SIMATIC PCS7 培训--1--系统概述
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V6
new I/O module
AS download
在线更改远程 I/O 远程 ET 200 M 增加新远程站 增加 I/O 模板 修改I/O模板参数设置 PROFIBUS DP/PA 增加新设备或从站 修改 PA 设备参数设置 ET 200iS 和 ET 200S 增加新远程站 更换 I/O 模板 ET 200iS: 使用 SIMATIC PDM参数化
Ex I/O
定位器
Link
DP耦合器 PROFIBUS-DP 1,5 Mbit/s
PROFIBUS-PA 31,25 Kbit/s
ET 200iS Flow Pressure Level Positioner . . . . Pneumatic Valves HART
2013-8-7
SIAS TRANING
2013-8-7
SIAS TRANING
16
防爆区域解决方案 ET200iS
ET 200iS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PROFI BUS DP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
Profile PROFIBUS-DP (high speed)
IEC 61158 communication RS 485 或光纤 max. 12 MBit/s IEC 61158－2 communication 总线供电
Profile PROFIBUS-PA (low speed)
2013-8-7 SIAS TRANING
时 间 (30 ms)
切 换 时 所 有 状 态 保 持
过 程 无 任 何 扰 动
Cyclic synchronization
Time synchronization
Op code synchronization
Part-AG A
Part-AG B
2013-8-7
Part-AG A
Part-AG A
SIMATIC PCS7 标准培训
PCS7 系统概述
2013-8-7
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
2013-8-7
SIAS TRANING
2
系统结构与特点
OS
OS ES
务器 128 客户机/ 服务器 128 控制站/ 服务器
OS ES
带有客户机服务器 结构的大型系统
2013-8-7
SIAS TRANING
11
SIMATIC PCS 7 – 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 S7 414-3, S7 416-2, S7 416-3, S7 414-4, S7 417-4 带有集成的 PROFIBUS-DP 接口 集成了 MPI 接口 RAM 768 to 32,000 kByte 电源供电(options: 24 VDC, 120 VAC, 230 VAC)
2013-8-7
SIAS TRANING
6
概
述
PCS7 全集成自动化
PCS7 与 PLC 和 DCS 的对比
PCS7 模块化结构
2013-8-7
SIAS TRANING
7
PCS7－全集成自动化
基于全集成自动化思想的过程控制系统SIMATIC PCS 7 基于以下标准部件:
全集成自动化系统
PP C P S S U
5V P-Bus K-Bus
P P C P S S U
5V P-Bus K-Bus
2013-8-7
SIAS TRANING
19
先进的冗余技术：事件同步
无 跳 线 设 计
快 速 的 切 换 无 信 息 缺 失 无 报 警 缺 失
No synchronization
人机界面产品
工业控制器
分布式 I/O
总线产品
2013-8-7
SIAS TRANING
9
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
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
系统开放性较差 控制器运算速度
较慢 逻辑处理能力弱
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 100MB ETHERNET TCP/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
18
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
冗余电源配置 5V P-Bus K-Bus 5V P-Bus K-Bus
2个分立的冗余机架 P P C P S S U 最远距离可达500米
P P C P S S U
冗余电源配置
安装在一个紧凑型 机架上
Industrial Ethernet / Fast Ethernet OS ET 200M Ex-I/O HART DP/PALink
PROFIBUSDP
AS 414 F/FH AS 417 F/FH
PROFIBUS-DP
AS 414 H AS 417 H
ET 2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0M Fail-Safe ET 200M ET 200M DP/PA-Link PROFIBUS-PA Y-Link
