从而使纸机生产的纸种多元化。 关键词：绝干量；配比控制；动态链接库；软件组态； 1 概况 阐述了现代纸机为适应市场需要降低DIP用量，新增LBKP配用量。配浆方式，采用的是管道配浆方式。在管道配浆方式中，采用三种配浆方式包括流量给定控制方式、比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比，具有配浆效果好、浆种配比稳定等优点。我们通过对现有的配浆系统进行深入研究消化后。决定采用绝干量配比自动控制方式来实现LBKP纸浆配浆自动控制, 它的特点是系统控制精度高，即使在来浆浓度不稳定的情况下也能做到成浆配比稳定，LBKP 绝干量配比直接通过软件设定，操作十分方便，而且系统采用软件组态的方式。 2 配浆控制系统总体方案 配浆控制系统的结构如图1 所示，纸浆配浆采用绝干量比例控制方式，原NBKP浆和DIP 浆和APMP浆以一定的绝干量配比打入混合池充分混合，在此基础上再加上LBKP浆与前三种浆按绝干量配比一起打入混合池。新增加的LBKP浆种可以自由选择参不参于配比。为了保证生产的正常运行, 防止混合池缺浆和满浆, 在进行绝干量配比同时，还要控制浆的浓度和混合池的液位, 使之满足要求。 图1 3 配浆控制硬件设备 此次改造在原有的基础上新增了一些仪器仪表设备，浆的流量控制信号控制泵的速度，浓度信号控制稀释水阀门，浆池液位控制进浆阀门。 3．1 浓度控制采用了BTG公司的MEK-2500内旋式浓调。旋转式浓度变送器相对于刀式来说，虽然同为剪切力测量原理，但由于采用主动驱动翼，这样既能使到达传感器的浆流速恒定，又能使到传感器的浆充分均匀，从而获得比刀式浓度计精度更高，更稳定的测量结果。相对于刀式浓

西门子控制系统维护说明书S篇

3S7-300系统使用介绍 S7-300的系统一般应用在一些小型或中型的系统，一般都为单控制器系统，编程软件都用STEP7来组态，下面是S7-300系统的一般架构： 3.1 S7-300 控制系统的组成 ●底板：UR； ●电源模块：PS307（插入1槽）； ●中央处理器：CPU（插入2，3槽）； ●工业以太网通讯模块：CP343-1 （插入4槽）；

●I/O模块。 3.1.1底板 ●安装各种模块（如：PS，CPU，CP，I/O 模块等）； ●提供背板总线：I/O总线；通讯总线； ●通过背板总线实现各模块之间的数据和信号交换； ●电源模块所提供5VDC和24VDC通过背板总线供给各模块； ●电源模块必须插在底板的最左边（槽1）。 3.1.2电源模块 ●采用封闭结构的模块设计，安装在底板上； ●插入式的AC/DC供电连接； ●保护级别：IP20； ●两种输出电压：5VDC和24VDC，并共用一个地； ●监视两个输出电压，如其中一个发生故障，该模块输出一个报错信号给CPU； ●具有输出短路保护功能； ●在前面板上有运行和故障指示灯。

3.1.3 CPU模块 ●整个控制系统的核心； ●储存和运行操作系统程序； ●储存和运行用户程序； ●与各种功能模块及I/O模块进行数据交换； ●进行实时的连续及顺序控制（如PID控制，泵和电机的启停等用户所需的控 制）； ●完成自诊断，接收各种模块的诊断信息。 CPU含有两类程序：操作系统和用户程序。 其中操作系统主要作用是： ●处理CPU再启动； ●刷新过程映象的输入部分及将输出部分送出； ●执行用户程序； ●检测中断并执行中断程序； ●检测并处理错误； ●管理内存； ●与操作员站、工程师站及其它设备通讯。 用户程序主要作用是： ●完成用户所规定的控制任务。 CPU模块指示灯含义： ●INTF：红色，内部故障； ●EXTF：红色，外部故障；

西门子PLC编程实例西门子S7-300 PLC与DCS控制系统的通信

西门子S7-300 PLC与DCS控制系统的通信 ——上海泗博自动化Modbus转Profibus-DP网关的应用 摘要：本文就西门子S7-300系列PLC与横河CS3000型DCS集散控制系统的之间的通信，介绍如何实现Modbus和Profibus-DP协议设备的相互通信、上海泗博自动化的Modbus转Profibus-DP网关PM-160在其中的应用，以及这两种不同通信协议的通信方式。关键词：Modbus协议Profibus-DP协议Modbus转Profibus-DP 串口转Profibus-DP 分布式控制系统通信网络 一、引言 现代工业的迅速发展，不断促进着自动化控制技术及设备通信技术创新的发展。当前，PLC、DCS、智能仪表等已广泛应用到现场生产控制系统中，并发展到由上述设备相互协同、共同面向整个生产过程的分布式工业控制系统。在此系统中，现场总线通信技术至关重要。本文就某水利站分布式控制系统项目，介绍上海泗博自动化的Modbus转Profibus-DP 协议网关设备的应用。 二、系统组成 1、系统结构 本系统构成如图1，其中略去了西门子S7-300PLC之外的其它现场级控制设备。系统上位机采用横河CS3000型DCS集散控制系统，实现对整个水利项目进行集中监控。下位机之一采用的是西门子S7-300系列PLC，实现对现场各种智能仪表，包括现场电机、智能开关、变频器、传感器等执行、检测设备的启停控制、信息采集等操作。横

