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五. 基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7
隨著工業(yè)自動化過程控制理論和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及對工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的可靠性、復(fù)雜性、功能的完善性、系統(tǒng)的可維護(hù)性、人機(jī)界面的友好性、數(shù)據(jù)的可分析可管理性等各個方面都提出了愈來愈高的要求, 同時也為工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向:
系統(tǒng)之間的橫向數(shù)據(jù)交換日益增加
系統(tǒng)與管理層和現(xiàn)場儀表級的數(shù)據(jù)交換日益增加
現(xiàn)場總線的應(yīng)用越來越廣泛
廠商的產(chǎn)品日益開放，通過OPC、SQL等技術(shù)使得不同系統(tǒng)之間的準(zhǔn)確、高速、大量的數(shù)據(jù)交換得以實(shí)現(xiàn)
全集成，一體化的解決方案
因此，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足90年代自動化過程控制系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求，SIMATIC PCS7過程控制系統(tǒng)就是在這種形勢下開發(fā)的新一代過程控制系統(tǒng)，它是一個全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面向整個生產(chǎn)過程的過程控制系統(tǒng)。
SIMATIC PCS7是西門子公司結(jié)合最先進(jìn)的計算機(jī)軟、硬件技術(shù)，在西門子公司S5，S7系列可編程控制器及TELEPERM系列集散系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，面向所有過程控制應(yīng)用場合的先進(jìn)過程控制系統(tǒng)。
SIMATIC PCS7采用優(yōu)秀的上位機(jī)軟件WinCC作為操作和監(jiān)控的人機(jī)界面，利用開放的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信息采集和系統(tǒng)通訊，采用S7自動化系統(tǒng)作為現(xiàn)場控制單元實(shí)現(xiàn)過程控制，以靈活多樣的分布式I/O接收現(xiàn)場傳感檢測信號。
SIMATIC PCS7是基于全集成自動化思想的系統(tǒng)，其集成的核心是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和唯一的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都存儲于一個數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性。
SIMATIC PCS7的通訊系統(tǒng)采用的是工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS現(xiàn)場總線。工業(yè)以太網(wǎng) 用于系統(tǒng)站之間的數(shù)據(jù)通訊， SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級編程語言。現(xiàn)場設(shè)備庫提供大量的常用的現(xiàn)場設(shè)備信息及功能塊，可大大簡化組態(tài)工作，縮短工程周期。SIMATIC PCS7具有ODBC、OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，并且應(yīng)用以太網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場總線等開放網(wǎng)絡(luò)，從而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易地連接上位機(jī)管理系統(tǒng)和其它廠廠商的控制系統(tǒng)。
全集成自動化系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)總圖操作員站和服務(wù)器采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，客戶機(jī)與服務(wù)器之間通過100MHz以太網(wǎng)通訊。服務(wù)器與AS417H自動化系統(tǒng)的CPU之間采用光纜介質(zhì)連接，通過100MHz的工業(yè)以太網(wǎng)來交換數(shù)據(jù).
PCS7系統(tǒng)的工程師站同時掛在兩個網(wǎng)絡(luò)上，即連接客戶機(jī)/服務(wù)器的100MHz以太網(wǎng)和連接自動化系統(tǒng)的CPU的100MHz工業(yè)以太網(wǎng)。工程師站可以完成控制畫面和控制策略的組態(tài)。
AS417H自動化系統(tǒng)與遠(yuǎn)程I/O子站的通訊采用PROFIBUS-DP。AS417H通過PROFIBUS-DP的專用雙絞線直接與遠(yuǎn)程I/O子站相連接。其它AS417H將通過冗余的光纜和冗余的接口模塊與各自的遠(yuǎn)程I/O子站進(jìn)行通訊，滿足分散控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書中(1.5工廠及裝置簡況)提出的要求。
六.生產(chǎn)實(shí)時系統(tǒng)
生產(chǎn)實(shí)時系統(tǒng)采用WinCC MULTI-CLIENT方式，主服務(wù)器作為WinCC CLIENT 并作為WEB SERVER，與辦公室標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相連。網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議采用TCP/IP。在工程師站上進(jìn)行工藝操作畫面、報警畫面、歷史趨勢、報表等功能的組態(tài)（這些都是WINCC的基本功能），然后在SERVER和CLIENT上運(yùn)行組態(tài)的項(xiàng)目。由于實(shí)時系統(tǒng)的工位號容量為2000個，所以選用64K點(diǎn)的WINCC運(yùn)行系統(tǒng)。
WinCC SERVER完成與DCS之間的數(shù)據(jù)交換。服務(wù)器位于各DCS控制室，由局域網(wǎng)相連， 通過WINDOWS共享機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。為了與WINCC CLIENT通訊, WINCC SERVER端運(yùn) 行于WINDOWS NT4.0 SERVER或WINDOWS 2000 SERVER操作系統(tǒng),并安裝WinCC 和 WinCC SERVER選件軟件包。WINCC SERVER向WINCC CLIENT提供數(shù)據(jù)。每臺SERVER 最多可以帶 16臺CLIENT站， 在本系統(tǒng)中，連接5臺WINCC CLIENT。
WinCC Web Navigator選件包：
WinCC可選軟件包Web Navigator使用戶可以通過Internet、LAN或公司局域網(wǎng)瀏覽或操作 WinCC過程畫面。根據(jù)系統(tǒng)需要，設(shè)置可以通過WEB瀏覽生產(chǎn)過程畫面的用戶，并分配不同的權(quán)限，以進(jìn)一步提高安全性。
軟件配置：
1. Server端：WinCC V6+Web Navigator Server
2. Client端：IE+Web Navigator Clien
七. 項(xiàng)目中的難點(diǎn):
