西门子DCS控制系统技术问题及发展方向

西门子DCS控制系统技术问题及发展方向

DCS系统由多台计算机分别控制生产过程中多个控制回路，同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动控制系统。分布式控制系统采用微处理机分别控制各个回路，而用中小型工业控制计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制。

经过这些年来的不断应用，DCS系统在行业发展的一些局限性逐步体现出来，DCS存在的问题：

1、互操作性差。尽管模拟仪表已统一4～20mA信号标准，可大部分技术参数仍由制造商自定，致使不同品牌仪表无法互换。因此导致用户依赖制造厂，无法使用性能价格比最优的配套仪表，甚至出现个别制造商垄断市场的局面。

2、可靠性差。模拟信号传输不仅精确度低，且易受干扰。为此采用各种措施提高抗干扰性和传输精确度，其结果是增加了成本。

3、失控状态。操作员在控制室既不了解现场模拟仪表的工作状况，也不能对其进行参数调整，更不能预测事故，导致操作员对其处于失控状态。因操作员不能及时发现现场仪表故障，而发生事故已屡见不鲜。

4、1对1结构。1台仪表，1对传输线，单向传输1个信号。这种结构造成接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难。

发展方向：

DCS发展至今已相当成熟和实用，毫无疑问，它仍是当前工业自动化系统应用及选型的主流，不会随着现场总线技术的出现而立即退出现场过程控制的舞台。面对挑战，DCS将沿着以下趋势继续向前发展：

1)DCS专业化：DCS为更适合各相应领域的应用，就要进一步了解相应专业的工艺和应用要求，以逐步形成如核电DCS，变电站DCS、玻璃DCS、水泥DCS等。

2)DCS工业PC化：由IPC组成DCS已成为一大趋势，PC作为DCS 的操作站或节点机已很普遍，PC-PLC、PC-STD、PC-NC等就是PC-DCS 先驱，IPC成为DCS的硬件平台。

3)向综合方向发展：标准化数据通信链路和通信网络的发展，将各种单(多)回路调节器、PLC、工业PC、NC等工控设备构成大系统，以满足工厂自动化要求，并适应开放式的大趋势。

4)向智能化方向发展：数据库系统、推理机能等的发展，尤其是知识库系统(KBS)和专家系统(ES)的应用，如自学习控制、远距离诊断、自寻优等，人工智能会在DCS各级实现。与FF现场总线类似，以微处理器为基础的智能设备如智能I/O、PID控制器、传感器、变送器、执行器、人机接口、PLC相继出现。

北京天拓四方科技有限公司

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

PROFIBUS和PROFINET中采用PROFIdrive的运动控制

PROFIBUS和PROFINET中采用PROFIdrive的运动控制Walter M?ller-Nehring，PI PROFIdrive技术工作组组长，德国西门子公司工业部驱动 技术分公司 摘要 PROFIdrive是驱动技术的标准行规，该技术取决于PROFIBUS及PROFINET通信系统。使用一种开放式的“应用行规”（例如，这是一种利用通信系统的经试验和测试的方法），采用集成且直接的方式，连接来自不同制造商的驱动器及控制器。由于PROFIdrive已包含在国际标准IEC61800-7中，因此，该行规获得国际上的认可，并且其投资也将得到广泛的长期保护。 PROFIdrive能够在机器或系统的生命周期（关于规划，安装，运行，维护，以及扩充或更新）过程中实现相当数量的成本缩减，这是该行规的基础。PROFIdrive应用行规能够满足与PROFIBUS和PROFINET通信系统联合使用的驱动技术的特殊要求，并且提供有关通信性能的最佳的可测量性。无论是对设备和系统制造商，还是集成商及最终用户，它都创造了多重效益。 PROFIdrive行规是如何产生的 说到该行规的产生，那还要追溯到1991年，当时，工作重点正是PROFIBUS技术。2002年，随着该行规 3.1版的推出，标志着PROFIBUS DPV2扩展性功能的推出。2005年，PROFIdrive行规被扩展到覆盖PROFINET，作为下层通信系统。直到2006年才正式推出版本4.1，也就是当前的版本。 实际上，IEC 61800-7已经对PROFIdrive进行了标准化，并且通过各种国际机构（如OMAC）进行介绍，这就意味着，确保它将来会成为国际上公认的一种标准。 市场上展现出越来越多使用提供集成安全技术的驱动器的趋势。这说明不再需要额外的监控设备，从而带来了减少配线并节省空间的优势。从这一观点来看，PROFIdrive和PROFIsafe彼此成为完美的补充。这两种行规共同创造了一种统一的标准技术，该技术可以通过同一总线，用于控制安全功能和标准驱动功能。 原理 本质上，PROFIdrive自动控制技术方案是基于集成“运动控制”功能性及PLC顺序逻辑性的概念。通过贯穿在驱动器（如电动机电流或速度控制）和控制器（如位置控制或路径插补）上的分布来最优化应用进程。该通信系统利用专用服务（如时钟同步和基于行规的从站到从站通信），提供分布式进程之间的链接。 图1：PROFIdrive体系结构 该行规的主要部分（图1中的上半部分）描述了有别于通信系统的功能，并确保了采用PROFIBUS DP和PROFINET IO连续运行，而不会改变所需的应用。这意味着该驱动技术以分享同样应用视图的完整系统与可升级的通信性能相连接，范围从基本的现场总线到系统范围Ethernet网络，并且无需任何改变就形成为自动化系统。 基本模型定义 设备 PROFIdrive基本模型定义了一个运动控制自动化系统（图2），它包含多个“设备”及其相互关系（应用接口，参数访问等），但没有考虑所使用的通信系统。

