西门子全集成自动化

1、西门子全集成自动化（TIA）及Profibus 通讯在吉林化纤长丝原液项目中的应用 HYPERLINK /%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注册册：20066-6-9 13:377:13可用用积分：8001全部积分分：804等级：【摘要】SIIMATICC PCS77是西门子公公司推出的一一套满足现场场使用要求的的现代化DCCS控制系统统。本文以吉吉林化纤长丝丝原液项目为为实例，浅谈谈关于使用PPCS7 V

2、V6.0实现现全集成自动动化的系统配配制方案。举举例介绍如何何将在此项目目中应用到的的支持Proofibuss通讯协议的的西门子及第第三方设备连连接到DCSS系统当中，并并使用 PCCS7 V66.0对其进进行监视和控控制。【 关 键 词 】 全集成成自动化 PProfibbus通讯 SIMMATIC PDM WWeb Naavigattor一、 项目简介1、 吉林化纤股股份公司简介介：吉林化纤集集团有限责任任公司始建于于1960年，是是从事化纤生生产、商业贸贸易、建筑安安装于一体的的大型企业，是是中国5000强脊梁企业业之一。公司司主导产品包包括粘胶短纤纤维、粘胶长长丝、腈纶纤纤维、化纤浆浆

3、粕在内的四四大系列1880多个品种种，总生产能能力26.33万吨，其中中年产粘胶短短纤维5.55万吨，粘胶胶长丝2.22万吨，腈纶纶纤维13.6万吨，化化纤浆粕5万吨。2、 工艺简介：制制造粘胶的基基本原料是桨桨粕。浆粕的的基本成分是是纤维素。纤纤维素是不溶溶于水，也不不溶于碱溶液液的固体物质质。要使纤维维素变成粘胶胶，必须先经经过浸渍碱化化，把纤维素素变成碱纤维维，再使碱纤纤维与二硫化化碳作用而变变成纤维素黄黄酸钠，纤维维素黄酸钠用用稀碱溶液溶溶解，就可以以得到粘胶。这这就是粘胶制制造的基本原原理。为了使产产品质量保持持均匀、稳定定，首先把一一定量的不同同批号的浆粕粕混合均匀，这这在生产中称

4、称为混粕。将浆浆粕用20%左右的烧碱碱溶液浸泡，进进行碱化得到到的碱纤维，在在生产中称为为浸渍。然后后，放掉多余余的碱液，并并从碱纤维中中压出，生产产中称为压榨榨。用粉碎设备备将块状的碱碱纤维粉碎成成较细小的碱碱纤维素颗粒粒，在生产中中称为粉碎。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，在生产中称为老成。在老成后的碱纤维素中，加入二硫化碳，进行黄化反应，制成纤维素黄酸钠，在生产中称为黄化。然后加入稀碱溶液和软水，使纤维素黄酸钠溶解而制成粘胶，生产中称为溶解。为了使各批粘胶的质量比较均匀，还要把批次相近的粘

5、胶进行混合，生产中称为混合。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，以提高粘胶的纯净度和清洁度，防止纺丝时喷丝孔堵塞。粘胶的溶解、混合、过滤和脱泡过程，需要一定的时间，在这段时间里，粘胶内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、 全集成自动动化（TIAA）的实现1、 全集成自动动化（TIAA） 简介随着自动化化技术的不断断提高，企业业对于自动化化控制系统的的要求也有所所改变。因此此要求现代化化的自动化控控制系统必须须具有降低成成本、保证质质量、控制精精确、安全性性高等特点。全全集成自动化化正是为顺应应

6、现代化控制制系统的变革革趋势而产生生的。它克服服生产设备之之间“自动化孤岛岛效应”式单机自动动化，成为当当今自动化控控制系统集成成的主导理念念。全集集成自动化（TIA）提供给我们一个全模块化的控制系统，各自部件可进行单独扩展，并能组合在一起形成高集成度的自动化操作系统。全集成自动化（TIA）不仅通过现场总线技术实现了系统自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系。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计划系统三者的完美结合，确保了现场实时数据的及时、精确和统一。2、 全集成自动化（TIA）技术在本项目中的实现在本项目中，AS 417-4H以下的现

7、场总线采用冗余Profibus DP进行通讯，通过Y-LINK、DP/PA-LINK转换成与现场设备相同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）进行通讯，保证了大数据量通讯的安全、稳定、及时。通过OSM预留了与其它系统进行通讯的通讯接口，从而避免了“自动化孤岛效应”，实现了企业内部所有自动化控制系统全集成自动控制。Web Navigator Server 与Web Navigator Client 之间采用标准的以太网通讯，Web Naviga

8、tor Client可通过IE浏览器轻松的监视现场生产实际情况，实现了办公全集成自动化。从而方便了成本核算、原料调配，节约了生产时间提高了生产效率。 三、 Prrofibuus 通讯 1、 Proffibus 通讯简介随着自自动化控制系系统分散化结结构的迅速增增长，现场总总线技术的应应用也日益广广泛起来。通通过现场总线线技术，可将将I/O通道分分配到现场设设备附近，从从而使整个系系统的工程费费用、装配费费用、设备调调试和维修成成本减少到最最少。Proofibuss属于现场一一级的SIMMATIC网网络，适用于于传输中小型型的数据，它它具有“开放”的通讯接口口，“透明”的通讯协议议，允许多家家厂