1. CB30A中心平臺: 泵,閥的時間聯(lián)鎖控制關(guān)系.倒泵計量程序控制.
2. 緊急關(guān)斷系統(tǒng)（ESD）:S7400FH故障安全系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試.
3. 遠(yuǎn)程井組平臺控制器S7300H軟冗余程序的調(diào)試,投運(yùn).遠(yuǎn)程無線通訊調(diào)試.
不過,SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級編程語言SCL。SCL是一種類PASCAL的高級語言，它采用IEC－1131的標(biāo)準(zhǔn)。利用SCL可以很方便地編制用戶功能塊。用SCL生成的功能塊可在CFC中被多次調(diào)用。用戶可以把過程的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化控制策略用SCL編成功能塊，直接下載到控制器中運(yùn)行。這樣，可以把過程的優(yōu)化控制放在控制器中，全面實(shí)現(xiàn)對工藝過程的優(yōu)化控制。如能熟練使用連續(xù)控制、順序控制及高級編程語言SCL就可大大簡化組態(tài)工作，縮短工程周期。許多工藝控制上的難點(diǎn)就會迎刃而解. 八. 結(jié)束語
系統(tǒng)的投入時間:2004/11/20
運(yùn)行情況:良好.
九.應(yīng)用體會
項(xiàng)目進(jìn)行當(dāng)中，使用西門子自動化產(chǎn)品的體會:
1. 具有過程控制系統(tǒng)的所有特性和功能,過程控制簡單而安全、方便信息網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場總線及儀表的集成，設(shè)計模塊化，系統(tǒng)的擴(kuò)展性強(qiáng).
2. 現(xiàn)場總線技術(shù),大量節(jié)省了電纜的費(fèi)用，也相應(yīng)節(jié)省了施工調(diào)試以及系統(tǒng)投運(yùn)后的維護(hù)時間和費(fèi)用.
3. SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級編程語言?，F(xiàn)場設(shè)備庫提供大量的常用的現(xiàn)場設(shè)備信息及功能塊，可大大簡化組態(tài)工作, 縮短工程周期.
4. SIMATIC PCS7具有ODBC、DDE、OPC、OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，并且應(yīng)用以太網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場總線等開放網(wǎng)絡(luò)，從而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易地連接上位機(jī)管理系統(tǒng)和其它廠廠商的控制系統(tǒng)。
5. S7400FH故障安全系統(tǒng)是第一次在中國應(yīng)用,其軟件編程和硬件的接線調(diào)試方式都有別于S7400H系統(tǒng),約束條件較多,故障安全理念比較復(fù)雜.但真正了解后,系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性還是很不錯的.
6. S7-300軟冗余系統(tǒng)在七個遠(yuǎn)程無人職守油井平臺得到應(yīng)用,此系統(tǒng)剛調(diào)試階段,很不穩(wěn)定,但了解和掌握其規(guī)律后,系統(tǒng)運(yùn)行一年多非常穩(wěn)定.
7. 西門子的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)非常穩(wěn)定強(qiáng)大,特別是在中心平臺通過無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對遠(yuǎn)程幾公里外的S7300H系統(tǒng)進(jìn)行軟件參數(shù)修改,調(diào)試,下載,非常安全,順利.此性能得到用戶的高度贊賞.
8. 西門子的Web Navigator功能安裝調(diào)試非常簡單方便. 此性能也得到用戶的高度贊賞
9. 西門子的Wincc Server-Client結(jié)構(gòu)在對歸檔數(shù)據(jù),和歷史趨勢時間同步的實(shí)施過程比較復(fù)雜,且容易出錯,需要改進(jìn).
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