在上图所示系统结构中，现场各种智能仪表（采用的是Modbus协议或者各种非标协议，接口为RS485、RS422或者RS232）都能够通过上海泗博自动化的通用串口（Modbus/RS485/RS422/RS232）转Profibus-DP网关PM-160连接到西门子S7-300PLC。此时，网关PM-160在串口侧的协议类型为Modbus主站或者通用模式。横河DCS对西门子S7-300PLC的数据采集和监控同样需要使用上海泗博自动化的通用串（Modbus/RS485/ RS422/RS232）转Profibus-DP网关PM-160，此时，网关PM-160在串口侧的协议类型为Modbus从站。 2、通信网络组成 2.1 Profibus协议简介 PROFIBUS 是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准。

回转窑DCS系统控制

回转窑（DCS）控制系统 一、设计方案： 1.1 设计内容：日产4000吨生产线的自动化仪表控制系统。 1.2 设计标准采用国标GB2625-81和GB6988.1-7-86。 1.3 控制方案： 1.3.1 根据用户对控制水平的要求、本厂的实际情况，结合多年来我们在这方面积累的经验和其他老客户反馈的实际应用情况，经我公司技术人员精心设计并邀请有关专家进行了方案论证，决定采用由西门子S7-400组成的PLC型控制系统，实现集散型控制方案。 本方案的特点是：集中操作分散控制，可靠性高，便于操作，便于维护，有利于提高产品的质量和产量。 1.3.2本方案实现功能： 中控室操作站的屏幕上可显示整个生产线的运行情况，并可将局部放大进行显示，可接模拟屏或投影仪。 1.3. 2.1 显示工艺流程、动态参数和设备的运行状态，并对超限情况发出报警。可按设定时间自动循环显示。当有两个以上不同部位同时出现报警则屏幕自动切换到报警总画面。 1.3. 2.2 热工参数实时趋势画面，显示当前一段时间内的动态参数趋势，并可按时间将所有变化曲线自动保存，可随时查看或打印一个月之内（或某段时间）的热工参数实时趋势曲线供分析研究。 1.3. 2.3 模拟仪表显示，将主要参数以模拟常规仪表的形式集成在一幅画面上，便于观察和操作。 1.3. 2.4 报警总画面，将所有报警点都集中到一屏进行显示，这样便于分析问题所在，以便排除故障所在。

1.3. 2.5 报警历史记录，自动记录重要参数的报警时间及当时的设备工作状态，该记录只有专职管理人员才能删除。这样便于管理及对操作人员的考核。 1.3. 2.6 自动记录设备起停及（计算）正常运转率，可考核某一段时间或全年设备运转情况。 1.3. 2.7 可根据用户要求自动形成各种类型的生产报表。 操作人员可以在屏幕上，通过鼠标或键盘对设备的启、停进行操作和有关参数的修改。 1.3.3 中央控制室工程师站：该站主要用于对控制系统进行组态、编程、调试和维护，可在线修改程序而不影响整个系统运行。 1.3.4电器室现场控制站 全厂生产过程的热工参数实现自动检测与控制，电器设备的启停实现自动控制。现场控制站完成对现场的各种模拟量信号（温度、电流、料位、转速等）、各种开关量信号（电机开、停，上、下料位等）的采集和控制，并在现场控制站内完成信号处理、控制算法、顺序控制和故障诊断等等。将采集到的参数经处理后通过通信电缆传递给中控室操作站主机。 1.4 设备及仪表选型 1.4.1 中央控制室主计算机 计算机选用台湾研华产工业控制PC机（P4/1.5G），因为工控机的防尘、抗干扰、防震等特性，是普通商用计算机所无法比拟的。考虑旋窑的窑头、窑尾的热工参数较多，为了在显示器上显示直观，因此监视器选Philips 201B（分辨率1280x1024）。 1.4.2 PLC型分散控制系统 选用德国西门子公司的SIMATIC S7-400 PLC，以及相关的模拟量输入输出模块、开关量输入输出模块。 1.4.3 一次仪表 选型见设备名细表（附件4-4-1）

西门子PLC交通信号灯控制系统设计(详细步骤)

毕业设计说明书 （2010 届） 课程名称：可编程控制器应用 题目：交通信号灯PLC控制系统设计专 业班级： 学生姓名： 学号：指导教师： 2010 年 1月 8 日

