西门子全集成自动化

1、.：.；西门子选集成自动化TIA及Profibus 通讯在吉林化纤长丝原液工程中的运用 HYPERLINK bbs.cechinamag/%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20UserInfo.aspx?username=water water注册：2006-6-9 13:37:13可用积分：801全部积分：804等级：【摘要】SIMATIC PCS7是西门子公司推出的一套满足现场运用要求的现代化DCS控制系统。本文以吉林化纤长丝原液工程为实例，浅谈关于运用PCS7 V6.0实

2、现选集成自动化的系统配制方案。举例引见如何将在此工程中运用到的支持Profibus通讯协议的西门子及第三方设备衔接到DCS系统当中，并运用 PCS7 V6.0对其进展监视和控制。【 关 键 词 】 选集成自动化 Profibus通讯 SIMATIC PDM Web Navigator一、 工程简介1、 吉林化纤股份公司简介：吉林化纤集团有限责任公司始建于1960年，是从事化纤消费、商业贸易、建筑安装于一体的大型企业，是中国500强脊梁企业之一。公司主导产品包括粘胶短纤维、粘胶长丝、腈纶纤维、化纤浆粕在内的四大系列180多个种类，总消费才干26.3万吨，其中年产粘胶短纤维5.5万吨，粘胶长丝2.

3、2万吨，腈纶纤维13.6万吨，化纤浆粕5万吨。2、 工艺简介：制造粘胶的根本原料是桨粕。浆粕的根本成分是纤维素。纤维素是不溶于水，也不溶于碱溶液的固体物质。要使纤维素变成粘胶，必需先经过浸渍碱化，把纤维素变成碱纤维，再使碱纤维与二硫化碳作用而变成纤维素黄酸钠，纤维素黄酸钠用稀碱溶液溶解，就可以得到粘胶。这就是粘胶制造的根本原理。为了使产质量量坚持均匀、稳定，首先把一定量的不同批号的浆粕混合均匀，这在消费中称为混粕。将浆粕用20%左右的烧碱溶液浸泡，进展碱化得到的碱纤维，在消费中称为浸渍。然后，放掉多余的碱液，并从碱纤维中压出，消费中称为压榨。用粉碎设备将块状的碱纤维粉碎成较细小的碱纤维素颗粒，

4、在消费中称为粉碎。将粉碎成细小、松散颗粒的碱纤维素，在空气中放置，经过一定的时间，使碱纤维素分子发生氧化降解，并降低纤维素的聚合度。这个过程叫做老化，在消费中称为老成。在老成后的碱纤维素中，参与二硫化碳，进展黄化反响，制成纤维素黄酸钠，在消费中称为黄化。然后参与稀碱溶液和软水，使纤维素黄酸钠溶解而制成粘胶，消费中称为溶解。为了使各批粘胶的质量比较均匀，还要把批次相近的粘胶进展混合，消费中称为混合。混合后的粘胶要经过过滤和脱泡，以便除去粘胶中未溶解的物质颗粒和排除粘胶中的气泡，以提高粘胶的纯真度和清洁度，防止纺丝时喷丝孔堵塞。粘胶的溶解、混合、过滤和脱泡过程，需求一定的时间，在这段时间里，粘胶内

5、部的化学性质和物理性质也在发生变化，变化的这段时间称为粘胶的熟成过程。 3、 设备清单： 二、 选集成自动化TIA的实现1、 选集成自动化TIA 简介随着自动化技术的不断提高，企业对于自动化控制系统的要求也有所改动。因此要求现代化的自动化控制系统必需具有降低本钱、保证质量、控制准确、平安性高等特点。选集成自动化正是为顺应现代化控制系统的变革趋势而产生的。它抑制消费设备之间“自动化孤岛效应式单机自动化，成为当今自动化控制系统集成的主导理念。选集成自动化TIA提供应我们一个全模块化的控制系统，各自部件可进展单独扩展，并能组合在一同构成高集成度的自动化操作系统。选集成自动化TIA不仅经过现场总线技术

6、实现了系统本身与现场设备的纵向集成，同时也实现了系统与系统之间的横向联络。使通讯覆盖整个企业，从而实现了自动化控制、制造业执行系统和企业资源方案系统三者的完美结合，确保了现场实时数据的及时、准确和一致。2、 选集成自动化TIA技术在本工程中的实现在本工程中，AS 417-4H以下的现场总线采用冗余Profibus DP进展通讯，经过Y-LINK、DP/PA-LINK转换成与现场设备一样的通讯协议从而实现对现场设备的实时监控。Redundant OS Server与AS 417-4H之间、OS Client与Redundant OS Server之间采用以太网100M/s进展通讯，保证了大数据量

