SIMATIC PCS7 培训--1--系统概述

2020/6/15,SIMATICPCS7标准培训,PCS7系统概述,内容,PCS7系统结构与特点PCS7概述自动化系统（AS控制站）PCS7网络结构PCS7操作员站PCS7工程师站PCS7系统典型应用,2020/6/15,2,SciampleTraining-SIMATICPCS7,系统结构与特点,系统结构图SIEMENSPLC网络结构SIEMENSPLC系统特点,2020/6/15,3,SciampleTraining-SIMATICPCS7,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,4,PCS7系统结构图,SIEMENSPLC网络结构,三层网络结构现场总线层：PROFIBUSDP与PA，是联系控制站（AS）与现场站或设备的纽带控制总线层：工业以太网，是连接控制站（AS）与服务器或操作站的桥梁。厂级网络：标准以太网，是建立服务器与操作站或上层厂级网络通讯的关键。,2020/6/15,5,SciampleTraining-SIMATICPCS7,SIEMENSPCS7系统特点,产品种类多全集成自动化系统开放性模块化结构,强大的诊断功能易学易用编程语言强大的控制功能系统能力24对冗余服务器,5,000“控制回路“/服务器,128客户机/服务器,64控制站/服务器,2020/6/15,6,SciampleTraining-SIMATICPCS7,概述,PCS7全集成自动化PCS7与PLC和DCS的对比PCS7模块化结构,2020/6/15,7,SciampleTraining-SIMATICPCS7,PCS7全集成自动化,基于全集成自动化思想的过程控制系统SIMATICPCS7基于以下标准部件:,2020/6/15,8,SciampleTraining-SIMATICPCS7,PCS7全集成自动化,SIMATICPCS7将过程控制与制造业控制毫无障碍地连接在一起,2020/6/15,9,SciampleTraining-SIMATICPCS7,PCS7与DCS和PLC对比,DCS系统结构完整全局数据库具备较强的诊断功能组态工具使用方便回路处理能力强系统开放性较差控制器运算速度较慢逻辑处理能力弱,PLC系统开放灵活控制器运算速度较快逻辑处理能力强分散数据库系统完整性较差系统诊断功能较弱组态软件单一回路处理能力较弱,PCS7系统完整且开放灵活100MBETHERNETTCP/IP集成现场总线技术PROFIBUS全局关系数据库：SYBASE具备较强的诊断功能，不仅提供系统诊断，而且提供智能设备诊断组态软件丰富、使用方便控制器采用多任务处理器，同时实现大量复杂回路控制和快速逻辑控制,2020/6/15,10,SciampleTraining-SIMATICPCS7,PCS7模块化结构,控制规模可根据用户实际需求量身定做易于扩展和调整模块化结构,可从最小的单站扩充至带有客户机服务器结构的大型系统,最大支持：24冗余服务器5,000控制回路/服务器128客户机/服务器128控制站/服务器,2020/6/15,11,SciampleTraining-SIMATICPCS7,SIMATICPCS7控制器,AS站的控制器来自功能强大的S7-400家族已经组态好，集成在一个机架上而且经过了测试中央处理器S7414-3,S7416-2,S7416-3,S7414-4,S7417-4带有集成的PROFIBUS-DP接口集成了MPI接口RAM768to32,000kByte电源供电(options:24VDC,120VAC,230VAC)带有以太网通讯的卡件控制器可选冗余免费集成和测试,2020/6/15,12,SciampleTraining-SIMATICPCS7,控制器和输入/输出的显著特点,在线更改组态配置(CiR)适用于全部控制器站AS(AS414-3,416-2,416-3,417-4,414-4-1H,417-4-1H)适用于故障安全控制器站S7-400F(AS414F,417F),在线更改远程I/O远程ET200M增加新远程站增加I/O模板修改I/O模板参数设置PROFIBUSDP/PA增加新设备或从站修改PA设备参数设置ET200iS和ET200S增加新远程站更换I/O模板ET200iS:使用SIMATICPDM参数化,在线运行中更改输入/输出Profibus站!,V6,newI/Omodule,ASdownload,2020/6/15,13,SciampleTraining-SIMATICPCS7,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,14,I/O模板和现场设备的在线修改,标准/故障安全CPUs,冗余CPUs,ET200M模板通道机架故障安全模板DP从站以及PA从站,基本功能：增加新I/O模板删除现有I/O模板增加新DP从站修改I/O模板参数增加新PA从站冗余系统附加功能:增加CPU内存更改CPU参数增加/删除S7-400I/O模板,支持高要求冗余输入/输出模板,ET200M上可选择I/O冗余方式使用浏览方式组态配置对每一块模板可选择冗余配置单CPU上可实现冗余和标准模板混合配置不需要CFC特殊逻辑，系统自动进行通道切换,2020/6/15,15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,分布式I/O灵活的连接现