一、设计题目 交通信号灯PLC控制系统设计 二、设计目的 课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 三.设计要求 1技术要求： 某十字路口东西方向和南北方向各装有直行(包括右转弯)控制红、黄、绿交通信号灯和左转弯控制红、绿交通信号灯，另外还有到计时显示器。显示器用于显示相应方向直行控制当前点亮信号灯还要持续的时间(剩余时间)，由另外的单片机系统构成。 PLC通过串口以自由口方式输出八位二进制数据，最高位为0表示东西方向数据。1表示南北方向数据，单位为秒。系统中有两个控制开关，东西控制开关SEW和南北控制开关SSN。SEW接通SSN关断则东西方向绿灯全亮南北红灯全亮，其他全灭。接通南北方向绿灯全亮，东西方向红灯全亮，其他全灭。SEW 和SSN都关断停止工作SEW和SSN都接通则进入正常工作状态，按照以下规律控制：(参考中华路与人民路交叉路口的信号灯) 2设计规律：: (1)系统启动后，南北红灯全亮35秒；与此同时东西直行绿灯亮20秒,东西左转弯红灯亮；(2) 东西灯亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒。(3)东西直行绿灯闪亮3 秒后变成黄灯亮，维持2秒；(4)东西直行黄灯亮2秒后变成红灯亮；同时东西左转弯绿灯亮，维持10秒；(5)东西左转弯绿灯亮10秒后变成红灯亮;(至此东西方向全是红灯亮，维持40秒)；同时南北方向直行控制红灯灭，绿灯亮。维持20秒；南北左转弯继续红灯亮.；(6)南北直行绿亮20秒后开始闪烁，周期为1秒(灭0.5秒，亮0.5秒)，闪亮3秒；(7)南北直行绿灯闪亮3秒后变成黄灯亮，

S7-300 PLC与DCS控制系统的通信

如何实现西门子S7-300 PLC与DCS控制系统的通信 一、引言 现代工业的迅速发展，不断促进着自动化控制技术及设备通信技术创新的发展。当前，PLC、DCS、智能仪表等已广泛应用到现场生产控制系统中，并发展到由上述设备相互协同、共同面向整个生产过程的分布式工业控制系统。在此系统中，现场总线通信技术至关重要。本文就某水利站分布式控制系统项目，介绍上海泗博自动化的Modbus转Profibus-DP协议网关设备的应用。 二、系统组成 1、系统结构 本系统构成如图1，其中略去了西门子S7-300PLC之外的其它现场级控制设备。系统上位机采用横河CS3000型DCS集散控制系统，实现对整个水利项目进行集中监控。 下位机之一采用的是西门子S7-300系列PLC，实现对现场各种智能仪表，包括现场电机、智能开关、变频器、传感器等执行、检测设备的启停控制、信息采集等操作。 图1 系统结构 在上图所示系统结构中，现场各种智能仪表（采用的是Modbus协议或者各种非标协议，接口为RS485、RS422或者RS232）都能够通过上海泗博自动化的通用串口（Modbus/RS485/RS422/RS232）转Profibus-DP网关PM-160连接到西门子 S7-300PLC。此时，网关PM-160在串口侧的协议类型为Modbus主站或者通用模式。 横河DCS对西门子S7-300PLC的数据采集和监控同样需要使用上海泗博自动化的通用串口（Modbus/RS485/RS422/RS232）转Profibus-DP网关PM-160，此时，网关PM-160

在串口侧的协议类型为Modbus从站。 2、通信网络组成 2.1 Profibus协议简介 PROFIBUS 是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准。 PROFIBUS 现场总线通讯协议包括三个主要部分： ? PROFIBUS DP：主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信。 ? PROFIBUS PA：电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。 ? PROFIBUS FMS：定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换 其中，PROFIBUS-DP 是高速网络，通讯速率达到12M。PROFIBUS-DP 可以连接远程I/O、执行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备，一条PROFIBUS-DP 总线可以最多连接123 个从站设备。PROFIBUS-DP 的拓扑结构可以是总线型、星型和树型，通讯介质可以是屏蔽双绞线、光纤，也支持红外传输，采用双绞线时，不加中继器最远通讯距离可达1.2 公里，最多可以采用9 个中继器，最远通讯距离可达9 公里。采用光纤时，最远通讯距离可达100 公里以上，其中采用多膜光纤，两点间最远距离可达3 公里，采用单膜光纤时，两点间最远距离可达3 公里。 2.2 Modbus协议简介 Modbus协议是一种适用于工业控制领域的主从式串口通讯协议，它采用查询通讯方式进行主从设备的信息传输，可寻址1-247个设备地址范围。协议包括广播查询和单独设备查询两种方式，二者区别就是广播查询不需要从设备回应信息，主、从设备查询通讯过程见图2： 图2 Modbus主、从设备查询响应

工厂自动(西门子PLC)控制系统方案

********有限公司 控制系统成套设备技术方案 *****科技有限公司 ****年**月**日

目录 第一章、概述 (3) 第二章、总体方案 (3) 1、设计原则： (3) 2、系统配置 (4) 2.1控制系统主要设备 (5) 3系统方案 (6) 3.1.监控系统方案 (6) 3.2逻辑控制方案 (8) 3.3 过程控制方案 (10) 3.4网络配置方案 (10) 3.5 设备明细 (14) 4保护方案 (17) 第三章、方案编制依据 (18)