西门子运动控制器SIMOTION收放卷应用的介绍

SIMOTION D Winder 包应用介绍 于长波 摘要：SIMOTION提供了一个可以应用于大部分开卷曲功能的应用包，其中包含了多种控制方式，多种卷径计算方法以及力锥度、断带检测等功能。但全面的同时带来了应用结构复杂、参数众多等问题。本文根据以往的调试经验对Winder包的应用进行一下应用介绍，分为卷曲的基本原理、控制方式、程序结构、应用步骤四个部分。 关键词：SIMOTION 开卷曲 1 .开卷曲的基本原理 开卷曲的控制要求可以概括为通过控制电机的转矩来控制材料上的力，使力不变或按照一定的曲线减小（即力锥度）。从电机转矩到材料力，这之间存在以下影响因素。 首先就是卷径，这是开卷曲控制最重要的一个参数，对其要求就是“稳”和“准”。卷径计算可以大致分为速比法、厚度累积法和外部测量法。

速比法是检测同一时刻下卷轴的转速和材料的线速度，两者相除即得到直径，这种方法实 时性好，但稳定性欠佳。在此基础上衍生出积分法和位置计算法，两者就是将一定时间卷 轴的角度位移与材料的位移相除，然后按一定的斜坡输出。区别在于积分法是用速度的积 分得到角度位移和材料位移，而位置计算法是直接取轴的位置值做计算。这种方法稳定性好，实时性与直径计算的更新周期有关。 厚度累积法是根据卷轴的圈数和材料的厚度计算的一种方法，即卷轴每转一圈直径增加2 倍的材料厚度，然后按照一定的斜坡输出。这种方法稳定性非常好，但准确性与材料厚度 的准确性有很大关系，这里所说的材料厚度并不是指材料本身的实际厚度，而是材料的实 际厚度加上材料之间缝隙的厚度，即与松紧度有关。 外部测量法就是用传感器直接测量卷轴的实际直径，可分为接触式和非接触式，常见的接 触式传感器有编码器和位移传感器，非接触测量传感器有激光、微波等。由于测量数值与 实际的直径可能是非线性的，所以要对测量值做非线性处理。 其次是对转矩的补偿，主要是加减速补偿和摩擦补偿。加减速补偿指的是当材料在加速或 减速时电机要提供额外的转矩对卷轴进行加减速，其大小与开卷曲机械系统的转动惯量和 加减速度有关；其方向与工作方式（是开卷还是收卷）和出料方向（材料是在卷轴的上方 还是下方）有关。机械系统的转动惯量包括电机的转动惯量、减速机的转动惯量、卷轴的 转动惯量和材料的转动惯量，除了材料的转动惯量外其他对象的转动惯量在工作过程中是 不变的，我们可以称为固定的转动惯量。材料的转动惯量取决于材料的密度、宽度和直径，由于在工作过程中直径是一直变化的，所以这部分转动惯量可以称为变化的转动惯量。另 外材料的密度也不是指材料本身的密度，也要考虑材料之间的缝隙。 最后是摩擦补偿，指的是机械系统的摩擦，摩擦转矩与转速有关，一般会随转速的升高而 加大，其方向与电机的实际转动方向相同。 此外，有些时候需要考虑材料在开卷曲时由于形变而需要的额外转矩，如一些比较厚的金 属板等。（Simotion Winder 包没有提供相关的补偿，需要在设定力上自己做补偿） 2. Simotion Winder 包提供的开卷曲控制方式 Simotion Winder 包提供的控制方式大体可分为三类：间接力控制、力闭环控制和恒速控制。其中力闭环控制按力反馈的不同可分为力传感器闭环控制和跳舞辊闭环控制，同时按

