PCS7系统描述_Smart.doc

项目名称：招标设备：投标单位：1 系统配置技术概述及系统规格1.1 PCS 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：l 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。l 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。l 一套面向未来、开放型的、符合当代技术发展潮流的、先进的过程控制系统，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。l 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：l 可预测的开发、实施和生命周期成本l 极低的工程组态开销l 便于进行过程优化l 能够满足变化的要求l 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典型的过程控制系统应用需求。l 简单而可靠的过程控制l 用户友好的操作和可视化，并可通过因特网l 系统范围内功能强大、快速、一致性的工程与组态l 系统范围内的在线修改l 各个层级的系统开放性l 灵活性和可扩展性l 各个层级的冗余l 基于PCS 7的改进的工程效率l 数字化工厂l PROFINET通讯l 可扩展的归档和报表l 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中显示的面板, 典型的应用库如下:+ 典型系统启动库: First pass through cycle Start-up 典型I/O驱动库: CH_AI ( one Channel for analog input) CH_AO (one Channel for analog output) CH_DI / DO (Channels for digital in-/ output) PA_AI (Analogue input PA) PA_ AO (Analogue output PA) PA_DI (Digital input PA) PA_DO (Digital output PA) 典型线场装置驱动库:SIMOCODESIMOVERTSIPART19SIPART21SIPOS3MC 典型通信库:FR_AGRCVFR_AGSENFR_BRCVFR_BSENDFR_URCVFR_USEND 典型技术库: Control blocksCTRL_PID (PID controller)DOSE (Dosing block)FMCS_PID (Driver for FM355)RATIO_P (ratio control) Open-loop control blocks DIG_MON (Digital value monitoring) MOTOR (Motor with one control signal) MOT_REV (Motor with 2 directions) MOT_SPED (Motor with 2 speeds) VALVE (Valve block) ?INTERLOK (Interlock block) General DIG_MON (Digital value monitoring) ELAP_CNT (Elapsed time counter) etc. 典型时间库: Sample time (SAMPLE_T) Message suppression (RUNUPCYC) 典型故障处理库: EN ENO QERR APL高级过程功能库: IL行业工业库: APC先进功能控制库: 其它库:SIWAREX MSIWAREX UREV_95FSEND_95U服务器的数据库SIEMENS PCS7系统采用具有标准化、开放性、性能优秀、功能强大的关系型、分布式数据库平台作为数据采集、数据处理、数据分析和生产过程控制管理系统的数据库支撑系统。关系型、分布式数据库平台不同于一般的数据库支撑系统，它能保证系统数据的完整性、一致性和系统各个部分数据的同步性，具备多种形式的数据查询、数据关联和数据索引方式。