7、通讯的平安、稳定、及时。经过OSM预留了与其它系统进展通讯的通讯接口，从而防止了“自动化孤岛效应，实现了企业内部一切自动化控制系统选集成自动控制。Web Navigator Server 与Web Navigator Client 之间采用规范的以太网通讯，Web Navigator Client可经过IE阅读器轻松的监视现场消费实践情况，实现了办公选集成自动化。从而方便了本钱核算、原料调配，节约了消费时间提高了消费效率。 三、 Profibus 通讯 1、 Profibus 通讯简介随着自动化控制系统分散化构造的迅速增长，现场总线技术的运用也日益广泛起来。经过现场总线技术，可将I/O通道分配

8、到现场设备附近，从而使整个系统的工程费用、装配费用、设备调试和维修本钱减少到最少。Profibus属于现场一级的SIMATIC网络，适用于传输中小型的数据，它具有“开放的通讯接口，“透明的通讯协议，允许多家厂商开发各自的符合Profibus协议的产品，并衔接到同一段网络上。目前Profibus总线技术曾经覆盖了现场设备的多个领域，由于有大量的、种类齐全的、可衔接的现场设备可供选择，因此Profibus已成为现实上的国际公认规范。按照RS485/光线和IEC61158-2的定义，Profibus提供了三种通讯协议类型：DP、PA、FMS。以下着重引见在本次工程中运用到的支持Profibus DP

9、、Profibus PA通讯协议的现场设备如何完成与DCS系统之间的通讯。1 Profibus DP通讯：Profibus DP采用RS485接口，Profibus 通讯协议。以其传输速度快，数据量大以及良好的扩展性等特点，成为目前宽广用户普遍采用的通讯协议。对于第三方设备的通讯义务，需求第三方设备厂商提供*.GSD文件。安装*.GSD后便具备了完成STEP 7硬件组态任务的条件。本工程中运用到的支持Profibus 通讯的现场设备有：SIEMENS MM440 变频器、EMERSON EV2000 变频器、EMERSON TD3000 变频器、SIEMENS ET200M、SIEMENS S

10、IMOCODE 智能电机维护器、ABB PST210软启动器和SIEMENS EM277等。A、 SIEMENS MM440的Profibus DP通讯：MM440是西门子公司推出的一款规范矢量控制变频器，因其功能强大、对信号反响快速、配置灵敏、信息全面、参数设置范围广等特点， 倍受用户好评。Profibus通讯模板是MM440的一个可选件，经过这个通讯模板可以轻松的实现MM440的Profibus通讯。由于这一模板与变频器采用一体化构造，并由变频器直接供电，所以安装运用起来非常方便。MM440支持多种类型通讯报文，在本工程中选用了PPO4通讯报文即6PZD+0PKW。通讯的参数设置： 同时还

11、可以对PZD区的返报答文进展组态，从而方便对设备运转时的电流及电压等参数进展监控。B、 EMERSON EV2000 变频器的Profibus通讯：EV2000 通用型变频器具有操作简便，易于维护等特点。经过EMERSON公司研制开发的TDS-PA01 Profibus 总线适配器便可实现变频器的总线监控。该适配器与主变频器采用分体式构造，电源可根据现场需求选择由变频器供电或外供电两种方式。在运用适配器时，应留意适配器波特率选择开关的位置，同时通讯质量可由适配器指使等明晰反映出来。EV2000 变频器只支持PPO1通讯报文即2PZD+4PKW。对于PKW区，在本工程中采用循环读取的方式对变频器

12、的电流、电压等参数进展监视。通讯参数设置： C、 EMERSON TD3000 变频器TD3000 变频器同样采用TDS-PA01 总线适配器进展通讯。与EV2000不同的是，TD3000变频器支持PPO1、PPO2、PPO3和PPO4四种通讯报文，我们可以根据现场实践需求进展选择。在本工程中采用与MM440一样的PPO4通讯报文实现实时监控。通讯参数设置： D、 ABB PST210 软启动器的Profibus 通讯：PST软启动器是基于最新的微处置器技术设计出来的，用于实现鼠笼电机的软启动和软停顿。它附带了几种先进的电机维护功能。软启动器可带或不带旁路接触器，大容量的软启动器配有内置旁路接