第一章、概述 *****有限公司**厂是一座大型*****，设计规模为 3.00Mt/a （预留150Mt/a主洗车间）。 针对**厂的技术方案，我们做了详细的控制方案，包括：集控室上位机监控方案、逻辑控制方案、过程控制方案、网络配置方案。 第二章、总体方案 1、设计原则： 根据技术要求，本厂控制系统成套设备方案分为：系统配置、系统方案、和各种保护方案。 根据标书要求系统形成后，**厂在自动化技术装备和控制上达到国内先进水平。 生产环节实现自动化检测、控制与监视，实现对设备的远程监控操作。 主要生产指标及设备工况信息实现实时采集，并实现信息处埋、查询网络化。 建立分层次的网络结构，实现"管、控一体化"，实现与厂计算机网络与与园区计算机网络的互联，集控数据可通过OPC接口上传

至园区信息中心。 本工程设计满足先进性、可靠性、实用性、经济性、可升级和标准化等方面的要求。 2、系统配置 根据**厂工艺特点，在厂综合楼集控室内设置控制台1套，配置生产监控工作站，对设备运行集中管理、控制，并打印报表等。 PLC控制站分布如下： 主厂房配电室设置1套 准备车间配电室设置1套 压车间配电室设置1套 6号转载点变配电室设置2套 I/O控制分站分布如下： 车间配电室设置1套 1号转载点配电室设置1套 7号转载点配电室设置1套 原仓上配电室设置1套

SIS与ESD、DCS、PLC之间的区别

SIS与ESD、DCS、PLC之间的区别 1、SIS系统(Safety Instrumented System 安全仪表系统)属于企业生产过程自动化范畴，用于保障安全生产的一套系统，安全等级高于DCS的自动化控制系统，当自动化生产系统出现异常时，SIS会进行干预，降低事故发生的可能性。 2、DCS集散控制系统是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。集散控制系统简称DCS，也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。 SIS与DCS在石油、石化生产过程中分别起着不同的作用，如下图所示：生产装置从安全角度来讲，可分为3个层次：第一层为生产过程层，第二层为过程控制层，第三层为安全仪表系统停车保护层。 SIS与ESD之间的区别 SIS是系统化的概念，更关注整体性的概念，从命名就可以看出来，SIS关注回路，关注系统整体。安全型的现场检测器件（变送器，仪表，传感器）-> 安全型 A -》安全型控制器-安全型的DO -》安全型的现场执行器件（安全关断阀，泄压阀，保护器等）。 而ESD通常是指，安全控制系统厂家生产的，安全型控制器，（CPU），IO，等纯控制系统的概念。 从本质上来讲，SIS 的硬件系统不光包括，SIS控制器及IO（例如Triconex，HIMA，西门子400FH）。

还应包括所有跟控制器接口的其他输入部件，例如获得TUV SIL认证的传感器，变送器，检测装置； 还应该包括所有输出部件，如获得TUV SIL认证的执行器（液压安全执行器，气动安全执行器，电动型安全执行器）， 还应该有获得认证的现场设备。要求严格的现场，阀门本体也必须是有TUV 证书的。 例如核电厂的安全阀不光是锅炉与压力容器质检合格，还应该有核检证书，还应该有TUV 的安规证书，明确标明是SIL几等级。 ESD是生产厂家的安全性控制器用在不同的场合，根据不同的用途，有着这些不同的叫法，从理论上说，只有ESD，“未必” 会是个完整的SIS控制系统。ESD 仅仅是SIS中的一环，而且是在实体硬件中，是最重要的一环。 DCS与PLC之间的区别 1、从发展的方面来说： DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此，DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制，比如我们使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系统甚至没有PID数量的限制（PID,比例微分积分算法，是调节阀、变频器闭环控制的标准算法，通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量）。 PLC从传统的继电器回路发展而来，最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力，因此，PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。 2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说： 市场上控制类产品繁多，无论DCS还是PLC，均有很多厂商在生产和销售。对于PLC系统来说，一般没有或很少有扩展的需求，因为PLC系统一般针对于设备来使用。一般来讲，PLC也很少有兼容性的要求，比如两个或以上的系统要求资源共享，对PLC来讲也是很困难的事。而且PLC一般都采用专用的网络结构，比如西门子的MPI总线性网络，甚至增加一台操作员站都不容易或成本很高。 DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系，但大部分的DCS系统，比如横河YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB等等，虽说系统内部（过程级）的通讯协议不尽相同，但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络，采用标准或变形的TCP/IP 协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中，控制器、计算机均作为一个节点存在，只要网络到达的地方，就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外，基于windows系统的OPC、DDE等开放协议，各系统也可很方便的通讯，以实现资源共享。 3、从数据库来说：

