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PCS7在华新水泥生产过程控制系统中的应用
技术分类:过程与先进控制 作者:徐睿,华新水泥股份有限公司技术中心 发表时间:2008-05-09
ver 英文版操作系统、西门子PCS7编程软件和CEMAT水泥行业专业软件。
  3、 系统配置
  华新水泥生产过程自动化控制系统中各个现场控制站通过西门子工业以太网通讯模块连接在同一个SIMATIC工业以太网上完成控制功能,同时服务器通过西门子CP1613网卡、若干台工控计算机也通过经RJ45屏蔽双绞线由普通网卡到交换机或中控室的OSM TP62连接到此SIMATIC 工业以太网上完成监视和操作功能。其中,原料磨控制系统的SIMATIC 400站通过工业以太网与石灰石破碎控制系统的SIMATIC 300站交换数据,同时原料磨控制系统的SIMATIC 400站通通过工业以太网与窑尾控制系统和窑头控制系统的SIMATIC 400站交换数据。而且,SIMATIC 400站基于PROFIBUS-DP/PA网络,连接现场远程控制站、PROFIBUS-DP设备(低压保护装置、高压保护装置、执行机构、变频器、现场控制器等)或PROFIBUS-PA仪表(温度变送器、压力变送器)。
  4、 硬件评估
  SIMATIC 工业以太网是德国西门子公司开发的一种基于TCP/IP协议的标准以太网,它的优点是连接
简单、便于扩展、速度快、兼容性好。华新水泥生产过程自动化控制系统在主站监控级网络采用SIEMENS Industrial Ethernet,在设备级网络采用PROFIBUS-DP。华新水泥采用室外重铠六芯62.5um/125um光纤作为SIMATIC 工业以太网的连接介质,有效地实现了工业以太网数据传输过程中的抗干扰功能,保证了系统运行的可靠性。
  PROFIBUS作为一种总线标准,具有开放、国际化、不依赖于设备生产商等特点,由其构成的兼容网络系统,可应用于不同的场合,分别是PROFIBUS-FMS,提供强有力的通信功能;PROFIBUS-DP,用于传感器和执行器级 的高速数据传输;PROFIBUS-PA,用于安全性较高的场 合,允许对设备进行完全的内部操作。SIMATIC Profibus DP网是西门子公司开发的一种基于现场总线技术的设备网,它的特点是可以在PLC(可编程序控制器)与现场设备(如变频器、工业键盘、智能仪表、分布式I/O站等)之间交换数据。华新水泥生产过程自动化控制系统采用西门子专用DP/PA线作为Profibus DP/PA网的连接介质。  
  华新水泥自2002年起至今,大规模使用PROFIBUS技术。在华新,各条水泥大约使用DP设备200台,PA仪表100台。
  PROFIBUS 是目前国际上通用的现场总线标准之一,以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规,已成为最重要的现场总线标准。它符合:- IEC 61158 国际标准 和- JB/T10308.3-2001(中国标准2001 年) 。  
  PROFIBUS 协议包括以下主要部分:
  · PROFIBUS DP:主站和从站之间采用轮循的通讯方式,主要应用于制造业自动化系统中单元级和现场级通信。
  · PROFIBUS PA:电源和通信数据通过总线并行传输,主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。
  PROFIBUS技术与传统集中控制比较,在系统设计、安装调试、维护及扩展方面都具有十分明显的优势:
  · 12M 的通信速率和可靠的通信质量
  · 适用多种通信介质(电、光、红外、导轨以及混合方式)
  · 灵活的拓扑结构,支持线型、树型、环型结构以及冗余的通信模型
  · 强大的通信功能,支持基于总线的驱动技术和符合IEC61508 的总线安全通信技术
  · 先进的网络规模(最多支持126 个总线站,网络规格可达90 公里)
  采用PROFIBUS技术后,与传统的电控系统比较,系统具有以下几个特点:
  ·系统设计更加方便、清晰----负载馈电器的使用,免去了电机保护开关、接触器及与 PLC输入/出的大量原理图、接线图的设计,出图量大幅 度减少,ET200M模块化组件的使用,也使柜(箱)内布 线、设计更为简便,加快了控制系统设计、生产周期。
  ·安装简单、快捷----在不采用任何工具的情况下,接口模块和端子模块卡在导轨上,完成接线后,电子模块、电源模块、负载馈电 器模块"即插即用"。
  ·组态、调试更加容易----无须其他特殊软件,在S7软件包中,用鼠标拖拉即可完 成PROFIBUS-DP的组态。不需额外费用,设备故障就可通过总线报告,故障定位更加方便。
  ·维护简单----划分子站和模块化组件的使用,以及强大的故障诊断能 力,都为日后设备维护带来极大的便利。
  ·便于扩展和信息集成----PROFIBUS的使用将孤立的单元设备带进了信息化网络中, 为今后系统扩展和企业综合自动化的实现打下良好的基
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