主动站、主设备
PC
PROFIBUS
被动站、从设备
2013-8-7
SIAS TRANING
23
PROFIBUS 网络基本特性数据
S7 控制器最多可连接 10
PROFIBUS DP 通讯处理器 PROFIBUS DP的最大速度是 12Mbit/s 每一条PROFIBUS DP允许连接 最大123 slaves The DP/PA-Link is one DPSlave 允许最大30个现场设备仪 表(PA-Slaves) 每一个RS485 的PROFIBUS DP 段允许最大31 slaves. RS485 segments are cascaded 通过中 继器. The length of one RS485 segment is 200m @ 1.5 Mbit/s. Fibre optic segments can have a length up to 2.8km. Fibre optic segments can be cascaded using OLMs. Fibre optic buses can have a ring structure RS485 and fibre optic physical layers are transparent for the protocol
增加 / 删除 S7-400
ET 200M 模板 故障安全模板
通道 机架
I/O 模板
2013-8-7
DP 从站 以及 PA 从站
SIAS TRANING 14
支持高要求冗余输入/输出模板
ET 200M 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
Part-AG B
SIAS TRANING
Part-AG B
Part-AG A
Part-AG B
SIEMENS 专 利
20
PCS7 规范
2013-8-7
SIAS TRANING
21
PROFIBUS 的历史
1987由siemens等13个工业组织和5所大
学制定的规范 PROCESS FIELD BUS 1988进入德国 DIN标准 DIN19245 1996 进入欧洲现场总线标准 EN 50170 2000 进入国际标准 IEC 61158 2001 进入中国国家行业标准 JB/T 在各种现场总线中 10308.3-2001 排名第一
2013-8-7
SIAS TRANING
5
SIEMENS PCS7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
带有以太网通讯的卡件
控制器可选冗余 免费集成和测试
2013-8-7 SIAS TRANING 12
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 (AS 414-3, 416-2, 416-3, 417-4, 414-4-1H, 417-41H) 适用于故障安全控制器 站 S7-400F (AS 414F, 417F)
2013-8-7
AS 414 H AS 417 H
PROFIBUS DP
I/O module
sensor
redundant I/O module
SIAS TRANING
15
分布式I/O灵活的连接现场设备
分布式I/O ET 200M 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 class B 模块 用于防爆区内的本安模板Ex HART 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
议仪表 集成于 SIMATIC PCS 7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
SIAS TRANING 17
2013-8-7
在防爆区域内三种解决方案
工 业 以 太 网
PROFIBUS-DP max. 12 Mbit/s
10
2013-8-7
SIAS TRANING
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
OS OS OS OS OS OS ES
最大支持： 24冗余服务器 5,000 控制回路 / 服 最小的单站
西门子 人机界面
SIMATIC PCS 7 西门子 软件 西门子 工业控制计算机
西门子 控制器
西门子 网络产品
西门子 基于DP分布式I/O
2013-8-7
SIAS TRANING
Components
8
PCS7－全集成自动化
SIMATIC PCS7将过程控制与制造业控制毫无障
碍地连接在一起
过程控制系统 统一的通讯 统一的组态和编程 统一的数据库管理
45.45 Kbit/s
22
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 (Token Hold Time) 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
PROFIBUS-DP
O P PROFIBUSPA
DP/PA-Link PROFIBUS-PA
COx, NOx, ...
ET 200iS
PROFIBUS-DP
COx, NOx, ...
