云南西双版纳州西门子一级总代理商
整个控制系统由PROFIBUS 网络组成。A 设备选用S7-400 系列PLC,CPU 为CPU412-2DP,作PROFIBUS主站,其自身I/0 由ET200M 组成;C 设备,D 设备,选用ET200M 远程I/0 方式作A 设备PROFIBUS 从站;B设备和E 设备选用S7-200系列PLC,并配EM277,直接作为A 设备智能从站。A设备与工程师站联接及与管理层联网方式同方案一,操作员站同样选用TP37。A、C、D 设备手动调试利用一个TP170B就近联接完成。
第一种设计方案,各设备控制系统独立性较强,可单独运行或停止,调试方便,但问题也是显而易见:
1. 数据传送问题
B、C、D、E 各设备信息都必须A 设备传送到工程师站及管理层网络,B、C、D、E 设备数据传送到工程师站实时性较差。TP37作为操作员站,要与A、C、D 三种设备通讯,同样需要较长数据更新周期。
2. 通讯能力问题
C,D 设备选用是S7-300 系列PLC 中CPU314,CPU315-2DP,它们SIEMENS AutomationExpert CommunicationA&D Service & Support 426S7 固定连接数量受到限制,如C设备,它必须与一个A 设备,两个D 设备,一个TP37 及一个TP170B 连接,这个连接数超过了它S7固定连接数量。可以A设备再与D 设备连接,或建立动态连接等方法来解决问题,但显然不方便。A、C、D设备之间逻辑连锁控制,如上述两种方法解决,实时性很差,工艺上也是不允许。
3. 互换性较差
用这种方案时,A 设备,两台C 设备,两台D 设备,都有不同MPI 址。生产厂提供设备给纺织厂时,必须对相同设备CPU下载不同配置,相同设备之间无法互换,给设备安装及销售管理增加麻烦。
第二种方案则解决了第一种方案所遇到技术问题。C、D 设备是A 设备分布式I/0 站,所有生产信息及运行状态都CPU412-2DP中,这些设备信息传送到工程师站及管理层网络上。TP37 也只和一个CPU 通讯,数据更新快,存各设备之间通讯能力问题。C、D设备PROFIBUS 网上从站址可以直接接口模板IM153 上设置,,C 设备之间或D设备之间可以互换,设备安装维修更方便。这种方案中,C、D 设备必须依赖A 设备运行才能运行,但本来生产工艺上,当A 设备停止时,C、D设备就不能运行,,C、D 设备独立运行没有必要,仅为设备调试方便,意义不大。
,第二种设计方案也有之处。A、B、C、D、E 各设备信息都必须一块CP443-1以太网卡传送到工程师站及管理层网络,存一个数据通讯瓶颈问题,数据交换实时性及速度都受到限制。鉴于TP37能力,操作员站只能用于参数设置及少量数据显示用,而无法完成数据统计、存档、报表生成等数据处理功能,图形动态显示效果理想。而西门子WinAC产品特点正好解决了这些问题。WinAC 仅是一个可编程序控制器,它将自动化控制和人机界面集成一个PC平台上,进行自动化控制完成大量数据通讯,数据处理及可视化处理。基于上述原因,对第二种设计方案进行了改进。考虑到生产线运行安全性及稳定性,用WinAC产品中插槽型PLC Slot 412 代替原来S7-400PLC CPU412-2DP,配合使用电源扩展板,并外接24伏直流电源,使控制系统可独立于PC 机操作系统,保证系SIEMENS Automation ExpertCommunicationA&D Service & Support427统运行高可靠性。选用西门子嵌入式触摸面板工业PC 机IL70 作为PC 平台,其集成TCP/IP以太网口直接与工程师站及管理层联网,IL70 上运行WinCC 人机界面软件,使操作员站能完成更强大功能。
*终设计方案:
WinAC Slot 412 作为系统中央控制器是整个控制系统PROFIBUS-DP 主站,完成设备A、C、D 控制任务。C、D设备使用ET200M 作为远程分布式I/0 站,直接连接到Slot 412 集成DP 口上。B,E设备使用CPU224,并配置EM277 PROFIBUS 扩展板作为Slot 412 智能从站,将数据信息传送给Slot412。电源扩展板上外接24 伏直流电源及后备电池保证PC 机断电情况下,Slot 412 仍能正常工作。
IL70 作为WinAC Slot 412 运行平台,也作为操作员站,并集成TCP/IP网口与工程师站及管理层联网。IL70上运行WinCC 人机界面软件OPC 客户机方式从WinAC OPC 服务器端存取控制引擎中数据。WinAC、WinCC一个PC平台上,这种数据交换方式速度快,数据量大,实时性好。SIEMENS Automation ExpertCommunicationA&D Service & Support 428
WinCC作为人机操作接口,完成整个控制系统参数设置及实时数据显示,实现用户提出复杂动画显示功能,并对生产数据及各设备运行状态进行存档,生成报表,提供报警信息以及设备维护信息。
工程师站是一台普通PC机,以太网与操作员站联接。工程师站上也运行一套WinCC 软件,DCOM 配置,同样以OPC 方式从WinAC存取数据,某些权限比操作员站上高。操作员站上使用了WinCC 工业组态软件,使管理层从该生产线获取生产信息非常方便。WinCC具备多种方式进行网上数据交换,如可以运用WinCC 客户机/服务器方式,或WinCC Web浏览器功能等等,为将来用户厂联网生产管理提供多种选择。
一台移动式TP170B 操作面板,C 或D 设备上ET200M 接口模板IM153 上PROFIBUS三通接头直接联接到系统PROFIBUS 网上,对网上任何一台C 设备或D设备进行手动操作,使调试人员能设备边上直接进行手动调试。TP170B 上集成了生产线上所有A、C、D各设备手动调试画面,一台TP170B 可完成所有设备手动调试工作。