SIEMENS PCS7系统采用了Microsoft的SQL SERVER 2000作为数据库管理系统，该系统能实现完整的数据管理功能，包括能支持在异种网上提供透明的数据管理，确保了数据库的数据完整性。数据的获取、存储和报表过程资料的归档和打印是服务器的一个组成部分。档案应当可以传送到一个外部/可移动设备以供长期存储。主机有权通过总线访问这些资料。由于所选的测量点数量，测量值需要在过程控制系统中归档。在没有将资料交换到一个长期存储设备的情况下，至少能够存储六个月的资料。长期存储设备应当是 MOD （磁光盘）、磁带或者 CD。取样率应当是可选择的。最小的取样率不应当大于1秒钟。需要进行资料优化。报表软件是一个图形界面的报表生成器，能将历史库中的数据点链接到标准的或用户自定义的报表页面中。此软件包括一个报表生成器，生成各种需要的定时器和预排格式的报表模版。该软件的定时器，能在每个生产班次或每日（周/月）结束时自动生成报表。用户能够随时运行报表以获取所需的信息。该软件还使用微软Office应用(Word, Excel)进行数据访问,基于标准的报表工具，用户可以完成定制报表和图形表格。1.2.1.2 操作员站操作员站的软硬件配置和规格 操作员站的硬件规格祥见供货清单。 PCS7过程控制系统操作员站的软件规格 PCS7 操作员站运行软件包操作员站的性能指标画面: 无限制每幅画面上的元素: 5000 个每幅画面上的变量: 500 个每幅画面的切换时间: 1 秒每幅画面的刷新时间： 1 秒操作员控制模式 总则有了操作员控制和监控系统，多倍配置和图像组织就成为可能。由于需要进行流程图展示和标准展示，我们的解决方案采用以下的操作和控制原理作为基础： 创建一个包括图形图像的屏幕层次。这个层次是通过图片树管理器（Picture Tree Manager）构建的。警报在整个所有的级别都显示，从总视图到最小的详细视图，这样系统操作员就可以快速地调出包含故障位置的视图。警报也可以在此进行确认，通过图像的名字调用图像。 对于每个区域，可以检索消息信息。为过程观察提供流程图，动态显示测量值。每个回路默认由控制和观察流程图表示。 默认情况下，为所有的回路都提供面板。这使得用户可以操作和诊断回路。从而可以显示所操作的测量位置的所有信息（例如极限值），可以可靠地防止意外操作。显示模拟信号的趋势视图是可选的。面板显示在流程图上的窗口中。 由测量点名称标识的图表值以全图形的形式显示为曲线，包括测量值存盘。 系统警报（包括回路警报）被设计为旧的、新的以及复现事件。回路内警报调用相应的面板。这个功能应用于所有的警报生成模块中。 可选择OPC方式接口。 PCS7系统完全兼容Windows7多语言操作系统，这样PCS7就可利用系统组态软件直接将汉字输入、修改、删除、插入到流程画面、操作面板中,实现软件操作环境为英文。图片树区域图片树区域是一个图片，该图片始终显示并提供这个系统的一个总图，同时显示日期、事件和登录名。每个系统区域（最多16个）由图片树区域中的区域选择按钮代表。操作员可以使用按钮来选择图片层次中的顶部过程图片（区域图片）。它可以显示： 信息行： 始终显示最近输入的信息 信息确认按钮： 用于确认当前所显示信息的按钮。 区域选择按钮： 显示工作空间中的区域图片。按钮的名称对应于位于顶层的图片树管理器所配置的图片容器名称。 组显示： 显示带有警报源的图片。组显示应当使操作员能够直接从总视图跳到所有层次级别都组合在一起的显示中。也应当使操作员能够直接从总视图跳到发生警报的显示中。 区域选择按钮下的层次显示：相应的层次 当前日期和时间： 以数字格式显示日期和时间。 登录： 显示当前用户名。 屏幕硬拷贝： 打印活动的屏幕内容到计算机的默认打印机。主屏幕区域此处显示各系统区域的图片。工作空间显示一个系统中不同区域的各个图片。这是显示、控制和操作过程的地方。可以按照总视图区域中的选择、通过图片层次的导航按钮、图片选择对话框以及已经配置的直接图片选择功能，在工作空间中显示图片。功能键区域按钮区域显示所有触发操作的按钮。在运行时间系统中设置了两个键集合。通常，只有当光标是这种形式时，操作和输入才能发生：键集合 1键集合 2你可以通过这些按钮在这两个键集合之间变化： 登录系统图片信息退出系统语言切换显示系统配置图片（系统状态监控） 在图片层次中导航重调保存的屏幕组合 保存屏幕组合 删除屏幕组合显示报告作业选择用户管理员信息窗口创建在线趋势按名称选择图片前一个图片存储单个图片恢复单个图片确认警报器确认连接到单个事件的所有组事件。