西门子PLC控制系统的特点

西门子PLC控制系统的特点 摘要：西门子的s7-200 ,300,400之类的产品在中国各个企业当中得到了普遍的应用,如果这些产品的各种性能能够熟悉掌握对于在难得plc程序也能理解，本文着重介绍了西门子的主流产品在当今企业当中的应用现状并提出了自己的理解和看法。 关键词：西门子 plc 特点使用方法 siemens plc在中国的产品，根据规模和性能的大小，主要有 s7-200 s7-300 和s7-400三种，下面就简单介绍一下该三种产品的一些特性。 1、s7-200 针对低性能要求的摸块化小控制系统，它最多可有7个模块的扩展能力，在模块中集成背板总线，它的网络联接有rs-485通讯接口和profibus两种，可通过编程器pg访问所有模块，带有电源、cpu和i/o的一体化单元设备。其中的扩展模块（em）有以下几种：数字量输入模块（di）——24vdc 和 120/230vac；数字量输出（do）——24vdc 和继电器；模拟量输入模块（ai）——电压、电流、电阻和热电偶；模拟量输出模块——电压和电流。还有一个比较特殊的模块-通讯处理器（cp）——该块的功能是可以把s7-200作为主站连接到as-接口（传感器和执行器接口），通过as-接口的从站可以控制多达248个设备，这样就可以显著的扩展s7-200的输入和输出点数。 2、s7-300

相比较s7-200，s7-300针对的是中小系统，他的模块可以扩展多达32个模块，背板总线也在模块内集成，它的网络连接已比较成熟和流行，有mpi、工业以太网，使通讯和编程变得简单，选择性也比较多，并可借助工具进行组态和设置参数。s7-300 的模块稍微多一点，除了信号模块（sm）和200的em模块同类型之外，它还有接口模块（im）——用来进行多层组态，把总线从一层传到另一层；占位模块（dm）——为没有设置参数的信号模块保留一个插槽或为以后安装的接口模块保留一个插槽；功能模块（fm）——执行特殊功能，如计数、定位、闭环控制相当于对cpu功能的一个扩展或补充；通讯处理器（cp）——提供点对点连接、profibus和工业以太网。 针对cpu设计模式选择器有：mres=模块复位功能；stop=停止模式，程序不执行；run=程序执行，编程器只读操作；run-p=程序执行，编程器可读写操作。状态指示器：sf，batf=电池故障；dc5v=内部5 v dc电压指示；frce=表示至少有一个输入或输出被强制；run=当cpu启动时闪烁，在运行模式下常亮；stop=在停止模式下常亮，有存储器复位请求时慢速闪烁，正在执行复位时快速闪烁。mpi接口用来连接到编程设备或其它设备，dp接口用来直接连接到分布式i/o。 3、s7-400 同300的区别主要在于热启动（wrst）这一部分，其他基本一样。它还有一个外部的电池电源接口，当在线更换电池时可以向ram提

DCS控制系统供电规程

1.目的 为保证对控制系统的正常供电，为使控制系统的安全可靠使用，特制定本规程。 2.控制系统的负荷分类等级 根据生产过程对控制系统的重要性、可靠性、连续性的不同要求，用电设备的用电负荷分重要负荷和一般负荷。一般情况下，控制系统的用电负荷属重要负荷。 3.控制系统用电负荷品质要求 控制系统用电负荷质量指标如下： 1)电压：220V±10%； 2)频率：50±1Hz； 3)谐波：小于10%； 4)电压瞬间中断：小于20ms。 4.控制系统的电源容量 控制系统的交流电源容量应按控制系统中所有用电设备的额定容量总和的～倍计算。系统常用部件功率表详见 5.控制系统的供电形式 5.1一般控制系统都要求采用两路供电，但是由于GCS-1/2系统供电单元本身的特 殊性，无法实现双路供电，因此在条件允许的情况下，应尽量实现UPS配置；如条件有限，直接单母线供电即可。如用户方要求使用两路供电模式，可采用电源切换装置，经切换装置以后进入UPS或者直接供电。 5.2控制系统供电系统中，原则上应设置分电箱。分电箱中应设置控制系统输入总 断路器和若干输出分断路器（根据用电设备数量配置）。断路器的配置原则为：每个控制柜两个，每个操作站一个，外配柜内根据开关电源的数目各配置一个，其它用电设备根据具体数目配置断路器。 6.供电器材的选择 6.1供电器材选择的一般原则 6.1.1选用的供电电器应满足如下正常工作条件的要求： 1)供电电器的额定电压和额定频率，应符合所在网络的额定电压和额定频率； 2)供电电器的额定电流应大于所在回路的最大连续负荷计算电流；