2013-8-7
SIAS TRANING
4
SIEMENS PLC 网络结构
三层网络结构
现场总线层：PROFIBUS DP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。
PCS 7 启动包
OS ES
SIMATIC PDM Engineering Toolset
Internet/Intrane 批处理 工厂优 @PCS 7 /t 化先进 OPC-Server 服务器/客户机 控制软 件包
Ethernet
信息
服务器
OS-LAN
OS-服务器 (冗余)
AS 414
AS 417 AS 416 AS 414 PROFIBUS-DP
2013-8-7
SIAS TRANING
13
I/O模板和现场设备的在线修改
基本功能：
增加新 I/O 模板 删除现有I/O模板
标准 / 故障安全 CPU´s 冗余 CPU´s
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
系统结构图
SIEMENS PLC 网络结构
SIEMENS PLC 系统特点
2013-8-7
SIAS TRANING
3
PCS 7 系统结构图
@
Office LAN SAP R/3 Etherne t
@
Office LAN Etherne t
工厂 OS 单站
(多屏)
工厂 维护
ES
OS 客户机 / 多客户机
new I/O module
AS download
在线更改远程 I/O 远程 ET 200 M 增加新远程站 增加 I/O 模板 修改I/O模板参数设置 PROFIBUS DP/PA 增加新设备或从站 修改 PA 设备参数设置 ET 200iS 和 ET 200S 增加新远程站 更换 I/O 模板 ET 200iS: 使用 SIMATIC PDM参数化
Ex I/O
定位器
Link
DP耦合器 PROFIBUS-DP 1,5 Mbit/s
PROFIBUS-PA 31,25 Kbit/s
ET 200iS Flow Pressure Level Positioner . . . . Pneumatic Valves HART
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SIAS TRANING
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防爆区域解决方案 ET200iS
ET 200iS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PROFI BUS DP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
Profile PROFIBUS-DP (high speed)
IEC 61158 communication RS 485 或光纤 max. 12 MBit/s IEC 61158－2 communication 总线供电
Profile PROFIBUS-PA (low speed)
2013-8-7 SIAS TRANING
时 间 (30 ms)
切 换 时 所 有 状 态 保 持
过 程 无 任 何 扰 动
Cyclic synchronization
Time synchronization
Op code synchronization
Part-AG A
Part-AG B
2013-8-7
Part-AG A
Part-AG A
SIMATIC PCS7 标准培训
PCS7 系统概述
2013-8-7
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
2013-8-7
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2
系统结构与特点
OS
OS ES
务器 128 客户机/ 服务器 128 控制站/ 服务器
OS ES
带有客户机服务器 结构的大型系统
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SIMATIC PCS 7 – 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 S7 414-3, S7 416-2, S7 416-3, S7 414-4, S7 417-4 带有集成的 PROFIBUS-DP 接口 集成了 MPI 接口 RAM 768 to 32,000 kByte 电源供电(options: 24 VDC, 120 VAC, 230 VAC)
2013-8-7
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6
概
述
PCS7 全集成自动化
PCS7 与 PLC 和 DCS 的对比
PCS7 模块化结构
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7
PCS7－全集成自动化
基于全集成自动化思想的过程控制系统SIMATIC PCS 7 基于以下标准部件:
全集成自动化系统
PP C P S S U
5V P-Bus K-Bus
P P C P S S U
5V P-Bus K-Bus
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先进的冗余技术：事件同步
无 跳 线 设 计
快 速 的 切 换 无 信 息 缺 失 无 报 警 缺 失
No synchronization
人机界面产品
工业控制器
分布式 I/O
总线产品
2013-8-7
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9
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
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
系统开放性较差 控制器运算速度
较慢 逻辑处理能力弱
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 100MB ETHERNET TCP/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
18
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
冗余电源配置 5V P-Bus K-Bus 5V P-Bus K-Bus
2个分立的冗余机架 P P C P S S U 最远距离可达500米
P P C P S S U
冗余电源配置
安装在一个紧凑型 机架上
Industrial Ethernet / Fast Ethernet OS ET 200M Ex-I/O HART DP/PALink
PROFIBUSDP
AS 414 F/FH AS 417 F/FH
PROFIBUS-DP
AS 414 H AS 417 H
ET 2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0M Fail-Safe ET 200M ET 200M DP/PA-Link PROFIBUS-PA Y-Link