面板面板显示在工作空间区域。通常操作员使用面板输入与设备或者装备有关的命令。本章讨论将要为系统配置的常用复现命令形式。通常，使用鼠标在设备上单击打开面板。PID回路面板PID回路面板用于： 更改回路模式 MANUAL（手动）或者 AUTO（自动）。 在手动模式更改回路输出。 更改回路设定值 更改参数模拟测量面板模拟测量面板可以： 更改警报极限 显示测量值泵和风机面板配置来自PCS7的设备（泵和风机）手动命令。如要手动从PCS7启动或者停止一个设备，操作员应当选择该设备，随后将会出现相应的命令窗口。如要启动或者停止设备，操作员应当首先将设备置于MANUAL（手动）模式。阀门面板配置阀门的手动命令。如要从PCS7手动打开或者关闭一个设备，操作员应当选择该设备，随后将出现相应的命令窗口。如要打开或者关闭设备，操作员应当首先使设备进入MANUAL（手动）模式。一旦模式成为 MANUAL（手动），操作员就可以选择on（开）或者 off（关）万一发生故障，可以通过单击按钮复位使设备复位。报警处理PCS7系统的报警信息系统建立在 DIN 19235基础之上，信息从AS传输到操作员站，时间标记在AS中完成，对于出故障的测量设备，可以从操作员站禁止信息状态。从下面一组按钮，操作员可访问好几个信息列表：传入的警报列表： 所有没有被确认的信息 （闪烁的警报）。已确认的警报列表：所有已确认但还没有传出的信息。传出的警报列表：所有已经传出的信息。过程警报列表：所有的过程控制系统信息。 操作列表：所有的操作员输入信息。流水帐列表： 所有的信息。可以从信息页面直接跳转到有“loop in alarm（报警回路）”的显示画面中，声音警报单独进行确认，而且只能从新的传入信号进行预置。警报的传入和确认所有新传入信号将按年代顺序显示在监视器上。随信息显示的还有标签、描述和状态。可以每个信息逐个确认，或者以组的方式进行确认。进行组确认时，只接受可见的警报/信息。通过单击位于传入警报列表的左上角的按钮，可以同时确认所有的信息；通过单击位于传入警报列表的左上角的按钮，可以单个确认信息。对于信号的确认可从任何需要的操作员站接受而且对所有的站点都有效。操作员站重启每次重启之后，自动重新装载操作员站以防止丢失当前的警报。自我监控和诊断在线监控和测试例程不断地检查系统的正常。功能和板卡/模块的故障通过AS单元的指示灯显示而且通过文字输出到中央操作员站的屏幕上。同时生成故障警报的打印输出。信息应当足够全面以便操作员明白对工厂造成的影响，也便于维护人员快速实施故障分析及修复。过程控制系统部件来自PCS7部件（变换器、信号条件、电源等）的故障信息应当能够显示在所有的中央操作员站上并打印出故障日志。这应当包括某些数字输入。在测量回路故障（电线破裂、短路等）时，信息应当足够的全面以便识别实际的检测点。这个信息应当是明码的。过程故障信息由于在短时间内可以生成大量的信息，警报页面可能会被填满，这个页面应当能够滚动以使老的信息上卷。消息之间的辨别力：二进制数值：1 秒钟，模拟数值： 1 秒钟。报警记录向导如果必要，可以提供一个警报记录向导以便为自动化系统信息配置和初始化信息窗口、信息、信息类别以及系统。否则警报将始终由自动化系统生成模拟报警通过相应的面板应当可以从工程站点或者操作员站屏幕修改警报设定值： 很高 高 低 很低以上的警报可以根据位置点的要求进行编程。数字报警数字警报是由过程控制中的逻辑产生的，或者是现场设备 的直接反映。报警过滤PCS7系统提供警报过滤，它完全影响所显示的警报。过滤是通过预定义的分类、工厂区域以及下面所定义的警报状态进行的： 活动的警报 未确认的警报 已确认且活动的警报 禁用的警报 所有配置的警报报警禁用PCS7系统可以允许警报禁用。与此相关的用户层应当是工程师和/或主管人。所有禁用的警报应当通过过滤显示在警报页面上，以便重新激活时便于发现这些禁用警报。当禁用一个警报或者启用一个警报时，禁用的警报将被记录日志。然而，当一个警报被禁用时，实际警报状态的变化不会再有记录。报警种类根据以下定义在系统中配置警报种类，并进行如下分类： 危急 （红底白字， 很快的报警音调），因为已经到了危险的状态或者某些参数超过了正确生产制造所要求的极限，需要操作员立刻反应的警报。 