3)保护电器应满足电路保护特性要求。 6.1.2断开短路电流的电器，应具有在短路时良好的分断能力。 6.1.3外壳防护等级应符合环境条件的要求。 6.2供电器材的选择 6.2.1供电线路中各类开关容量可按正常工作电流的2～倍选用。 6.2.2断路器的选择，应满足下列要求: 1)断路器中过电流脱扣器的容量应按线路工作（计算）电流确定；正常工作情况 下脱扣器的额定电压应大于或等于线路的额定电压；脱扣器整定电流应接近但不大于负 荷的额定工作（计算）的电流总和（引自何处），且应小于线路允许的载流量； 2)断路器额定电流应小于该回路电源开关的额定电流； 3)断路器的额定电流及断路器过电流脱扣器的整定电流应同时满足正常工作电 流和启动尖峰电流两个条件的要求； 4)多级配电系统中，干线上断路器的额定电流应大于支线断路器的额定电流的两 倍； 5)多级配电系统中支线上采用断路器时，干线上的断路器动作延时时间应大于支 线上断路器的动作延时时间。 6.2.3配电柜（箱）应安装在环境条件良好的室内。如必须安装在室外时，应避开环 境恶劣的场所，并应采用适合安装场所环境条件的配电柜（箱）。 6.2.4供电线路中的电器设备、安装附件，应满足现场的防爆、防护、环境的要求。 7.电源系统的配线 7.1电源线的长期允许载流量，不应小于线路上游断路器的额定电流或低压断路器 内延时脱扣器整定电流的倍。 7.2电源线路不应在易受机械损伤、有腐蚀介质排放、潮湿或热物体绝热层处敷设； 当无法避免时，应采取保护措施。 7.3配电线路上的电压降不应使送到用电设备的供电电压小于最低工作电压。 7.4交流电源配线，应满足下列要求： 1)交流电源线应与其它信号线分开敷设，当无法分开时，应采取金属隔离或铠装 屏蔽及其它相应措施； 2)交流电源线上的电压降，应符合以下规定： a)电气供电点至仪表总配电柜（箱）或UPS的电压降应小于2V； b)UPS电源间应紧靠控制室，从UPS至仪表总配电柜（箱）的电压降应小于 2V； c)控制室内从仪表总配电柜（箱）至仪表设备电压降应小于2V；

西门子数控系统详解

西门子数控系统详解 一、西门子数控产品种类 西门子数控系统是西门子集团旗下自动化与驱动集团的产品，西门子数控系统SINUMERIK 发展了很多代。目前在广泛使用的主要有802、810、840等几种类型。 用一个简要的图表对西门子各系统的定位作描述如下： 西门子各系统的性价比较 1. SINUMERIK 802D 具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件- PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。 SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS 将驱动器、输入输出模块连接起来。 模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。 通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。 SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。 2. SINUMERIK 810D 在数字化控制的领域中，SINUMERIK 810D第一次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。 快速的循环处理能力，使其在模块加工中独显威力。

SINUMERIK 810D NC软件选件的一系列突出优势可以帮助您在竞争中脱颖而出。例如提前预测功能，可以在集成控制系统上实现快速控制。 另一个例子是坐标变换功能。固定点停止可以用来卡紧工件或定义简单参考点。模拟量控制控制模拟信号输出; 刀具管理也是另一种功能强大的管理软件选件。 样条插补功能(A，B，C样条)用来产生平滑过渡；压缩功能用来压缩NC记录；多项式插补功能可以提高810D/810DE运行速度。 温度补偿功能保证您的数控系统在这种高技术、高速度运行状态下保持正常温度。此外，系统还为您提供钻、铣、车等加工循环。SINUMERIK 840D 3.SINUMERIK 840D SINUMERIK 840D数字NC系统用于各种复杂加工,它在复杂的系统平台上，通过系统设定而适于各种控制技术。840D与SINUMERIK_611数字驱动系统和SIMATIC7可编程控制器一起，构成全数字控制系统，它适于各种复杂加工任务的控制，具有优于其它系统的动态品质和控制精度。 二、西门子产品功能 SINUMERIK 840D标准控制系统的特征是具有大量的控制功能，如钻削、车削、铣削、磨削以及特殊控制，这些功能在使用中不会有任何相互影响。全数字化的系统、革新的系统结构、更高的控制品 质、更高的系统分辨率以及更短的采样时间，确保了一流的工件质量。 控制类型 采用32位微处理器、实现CNC控制，用于完成CNC连续轨迹控制以及内部集成式PLC控制。 机床配置 可实现钻、车、铣、磨、切害、冲、激光加工和搬运设备的控制，备有全数字化的SIMDRIVE611数字驱动模块：最多可以控制31个进给轴和主轴．进给和快速进给的速度范围为 100-9999mm／min。其插补功能有样条插补、三阶多项式插补、控制值互联和曲线表插补，这些功能。为加工各类曲线曲面零件提供了便利条件。此外还具备进给轴和主铀同步操作的功能。 操作方式