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）

2016年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM3运动控制赛项样题

2016年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛 ITEM3运动控制赛项样题 一、赛项介绍 运动控制赛项主要面向自动化、机电一体化、装备制造等专业方向的参赛选手，着重于参赛选手运动控制系统方面能力的培养。本赛项通过实际使用运动控制设备完成规定控制任务并结合现场答辩的方式，来着重考察参赛选手对运动控制系统理论知识的掌握程度和灵活运用的能力，以及对于典型运动控制系统实际调试的熟练程度。 本赛项所采用的运动控制器为实际生产中广泛采用的西门子SIMA TIC 315T控制器，驱动部分则采用了通用性强、性能出众的SINAMICS S120系列驱动产品。这两者的结合使用，可轻松满足运动控制系统对响应速度、定位精度、同步精度等方面内容的要求。 本赛项分为初赛和决赛两个环节。其中，初赛环节采用完成不同规定任务的方式进行比赛，该环节着重考查参赛选手运动控制系统的基本调试能力。决赛环节控制对象为一经过抽象后的实际生产设备，控制方案需要参赛选手根据控制要求自行设计，该环节要求选手不仅仅具备驱动器的调试能力，还需要具备一定的方案设计和控制程序编写能力。决赛环节还设置了笔试环节和方案答辩环节，在这两个环节中，会对参赛选手的运动及控制理论基础知识及其系统分析和程序设计的思路进行考查，从而更好的反映出参赛选手的综合素质。 二、运动控制系统描述 1. 设备组成 运动控制系统主要由电气箱(运动控制器、控制单元、整流单元、电机模块、变压器、手操盒等)与被控对象(伺服电机、减速箱、同心圆盘对象包、物料卷绕对象包)组成。 2. 设备清单 2.1 控制系统设备清单：

2.2调试软件及硬件： STEP 7 V5.5可编程控制器调试软件 S7-Technology V4.2 T系列可编程控制器调试软件 STARTER运动控制器调试软件 WinCC Advacnced v13或更高版本人机界面组态软件 调试用计算机、通讯电缆与测量仪器 2.3 对象模型清单： 带刻度圆盘大、小各一个 圆盘用同步带两根 铝质安装背板 物料卷绕对象包 3. 对象模型描述 对象模型- 同心圆盘 共一大一小两个圆盘，各由一部电机驱动。盘面带有刻度指示。大、小圆盘均由伺服电机驱动。