警告（黄底黑字，较慢的警报音调），如果情况继续恶化可能需要操作员反应的非危急情况下的警报。 事件 （蓝底白字，没有音调），不要操作员反应的情况下的警报。这些警报或者事件能够对不需要引起操作员注意的事件进行历史跟踪。当“危急”警报或者事件可以被挑选出来以引起重视时，这些事件可以被配置成将一个专门的操作员屏幕更换为一个适当的页面。这项功能应当保留给每个工厂区域的一个单个事件，每个工厂区域有一个专门的工作站，通常一个控制室有4个屏幕。危急和警告警报将有一个单独的听的见的声音。该声音将随着每个新警报而发生，通过静音键消音。在当前处于新的紧急和警告警报情况下，紧急声音将具有优先权。报警日志警报日志显示有关该系统中发生的警报的信息。警报日志将列出与警报有关的标签信息、警报的类型和优先级别以及警报的时间和状态。日志条目由以下信息组成： 日期 时间 标签名称 描述 警报类别 警报状态需要的话，可以打印出警报日志以供分析报警上下文帮助屏幕PCS7系统可以为重要/危急警报配置警报帮助屏幕。该屏幕将由一个显示以下信息的表（窗口）组成： 警报标签 警报描述 原因 影响 建议 清除的建议 该警报上一次发生的时间和日期屏幕上还可以有操作员和主管人可以编辑的文本区域。先选择警报（鼠标或者触摸都可以）然后选择帮助图标，可从警报页面访问警报帮助屏幕。帮助屏幕的文本应当在工程站点中用警报信息进行配置。趋势模拟量和数字量都可以形成趋势。一个趋势可以显示10个模拟或数字量。根据趋势点（2个、5个或者10个点），它们可能以三种格式显示。在线运行时，如果已经执行了相应的调整，各位号的趋势将显示在趋势窗口中。在线运行时，工具栏中的按钮将影响趋势的显示。按钮打开一个 “趋势窗口模板的配置”章节中所描述的对话框 。根据设置，在线所做的修改也将被配置系统所接受。趋势显示的示例如下：工业以太网在本方案中采用工业以太网(100 Mbps)作为连接操作员站、工程师和控制器的系统总线。工业以太网在物理层上采用高防护等级的光纤或电气传输，网络为光纤或电气冗余环网结构。工业以太网卡件上带有CPU可独立处理通信信号，为工业用户提供高水平的通信方案。由于采用了全双工并行(FDX)通信模式，允许站点同时发送和接收数据，通信速率可提高一倍。SIMATIC NET 在快速以太网上 还采用 了交换技术，利用交换机模块将整个网络分成若干子网，每个子 网都可以独立的形成一个数据通信段，可以大大的提高通信效率。由于普通以太网网段上数据通信阻塞的存在，使得实际通信效率只有40%，采用了全双工并行通信技术和交换技术后，使得网络通信能力得以充分的利用。DCS控制器AS410 Smart1.2.1.3 控制器的配置所配控制器为AS-410H冗余CPU。每个系统都冗余供电系统、CPU和以太网通讯卡组成，可完全独立运转。两个CPU之间通过采用西门子独特的事件同步热备用冗余机制的光纤同步电缆连接。与其他系统不同，该系统允许CPU在周期中间进行切换。 AS-410H控制站能满足空分装置特殊过程控制的功能及速度要求，具备连续过程控制、复杂控制、逻辑和顺序控制的功能。AS-410H控制器具备快速控制能力，从I/O输入经过PID控制运算，到AO输出的累积时间通常在500毫秒以内，最快可达10毫秒。控制器能分别设置控制扫描周期。 AS-410H控制站或应用服务器具有运行小规模控制应用软件的功能，可作为模块插入运行的用户软件或第三方软件，规模大于264K，由此而占用的运行容量不大于控制站总容量的20%。1.2.1.4 AS410H的冗余特点AS-410H 按照“热备份”模式（无冲击、出现故障自动切换）的活动冗余原理运行。根据这个原理，只要没有故障，两个子单元都是活动的。如果发生故障，起作用的控制器全面接管过程控制。为了确保无冲击切换、快速可靠的资料交换，需要使用中央控制器链接。那里的控制器自动接收： 同样的用户程序 同样的数据块 过程图像内容 同样的内部资料，如定时器、计数器、内存位等等。主CPU备份CPU同步光线连接主CPU和备份CPU这就确保了两个控制器始终都是最新更新的，以便当一个控制器发生故障时另一个可以接管控制。同步 - 无冲击切换要求两个子单元是同步的。 AS-410H 以“事件驱动同步”的方式工作。