场设备,分布式I/OET200M安装在控制室或现场采用S7-300系列完整的I/O产品体系带有诊断功能的classB模块用于防爆区内的本安模板ExHART协议模拟量输入模板通过热插拔底座使得所有模板均支持热插拔通过PROFIBUS-DP连接AS与I/O可选光缆连接通信线缆冗余在中央处理器机架上可以安装S7-400模板,2020/6/15,16,SciampleTraining-SIMATICPCS7,防爆区域解决方案ET200iS,ET200iS用法I/O卡件直接安装在1区和2区传感器和执行器直接安装在0区PROFIBUS-DP-耦合器通过DP耦合器将PROFIBUSDP引入防爆区域集成了DP-V1通讯标准模块种类齐全通过采用PNO-规范可以连接HART协议仪表集成于SIMATICPCS7系统之中通过PDM软件对于包括HART协议仪表在内的现场设备进行组态所有驱动软件均集成在PCS7软件中,2020/6/15,17,SciampleTraining-SIMATICPCS7,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,18,在防爆区域内三种解决方案,PneumaticValves,PROFIBUS-DPmax.12Mbit/s,工业以太网,HART,PROFIBUS-PA31,25Kbit/s,PROFIBUS-DP1,5Mbit/s,.,Flow,Pressure,Positioner,Level,定位器,Link,ET200iS,ExI/O,DP耦合器,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,19,高可靠性冗余控制器414H/417H,即使是高可靠性控制器仍然由模块化产品搭建,2种配置方案,2个分立的冗余机架最远距离可达500米,冗余电源配置,冗余电源配置,安装在一个紧凑型机架上,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,20,先进的冗余技术：事件同步,EventSychronization,SIEMENS专利,无跳线设计快速的切换时间(30ms)切换时所有状态保持无信息缺失无报警缺失过程无任何扰动,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,21,PCS7规范,PROFIBUS的历史,1987由siemens等13个工业组织和5所大学制定的规范1988进入德国DIN标准DIN192451996进入欧洲现场总线标准EN501702000进入国际标准IEC611582001进入中国国家行业标准JB/T10308.3-2001,IEC61158communication,IEC611582communication,ProfilePROFIBUS-DP(highspeed),ProfilePROFIBUS-PA(lowspeed),RS485或光纤max.12MBit/s,45.45Kbit/s,总线供电,在各种现场总线中排名第一,2020/6/15,22,SciampleTraining-SIMATICPCS7,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,23,PROFIBUS协议特征,混合总线访问协议主站间的逻辑令牌环主从站间的主从协议主站主动站在一个限定时间内(TokenHoldTime)对总线有控制权从站从站只是响应一个主站的请求，它们对总线没有控制权从站与从站之间通过广播方式进行通讯,主动站、主设备,被动站、从设备,PC,PROFIBUS,主设备间的逻辑令牌环,PROFIBUS网络基本特性数据,S7控制器最多可连接10PROFIBUSDP通讯处理器PROFIBUSDP的最大速度是12Mbit/s每一条PROFIBUSDP允许连接最大123slavesTheDP/PA-LinkisoneDP-Slave允许最大30个现场设备仪表(PA-Slaves)每一个RS485的PROFIBUSDP段允许最大31slaves.RS485segmentsarecascaded通过中继器.ThelengthofoneRS485segmentis200m1.5Mbit/s.Fibreopticsegmentscanhavealengthupto2.8km.FibreopticsegmentscanbecascadedusingOLMs.FibreopticbusescanhavearingstructureRS485andfibreopticphysicallayersaretransparentfortheprotocol,PROFIUSDP,Systembus,IndustrialEthernet/FastEthernet,PROFIBUSDPSlaves,S7400Controller,Fibreoptic,RS485,OLM,OLM,RS485,Repeater,PROFIBUSDPSlaves,PROFIBUSDPSlaves,PROFIBUSDPSlavesFibreOptic,Repeater,PROFIBUSPA,2020/6/15,24,SciampleTraining-SIMATICPCS7,2020/6/15,SciampleTraining-SIMATICPCS7,25,连接冗余的PROFIBUS-DP,PROFIBUS-DP,AS414HAS417H,用户界面,标准用户界面:清晰的工艺流程画面趋势画面和信息画面的标准化显示带有总貌区和按键区的多窗显示技术简单，直观的操作,窗口技术,2020/6/15,26,SciampleTraining-SIMATICPCS7,多屏显示(MultiVGA),可通过存储当前屏幕组态等方式进行各种操作一个操作站可连接1至4个显示屏,用一套操作设备(键盘/鼠标器)来操作,2020/6/15,27,SciampleTraining-SIMATICPCS7,SFC可视化,通过ESSFC软件包自动产生显示在线组态每一步有导航显示带有“步”和“条件”框的总体显示通过序列框弹出操作要求的概要显示动态的“步”和“条件”框,无须额外的工程!,2020/6/15,28,SciampleTraining-SIMATICPCS7,广泛的操作员权限,操作员权限:每个操作员/组能够被分配给单独的权限操作员能有特定的功能工厂各个车间的操作/非操作通过密码或磁卡的访问授权每一个操作每一个对象的功能应用,2020/6/15,29,SciampleTraining-SIMATICPCS7,操作站的系统组件,计算机：德国原装的西门子工控机，预装好各种相应软件，使用方便基本的SIMATICIPC单OS站OSServerClientOperator终端结合的OS/ES站基本且主要的多处理器带有增强有效性的高性能OS服务器,2020/6/15,30,SciampleTraining-SIMATICPCS7,选件：OS冗余,基于冗余服务器的多客户机当服务器故障时,客户机自动切换在同一服务器上冗余的OS,在重新启动时,带有文档更新的功能,2020/6/15,31,SciampleTraining-SIMATICPCS7,用于大型项目的客户机/服务器结构,分布式数据保存多客户机/服务器相互操作32客户机连接在12服务器/冗余的服务器上5,000控制回路/服务器共计60,000控制回路,几个系统区的同时操作.,通过分散的数据库,增强有效性,根据工厂结构,灵活的适用的OS层(例如:每个工厂区/过程单元1个服务器),多客户机可以访问:所有的报警和事件归档文件所有的过程数据归档文件(例如.在一个趋势窗口)来自多服务器的过程数据在一个单一的显示器上显示,2020/6/15,32,SciampleTraining-SIMATICPCS7,工程师站,一个工程师站可以组态所有的系统组件,从OS经由AS到现场级组态代替编程图形化的构成工具带有图形工具的在线测试和改变带有自动文件的整个项目的数据库,2020/6/15,33,SciampleTraining-SIMATICPCS7,中央集成的工程师站,2020/6/15,34,SciampleTraining-SIMATICPCS7,分层结构工厂分级,2020/6/15,35,SciampleTraining-SIMATICPCS7,PCS7组态视图,设备视角用于组态控制器硬件(I/O模板,控制器,系统总线etc.)适用于维护工程师使用工厂视角(PCS7V6,V7)根据过程标准将工厂分等级管理(工厂级/单元级/设备级)适用于过程专家使用将被过程对象代替过程对象视角(PCS7V6,7)单副画面上可显示过场变量的全部信息集成的开发环境(IDE),2020/6/15,36,SciampleTraining-SIMATICPCS7,分布式和协调编成多项目,工程师服务器,工厂(多项目),项目1,工程师站1,项目2在做,项目n,项目3,.,.,项目4在做,项目X在做,工程师站2,工程师站n,2020/6/15,37,SciampleTraining-SIMATICPCS7,工程师站SIMATICPDM,用于HART-和PA-设备组态的工具,DeviceDescription,2020/6/15,38,SciampleTraining-SIMATICPCS7,符合IEC61131的CFC图形化组态,功能组态(例:控制回路)通过CFC编辑器功能性的决定是通过功能块的放置和互连来完成的连接也可以同其他图表的功能块这些连接被自动地管理在图表的注释区通过输入/浏览信号名称建立I/O信号的连接,2020/6/15,39,SciampleTraining-SIMATICPCS7,按照IEC1131编辑过程控制(1),2020/6/15,40,SciampleTraining-SIMATICPCS7,按照IEC1131编辑过程控制(2),扩展“步”自由跳转扩展转移条件逻辑自动的过程监视操作权限自由组态在操作“条件”和“步”时,可以修改和下载,无须停止SFC,2020/6/15,41,SciampleTraining-SIMATICPCS7,新SFC使用扩展状态管理,每一个SFC支持16不同的状态/模式,符合ISAS88标准在一个SFC中可以定义多个不同的顺序(多达8个)不同的操作的模式(e.g.加热/冷却)例外处理(e.g.保持,放弃,安全状态)过程事件/状态可以触发不同顺序,PCS7自动协调,加热,冷却,安全状态,触发操作模式,加热,冷却,安全状态,1,2,8,.,.,2020/6/15,42,SciampleTraining-SIMATICPCS7,SFC:一个SFC图中多个顺序,逻辑定义击活SFC顺序,不同状态/模式下SFC的顺序,2020/6/15,43,SciampleTraining-SIMATICPCS7,结构化的控制语言SCL,自定义用户功能块的高级语言类似PA