9、商开发各各自的符合PProfibbus协议的的产品，并连连接到同一段段网络上。目目前Proffibus总总线技术已经经覆盖了现场场设备的多个个领域，由于于有大量的、种种类齐全的、可可连接的现场场设备可供选选择，因此PProfibbus已成为为事实上的国国际公认标准准。按照RSS485/光光线和IECC611588-2的定义义，Proffibus提提供了三种通通讯协议类型型：DP、PA、FMS。以以下着重介绍绍在本次项目目中应用到的的支持Proofibuss DP、Profiibus PPA通讯协议议的现场设备备如何完成与与DCS系统之之间的通讯。（1） Profibus DP通讯：Profib

10、us 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，成为目前广大用户普遍采用的通讯协议。对于第三方设备的通讯任务，需要第三方设备厂商提供*.GSD文件。安装*.GSD后便具备了完成STEP 7硬件组态工作的条件。本项目中使用到的支持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 SIMOCODE 智能电机保护器、ABB PST210软启动器和SIEMENS EM277等。A、 SIEMENS MM

11、440的Profibus DP通讯：MM440是西门子公司推出的一款标准矢量控制变频器，因其功能强大、对信号反应快速、配置灵活、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，通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结构，并由变频器直接供电，所以安装使用起来十分方便。MM440支持多种类型通讯报文，在本项目中选用了PPO4通讯报文即6PZD+0PKW。通讯的参数设置： 同时还还可以对PZZD区的返回回报文进行组组态，从而方方便对设备运运行时的电流流及电压等参参数进行监控控。B、 EMERRS

12、ON EEV20000 变频器的的Profiibus通讯讯：EV20000 通用型型变频器具有有操作简便，易易于维护等特特点。通过EEMERSOON公司研制制开发的TDDS-PA001 Proofibuss 总线适配配器便可实现现变频器的总总线监控。该该适配器与主主变频器采用用分体式结构构，电源可根根据现场需要要选择由变频频器供电或外外供电两种方方式。在使用用适配器时，应应注意适配器器波特率选择择开关的位置置，同时通讯讯质量可由适适配器指使等等清晰反映出出来。EV20000 变频频器只支持PPPO1通讯讯报文即2PPZD+4PPKW。对于于PKW区，在在本项目中采采用循环读取取的方式对变变频器

13、的电流流、电压等参参数进行监视视。通讯参数数设置： CC、 EMERRSON TTD30000 变频器TD30000 变频频器同样采用用TDS-PPA01 总总线适配器进进行通讯。与与EV20000不同的是是，TD30000变频器器支持PPOO1、PPO2、PPO3和PPO4四种种通讯报文，我我们可以根据据现场实际需需要进行选择择。在本项目目中采用与MMM440相相同的PPOO4通讯报文文实现实时监监控。通讯讯参数设置： DD、 ABB PST2110 软启动动器的Proofibuss 通讯：PST软启动动器是基于最最新的微处理理器技术设计计出来的，用用于实现鼠笼笼电机的软启启动和软停止止。它

14、附带了了几种先进的的电机保护功功能。软启动动器可带或不不带旁路接触触器，大容量量的软启动器器配有内置旁旁路接触器。在在紧急情况下下，可通过该该接触器直接接启动电机。通过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。该适配器结构中已经包含Profibus接头部分，因此只要将Profibus通讯电缆接入适配器即可，无须西门子标准Profibus接头。同时适配器上装有四盏LED状态诊断灯，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状态，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际要求设置就

15、可进行通讯，操作直观使用方便。E、 SIEMENS SIMOCODE 的Profibus 通讯：SIMOCODE-DP 3UF5是西门子公司推出的带有Profibus接口的电机控制及保护装置。设备采用微处理器为中央处理单元，具有连锁、运行计算、诊断、数据统计、过流保护和过流报警等功能。本项目中采用软件Win-SIMOCODE-DP/Professional通过RS232口根据选用的型号、机旁与远端控制切换、启动、停止运行、控制和通讯数据类型等现场实际要求对SIMOCODE进行组态。使用PCS7-FB SIMOCODE-DP集成到PCS7中实现可视化监控的目的。在使用时应注意同时使用RS232对

16、SIMOCODE进行设置时，Profibus DP通讯的状态。如果两种通讯同时进行可能回导致RS232口通讯的中断影响通讯质量。通讯PCS7-FB SIMOCODE-DP的版本应与PCS7版本相对应，否则安装后无法找到相应的CFC功能块。F、 ET200系列（远程I/O站）、EM277（S7-200标准Profibus接口模块）由于节省成本、操作简单、通讯稳定等特点在现场已经得到广泛的应用，在这里就不再重复了。（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协议进行数据传输。总线可将自动化系统和过程控制系统与压力

17、、温度和液位变送器等现场设备连接起来，用来替代420mA的模拟技术。不仅能够读取大量的信息，还能实现仪表的远程维护。由于Profibus PA传输技术采用总线供电方式，并可通过DP/PA LINK将PA设备集成到DP网络中，因此安装使用十分方便，同时节约大量敷设信号电缆的成本。本项目中使用了两种西门子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行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

18、式（SITRANS P ），因此能量较小，总线上的设备数量也受到限制。在本项目中，最远距离的PA总线长度为300m共连接PA总线仪表数量14块，运行十分稳定。四、 项目中应用到的PCS7可选软件包：1、 SIMATIC PDM：SIMATIC PDM（Process Device Manager）是西门子公司专门针对组态、调试、维护现场设备的实际需要而设计开发的软件包。通过SIMATIC PDM可实现地址设定、量程设定、实际值监控、状态诊断等功能。目前SIMATIC PDM已经兼容了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站上通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 软件包可使用户通过Internet或局域网同过IE浏览器直接访问WINCC过程画面。客户端无须安装WINCC应用程序，所有WINCC应用都位于服务器上，因此降低了对客户端的系统要求。通过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系统的基本要求。同时只需要交少的软硬件配制就可同时满足50个操作员站