这意味着任何时候事件产生了不同的内部状态，两个子单元即进行同步，例如对于这些事件： 直接I/O访问 中断、警报 更新用户时间 通过通讯功能修改资料操作系统自动执行同步，用户程序不必考虑同步。自检：AS-410H 执行大量的自检，包括： 中央控制器之间的链接 CPU模块 处理机/ASIC 内存探测到的每个问题都要报告。在启动例程中的自检：重启时，每个子单元执行整个电池自检。 在周期模式中的自检：全面的自检分布在几个周期。每个周期执行自检的一小部分，这样就只在目前的控制器增加一个小的负载。本方案采用冗余控制站的特点： 冗余自动化控制站（AS410H）用于实现现场设备的运行状态监测、数据采集及处理 、自动闭环回路控制、电气设备开关控制等系统控制功能。所有控制模块均封装在一个牢固而紧凑的塑料壳体内，携有后备电池盒和存 储器插槽以集成的 MPI和PROFIBUS-DP 接口。 SIMATIC PCS7过程 控制系统允许过程工业和制造工业中全部 工厂工序的完全 自动化。 系统具有高度扩展能力，坚固的设计，强大的综合通信能力，扩展的集成系统功能和易于执行的中央和分散结构。AS410H更采用了最新的冗余技术，两个 CPU中之间通 过高 速光纤同步专线相连，其容错 结构对用户来说是透明的，它可象标准PCS7系统那样进行处理、 编程 和设计。AS410H 具有以下冗余特性： 发生故障时，备用控制器在中断点接管处理，因而不会丢失任何数据。 集成错误探测和本地化功能。 运行过程中可以更换所有组件。更换CPU时，系统将自动更新为当前程序和数据。 运行过程中能进行固件更新。 自动事件同步功能。即对于执行后将引起两个系统中不同状态的所有命令，操作系统能确保其同步运行。而不需更新新伙伴单元中的数据。 容错通信：根据网络拓扑结构，冗余连接将在发生故障时自动激活。 通过冗余DP总线连接I/O。 LED的状态和故障显示 通过直接插入CPU的光纤同步模块进行双CPU的同步连接，不会损失机架插槽，并有极高的通信速度。同步模块也可实现热插拔。现场级网络PROFIBUS-DP在PCS7系统中，中央控制器与现场I/O站通过 PROFIBUS-DP 互相进行通信 ,现场智能总线设备及仪表也可以通过 PROFIBUS 同中央控制器通信。PROFIBUS是全球应用最广泛的过程现场总线系统。多年来， PROFIBUS 成功的应用于化工过程自动化、制造业、楼宇自动化和电站自动化等领域。与常规非总线I/O技术相比，使用 PROFIBUS过程现场总线可以使硬件 (其中包 括电缆)、工程设计、安装调试和维修费用节省40%以上。PROFIBUS的技术性能使它可以应用于工业自动化各个领域，除了安装简单外，它有极高的传输速率(可达12M/S)，多种网络拓扑结构(总线型、星型、环型)以及可选的光纤双环冗余。前连接器：规格型号：6ES7392-1AJ00-0AA0(20针) 6ES7392-1AM00-0AA0（40针）为了使I/O模块的接线更加简洁、可靠、美观，采用模块化接线方式，采用特殊的模块前连接器，现场的信号电缆直接连接到外部端子排上，在端子模块和前连接器之间采用专用的屏蔽多心软电缆连接。1.2.1.5 信号接口模块模拟量输入模块 AI 16 x 16位规格型号：6ES7 650-8AK70-0AA0属性 16个输入和 16个输出（用于为 2线制传感器供电） HART符合 精度为 15位 +符号（与积分时间无关） 可以为每个模块设置传感器（通过端子 10和 11之间的跳线）： - 2线制传感器电流，仅限 4 . 20 mA的测量范围 - 4线制传感器电流 可以为每个通道组态测量范围，切换到冗余 4线制模式（通过端子 30和31之间的跳线） 0 . 20 mA 20 mA 4 . 20 mA 可为每个通道组态平滑化 可为每个通道组态积分时间/干扰频率抑制 可组态诊断 可组态诊断中断 组错误显示 (SF LED) 支持在运行中组态 (CiR)冗余使用在冗余模式下，模块 AI 16 x 16位重复出现，并可进行冗余组态和操作。在冗余工作情况下，在两个冗余运行的模块上都需要通过跳线连接端子 30和 31。只有在模块采用 4线制传感器模式工作时，才可实现冗余。模拟量输入模块 AI 8 x 16位规格型号：6ES7 650-8AK60-0AA0属性 8 个输入和 8 个输出（用于为 2 线