主动站、主设备
PC
PROFIBUS
被动站、从设备
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23
PROFIBUS 网络基本特性数据
S7 控制器最多可连接 10
PROFIBUS DP 通讯处理器 PROFIBUS DP的最大速度是 12Mbit/s 每一条PROFIBUS DP允许连接 最大123 slaves The DP/PA-Link is one DPSlave 允许最大30个现场设备仪 表(PA-Slaves) 每一个RS485 的PROFIBUS DP 段允许最大31 slaves. RS485 segments are cascaded 通过中 继器. The length of one RS485 segment is 200m @ 1.5 Mbit/s. Fibre optic segments can have a length up to 2.8km. Fibre optic segments can be cascaded using OLMs. Fibre optic buses can have a ring structure RS485 and fibre optic physical layers are transparent for the protocol
增加 / 删除 S7-400
ET 200M 模板 故障安全模板
通道 机架
I/O 模板
2013-8-7
DP 从站 以及 PA 从站
SIAS TRANING 14
支持高要求冗余输入/输出模板
ET 200M 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
Part-AG B
SIAS TRANING
Part-AG B
Part-AG A
Part-AG B
SIEMENS 专 利
20
PCS7 规范
2013-8-7
SIAS TRANING
21
PROFIBUS 的历史
1987由siemens等13个工业组织和5所大
学制定的规范 PROCESS FIELD BUS 1988进入德国 DIN标准 DIN19245 1996 进入欧洲现场总线标准 EN 50170 2000 进入国际标准 IEC 61158 2001 进入中国国家行业标准 JB/T 在各种现场总线中 10308.3-2001 排名第一
2013-8-7
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5
SIEMENS PCS7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
带有以太网通讯的卡件
控制器可选冗余 免费集成和测试
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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 (AS 414-3, 416-2, 416-3, 417-4, 414-4-1H, 417-41H) 适用于故障安全控制器 站 S7-400F (AS 414F, 417F)
2013-8-7
AS 414 H AS 417 H
PROFIBUS DP
I/O module
sensor
redundant I/O module
SIAS TRANING
15
分布式I/O灵活的连接现场设备
分布式I/O ET 200M 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 class B 模块 用于防爆区内的本安模板Ex HART 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
议仪表 集成于 SIMATIC PCS 7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
SIAS TRANING 17
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在防爆区域内三种解决方案
工 业 以 太 网
PROFIBUS-DP max. 12 Mbit/s
10
2013-8-7
SIAS TRANING
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
OS OS OS OS OS OS ES
最大支持： 24冗余服务器 5,000 控制回路 / 服 最小的单站
西门子 人机界面
SIMATIC PCS 7 西门子 软件 西门子 工业控制计算机
西门子 控制器
西门子 网络产品
西门子 基于DP分布式I/O
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SIAS TRANING
Components
8
PCS7－全集成自动化
SIMATIC PCS7将过程控制与制造业控制毫无障
碍地连接在一起
过程控制系统 统一的通讯 统一的组态和编程 统一的数据库管理
45.45 Kbit/s
22
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 (Token Hold Time) 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
PROFIBUS-DP
O P PROFIBUSPA
DP/PA-Link PROFIBUS-PA
COx, NOx, ...
ET 200iS
PROFIBUS-DP
COx, NOx, ...
2013-8-7
SIAS TRANING
4
SIEMENS PLC 网络结构
三层网络结构
现场总线层：PROFIBUS DP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。
PCS 7 启动包
OS ES
SIMATIC PDM Engineering Toolset
Internet/Intrane 批处理 工厂优 @PCS 7 /t 化先进 OPC-Server 服务器/客户机 控制软 件包
Ethernet
信息
服务器
OS-LAN
OS-服务器 (冗余)
AS 414
AS 417 AS 416 AS 414 PROFIBUS-DP
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13
I/O模板和现场设备的在线修改
基本功能：
增加新 I/O 模板 删除现有I/O模板
标准 / 故障安全 CPU´s 冗余 CPU´s
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
系统结构图
SIEMENS PLC 网络结构
SIEMENS PLC 系统特点
2013-8-7
SIAS TRANING
3
PCS 7 系统结构图
@
Office LAN SAP R/3 Etherne t
@
Office LAN Etherne t
工厂 OS 单站
(多屏)
工厂 维护
ES
OS 客户机 / 多客户机