13、触器。在紧急情况下，可经过该接触器直接启动电机。经过ABB公司开发的Profibus 总线适配器可以轻松的完成系统和软启动器之间的Profibus通讯。该适配器构造中曾经包含Profibus接头部分，因此只需将Profibus通讯电缆接入适配器即可，无须西门子规范Profibus接头。同时适配器上装有四盏LED形状诊断灯，可准确的反映出软启动器与适配器、适配器与系统之间的通讯形状，为调试和维护提供了极大的方便。由于PST210采用全中文操作，只须将通讯菜单下的参数按实践要求设置就可进展通讯，操作直观运用方便。E、 SIEMENS SIMOCODE 的Profibus 通讯：SIMOCODE-D

14、P 3UF5是西门子公司推出的带有Profibus接口的电机控制及维护安装。设备采用微处置器为中央处置单元，具有连锁、运转计算、诊断、数据统计、过流维护和过流报警等功能。本工程中采用软件Win-SIMOCODE-DP/Professional经过RS232口根据选用的型号、机旁与远端控制切换、启动、停顿运转、控制和通讯数据类型等现场实践要求对SIMOCODE进展组态。运用PCS7-FB SIMOCODE-DP集成到PCS7中实现可视化监控的目的。在运用时应留意同时运用RS232对SIMOCODE进展设置时，Profibus DP通讯的形状。假设两种通讯同时进展能够回导致RS232口通讯的中断影

15、响通讯质量。通讯PCS7-FB SIMOCODE-DP的版本应与PCS7版本相对应，否那么安装后无法找到相应的CFC功能块。F、 ET200系列远程I/O站、EM277S7-200规范Profibus接口模块由于节省本钱、操作简单、通讯稳定等特点在现场曾经得到广泛的运用，在这里就不再反复了。2 Profibus PA 通讯：Profibus PA是适用于过程自动化控制系统的现场总线。采用扩展的Profibus DP协议进展数据传输。总线可将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备衔接起来，用来替代420mA的模拟技术。不仅可以读取大量的信息，还能实现仪表的远程维护。由于Pro

16、fibus PA传输技术采用总线供电方式，并可经过DP/PA LINK将PA设备集成到DP网络中，因此安装运用非常方便，同时节约大量敷设信号电缆的本钱。本工程中运用了两种西门子PA总线仪表：SITRANS P压力变送器和SITRANS F电磁流量计,共60块。网络由DP/PA-LINK、三通接头、终端电阻构成，波特率选择31.25bit/s。在调试过程中，只需对DP/PA-LINK、PA总线仪表的站地址进展设置便可实现对仪表的监控。由于PA传输技术采用总线供电方式SITRANS P ，因此能量较小，总线上的设备数量也遭到限制。在本工程中，最远间隔 的PA总线长度为300m共衔接PA总线仪表数量

17、14块，运转非常稳定。四、 工程中运用到的PCS7可选软件包：1、 SIMATIC PDM：SIMATIC PDMProcess Device Manager是西门子公司专门针对组态、调试、维护现场设备的实践需求而设计开发的软件包。经过SIMATIC PDM可实现地址设定、量程设定、实践值监控、形状诊断等功能。目前SIMATIC PDM曾经兼容了100多家厂商的1000多种产品。此软件支持Profibus、HART等多种通讯协议，工程师可以在ES站上经过网络的路由功能轻松的完成对现场设备的组态、调试和维护。2、 SIMATIC Web Navigator：Web Navigator 软件包可运

18、用户经过Internet或局域网同过IE阅读器直接访问WINCC过程画面。客户端无须安装WINCC运用程序，一切WINCC运用都位于效力器上，因此降低了对客户端的系统要求。经过Web Navigator 可实现办公室与现场的数据实时交换，满足当前对现代化DCS系统的根本要求。同时只需求交少的软硬件配制就可同时满足50个操作员站。由于此功能是经过Internet来实现，所以平安性是必需思索的问题。五、 工程中的难点：由于本工程中运用了大量的Profibus通讯，且第三方设备较多。最初非常担忧设备的混合通讯以及现场设备间的相互关扰。但在实践运用过程中，我们深化的领会到现场总线技术所带来的方便。同时我们也觉得到西门子PCS7的开放性对我们这次工程的协助 。由于第三方设备较多，因此运用大量的自编写的CFC功能块，但是正是由于PCS7的开放性使我们可以为这些CFC功能块生成相应的BlockIcon、FacePlate、报警信息等DCS系统所必需的功能；不仅第三方设备可以这样处置，一些比较复杂的工艺过程也采用了同样的方法，获得了称心的效果，得到用户的好评。在通讯调试过程中我们发现，调