采用西门子PLC构成的DCS实例二

※采用西门子PLC构成的DCS实例二 本公司为上海大众汽车有限公司空气压缩机站提供的监控制系统可以作为用西门子 S7-300PLC 组成的DCS另一实例。 本系统的特点是生产压缩空气的7台空压机安装在中心空压机站房内而使用压缩空气的七个车间却分布于厂内各处，每个车间距中心站的距离都在lkm以-上。 用户要求在中心站设置一套DCS监控7台空压缩及其辅助设备，同时还要监测7个车间的用气参数。 如果在7个车间各装一套S7-300PLC采集数据再通过网络与中心站通讯，不仅投资高而且也使网络复杂。 采用西门子公司的分布模块ET200M(1M153-1)可以用作S7-300PLC模块之间的通讯，也就是将PLC作了远程扩展。这种配置既节省了投资还使系统简化可靠。 各车间的数据采样模块组ET200M所采集的信号经过一对中继器RS485接到中心站的PLCS7-300的中央处理单元，再通过S7-300的中央处理单元CPU连同在中心站所采集的数据一起与设在中心站的操作员站联网通讯交换数据。 各车间安装的ET200M系列模块组如图所示：

各车间的采样模块组由下列几种模块细-合而成： ◇电源程序模块(PS)，与组成S7-300的模块通用 ◇ET 200M(1M153-1)分布I／O模块，实际上它也就是一个通讯模块 AI，AO，DI，DO模块与组成S7-300的各模块，如SM321 (D1)、SM322(DO)、SM331 (A1)、SM332(AO)等通用，最多可安装8个模块。 从某种意义来讲，ET200M系列是S7-300PLC的下位机，它与操作员站之间形成一个两级网络。 本系统已成功地运行了两年多。对于一些测点分散或者有多个控制室的现场均可采用这种方式。

工业过程控制系统(DCS)

工业过程控制系统(DCS) ?西门子PCS7系统介绍 ?PCS7系统高达的应用 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 西门子PCS7系统介绍 西门子为了应对制造业、过程工业和楼宇自动化行业中的挑战，提出了自己的独特解决方案—全集成自动化（TIA）和全集成能源管理（TIP）的驱动与自动化的解决方案，适用于各种行业。 SIMATIC PCS7过程控制系统是全集成自动化（TIA）的核心部分，为生产、过程控制和综合工业中所有领域实现统一且符合客户要求的自动化平台。 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，性能优异并可前瞻性地确保满足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，并可通过因特网实现 ?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 ?在各个层级的系统开放性 ?灵活性和可扩展性 ?与安全相关的自动化解决方案 ?广泛的现场总线集成 ?仪表与控制设备的资产管理（诊断、预防性维护和维修） 1. PCS7工程组态系统—ES SIMATIC管理器是工程组态控制的控制中心，是工程组态工具套件的综合平台，同时也是SIMATIC PCS7过程控制系统所有工程组态任务的组态基础。SIMATIC PCS7项目各个方面的创建、管理、归档和记录都在这里进行。

西门子PLC,DCS,SCADA三者的区别与联系

西门子PLC,DCS,SCADA三者的区别与联系 随着工业互联网的飞速发展，PLC/DCS/SCADA三款控制产品被各大企业所应用，如何选择PLC/DCS/SCADA控制系统，成为企业的关键性问题。下面跟大家一起分享一下西门子PLC,DCS,SCADA三者的区别与联系。 狭义的说，DCS主要用于过程自动化，PLC主要用于工厂自动化(生产线)，SCADA主要针对广域的需求，如油田，绵延千里的管线。如果从计算机和网络的角度来说，它们是统一的，之所以有区别，主要在应用的需求，DCS常常要求高级的控制算法，如在炼油行业，PLC对处理速度要求高，因为经常用在联锁上，甚至是故障安全系统;SCADA也有一些特殊要求，如振动监测、流量计算、调峰调谷等，SCADA是调度管理层，DCS是厂站管理层，PLC是现场设备层。 西门子PLC，即可编程控制器，适用于工业现场的测量控制，现场测控功能强，性能稳定，可靠性高，技术成熟，使用广泛，价格合理。 DCS系统，即集散控制系统，属90年代国际先进水平大规模控制系统。它适用于测控点数多、测控精度高、测控速度快的工业现场，其特点是分散控制和集中监视，具有组网通讯能力、测控功能强、运行可靠、易于扩展、组态方便、操作维护简便，但系统的价格昂贵。 SCADA系统，即分布式数据采集和监控系统，属中小规模的测控系统。它集中了PLC系统的现场测控功能强和DCS系统的组网通讯能力的两大优点，性价比高。 SCADA、DCS是一种概念，PLC是一种产品，三者不具可比性。 PLC是一种产品，由它可以构成SCADA、DCS。DCS是过程控制发展起来的，PLC是继电器—逻辑控制系统发展起来的，PLC是设备，DCS、SCADA是系统。 DCS与西门子PLC的区别要点： 1、DCS是一种“分散式控制系统”，而西门子PLC(可编程控制器) 只是一种控制“装置”，两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调，西门子PLC装置只实现本单元所具备的功能。 2、在网络方面，DCS网络是整个系统的中枢神经，它是安全可靠双冗余的高速通讯网络，系统的拓展性与开放性更好。而西门子PLC因为基本上都为个体工作，其在与别的西门子PLC或上位机进行通讯时，所采用的网络形式基本都是单网结构，网络协议也经常与国际标准不符。在网络安全上，西门子PLC没有很好的保护措施。我们采用电源，CPU，网络双冗余。 3、DCS整体考虑方案，操作员站都具备工程师站功能，站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系，任何站、任何功能、任何被控装置间都