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；

西门子运动控制在轮胎行业的应用与发展研究

西门子运动控制在轮胎行业的应用与发展研究 发表时间：2019-01-03T17:01:46.627Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：韩雨浩[导读] 摘要：社会经济的快速发展，人们生活水平不断得到提高，与人们生活息息相关的工业领域也在不断进行改革和创新，西门子运动控制技术作为这场变革的推动者和领导者，以其自身的高科技技术、产品以及在轮胎行业的广泛应用服务于全世界人民。 天津赛象科技股份有限公司天津 300113 摘要：社会经济的快速发展，人们生活水平不断得到提高，与人们生活息息相关的工业领域也在不断进行改革和创新，西门子运动控制技术作为这场变革的推动者和领导者，以其自身的高科技技术、产品以及在轮胎行业的广泛应用服务于全世界人民。高效、节能、便捷是我们一直追求的目标，西门子运动控制在轮胎行业的应用很好的体现了这一目标。本文了主要论述了西门子运动控制的特点、轮胎行业的发展现状，以及西门子运动控制在轮胎行业的应用与发展，促使西门子运动控制技术更好的服务于轮胎行业，同时也促进工业领域的不断发展。 关键词：西门子运动控制技术；轮胎行业现状；应用与发展 一、概述 随着人们生活质量水平的提高，对汽车的需求量也不断增大，从而带动轮胎行业的快速发展，近几年我国轮胎行业的规模持续扩展。与此同时西门子运动控制技术作为世界领先水平的控制技术，以及全球最大的轮胎设备控制技术的领导者，使其在轮胎行业的市场内处于不败地位，西门子以其最优质和最先进的技术水平服务于轮胎行业，促进轮胎行业更好的发展，不断满足人们的需求。西门子运动控制在轮胎行业中的应用主要体现在轮胎成型机上，而全钢丝载重子午线轮胎就依靠于轮胎成型机的作用，西门子运动控制技术很好的完成了对轮胎成型机的应用。 二、轮胎行业现状 我国对轮胎的需求量不断增加，轮胎行业的发展规模不断扩大，中国在轮胎行业中占据越来越重要的地位，并逐步发展成轮胎制造行业的大国。轮胎行业对制造轮胎的各种规划和标准也已经建立完整的工业体系，这对轮胎的创新和改革有重要的积极促进作用。人们对汽车的需求量不断增加，带动了轮胎销量的增加，进而促进轮胎行业的快速发展。目前我国使用的轮胎质量已经达到了世界领先水平，轮胎的安全性、可靠性和环保性也获得了使用者的高度认可。 三、西门子运动控制技术的概括 YL25C全液压轮胎压路机控制系统要对压路机的动力系统、行走系统和洒水系统提供相应的控制及保护，恒转速、恒速行走，按一定斜坡值要求起步和停车，确保系统的高效安全运转，具备一定远程监控的功能扩展平台。西门子运动控制动力系统对启动马达、油门步进电机及断油电磁铁进行控制，实时监控发动机机转速、机油压力及冷却水温度。启动控制：在启动条件满足时（行走泵斜盘归零位），启动点火开关，由蓄电池为启动马达及断油电磁铁供电，当系统检测到发动机转速达到预置值时，断开启动马达电源。转速控制：传统的发动机转速调节是利用机械软轴直接施力于节气门来调速，其缺陷是发动机怠速不稳，导致燃油不完全燃烧，其次，调速的快慢也受限于操作员的经验。行走系统在国内同类产品首创全液压驱动，速度快、行驶平稳，可达18Km/h，满足快速转场的要求；双操作手柄电控无级调速，实现机电液一体化控制，调速及换向便捷，制动迅速，大大提高操作舒适性和安全性，对轮胎的安全性、可靠性及环保性都有重要作用。 四、西门子运动控制在轮胎行业中的应用 西门子运动控制技术在轮胎行业中的作用越来越重要，而全钢丝载重子午线轮胎就是西门子运动控制技术最好的应用成果，全钢丝载重子午线轮胎具有安全、环保、高速和耐磨的性能，深受使用者的欢迎。近几年轮胎行业以全钢丝载重子午线轮胎作为制造生产的重点，促进了轮胎行业市场的繁荣。轮胎成型机是制造全钢丝载重子午线轮胎的重要设备，而轮胎成型机主要是运用西门子运动控制技术而制造的用于制造轮胎的设备，西门子运动控制技术在轮胎行业起着十分重要的作用。另外在现代各类建筑基础、路面和路基的压实中，轮胎压路机具有不可代替的优越性，其充气轮胎除有垂直压实力外，还有水平压实力，这些力的作用加上胶轮弹性所产生的一种“揉搓作用”结果就产生了极好的压实效果。同时，轮胎间的相互重叠能产生平整、致密的表面质量，都体现出西门子运动控制技术在轮胎行业中的应用。 总结： 通过对西门子运动控制在轮胎行业中的应用与发展的论述，我们了解到西门子运动控制技术对轮胎产业发展的重要性。西门子运动控制技术作为轮胎制造业的先进技术，为轮胎制造过程提供了技术帮助，其安全性、可靠性都深受制造者的欢迎。随着人们对汽车的需求不断增加，轮胎产业市场也得到了发展，制造轮胎的重要设备成型机就是由西门子运动控制技术制造的，其先进性和优越性都是很多轮胎设备不能达到的，这对轮胎产业的发展也起到了很好的促进作用，因此轮胎制造者要重视推广西门子运动控制技术在轮胎行业中的影响，为社会经济和产业发展增添动力。 参考文献： [1]轮胎成型机自动供料技术与装置的开发[D]。谭剑。青岛科技大学 2017 [5]西门子AS产品应用于北京恒驰半钢子午胎成型机[J]。橡塑技术与装备。2013（09） [4]浅谈现代化轮胎工厂的工程设计发展趋势[J]。李智，蔡俊松。橡塑技术与装备。2015（11） [7]我国轮胎行业分析[J]。李巧玲。中小企业管理与科技（上旬刊）。2014（08）