西门子过程控制系统概述

西门子过程控制系统概述 摘要本文以鞍钢1450冷连轧工程为例，主要介绍西门子过程控制系统的基本技术极其在冷连轧项目中的应用。 关键词过程控制系统 CORBA 1 前言 一个完整的过程控制自动化系统主要由以下几个部分组成：自动化仪表、工艺及数学模型、执行机构、计算机系统的构成。冷连轧重要的自动化仪表主要测厚仪、板型仪、测速仪、压力计、张力测量仪等。主要的工艺和数学模型有轧制力模型、前滑模型、负荷最优分配模型、厚度模型、板形模型、张力模型等。先进的执行机构大量使用，大功率传动系统普遍采用交－交、交－直－交变频和直流传动，小功率辅助系统（如张力辊）主要采用变频调速，位置执行机构大量采用液压伺服传动。而计算机系统普遍采用大型分布式计算机控制系统。这样，大量新工艺、新设备以及高端计算机控制系统的采用，使得带钢冷冷轧的生产质量和效率大大提高，为钢铁企业带来巨大的经济效益。 1450冷连轧生产线的控制系统采用德国西门子公司的先进技术。过程控制系统（二级）使用基于CORBA规范的SUBSYS系统。CORBA（Common Object Request Broker Architecture公共对象请求代理体系结构）是由OMG组织制订的一种标准的面向对象应用程序体系规范，二级进程间的通讯信息传递是通过SUBSYS实现。二级进程的源程序代码大部分用标准C语言编写，极少部分用C++语言编写。数据存储采用ORACLE 10g数据库管理技术。 西门子过程自动化控制系统分为两部分:控制部分和非控制部分。控制部分主要是有关轧制模型的控制，包括轧制策略、继承、模式自适应、设定值计算、神经网络训练、换辊、标定、轧辊温度和磨损模型等。非控制部分主要完成二级与一级、酸洗二级、HMI等通讯的接口功能，主要包括物料跟踪、信号处理器、线协调、设定值下发、测量值获取、测量值处理等。 二级主要进程简要说明： （1） mtrSnd、mtrRcv：这两个进程主要完成与一级MTR（一级的物料跟踪）的通讯功能，mtrSnd向MTR发送电文，mtrRcv接收从MTR传过来的电文。

FOXBORO DCS系统与西门子总线通讯的实际应用

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/d79940353.html, FOXBORO DCS系统与西门子总线通讯的实际应用 作者：王勇 来源：《无线互联科技》2013年第07期 摘要：本文主要阐述了文山氧化铝溶出系统隔膜泵监控信号利用FOXBORO的DCS系统与西门子PLC（S7-300）总线模块通讯的方案，结合通讯产品的优点详细讲述了方案具体实施和配置的过程。 关键词：文山氧化铝；FOXBORO；西门子；ProfiBus 1 概述 文山氧化铝溶出隔膜泵系统根据业主需要在每隔膜泵系统的监控内容包括隔膜泵的给排油信号、压缩空气压力信号、推进液压力及变频器运行状态等进行监控信号都上FOXBORO的DCS监控系统，用户通过其相关参数的变化判断隔膜泵运行是否运行正常，是否需要进行维护。但新增测点原设计未进入DCS，隔膜泵现场配备一个PLC控制箱控制箱上装有一个触摸屏，操作人员只有通过现场单独监控不便DCS的集中控制。 由于不能远程监控，业主无法方便的对现场情况进行了解，在DCS自动控制程序中也无法实现相应的隔膜泵保护，因此经过协商共同提出了在原有西门子总PLC系统中增加ProfiBus-DP通讯模块。FOXBORO DCS系统通过ProfiBus-DP进行通讯的方案，这两种第三 方设备的通讯全国尚属首次，因此在接线、配置、通讯、取信号中存在许多的问题，本文将对整个通讯的全过程做详细介绍，为将来可能进行的广泛应用提供参考。 2 PROFIBUS-DP通讯 作为众多现场总线家族的成员之一，ProfiBus是在欧洲工业界得到最广泛应用的一个现场总线标准，也是目前国际上通用的现场总线标准之一。ProfiBus是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的符合ProfiBus协议的产品，这些产品可以连接在同一个ProfiBus网络上。本文涉及的两种设备均采用了这种协议。 ProfiBus-DP传送速度可在 9.6kbaud～12Mbaud，最大1000M传送距离，在总线启动时，所有总线上的设备应该设置为相同的速度，传输距离若是超过1000M应增加中继器。DP即Decentralized Periphery分散型外围设备，它具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式