4、 硬件評估
　　SIMATIC 工業(yè)以太網(wǎng)是德國西門子公司開發(fā)的一種基于TCP/IP協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，它的優(yōu)點是連接簡單、便于擴(kuò)展、速度快、兼容性好。華新水泥生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)在主站監(jiān)控級網(wǎng)絡(luò)采用SIEMENS Industrial Ethernet，在設(shè)備級網(wǎng)絡(luò)采用PROFIBUS-DP。華新水泥采用室外重鎧六芯62.5um/125um光纖作為SIMATIC 工業(yè)以太網(wǎng)的連接介質(zhì)，有效地實現(xiàn)了工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸過程中的抗干擾功能，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

PROFIBUS作為一種總線標(biāo)準(zhǔn)，具有開放、國際化、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商等特點，由其構(gòu)成的兼容網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可應(yīng)用于不同的場合，分別是PROFIBUS-FMS，提供強(qiáng)有力的通信功能；PROFIBUS-DP，用于傳感器和執(zhí)行器級 的高速數(shù)據(jù)傳輸；PROFIBUS-PA，用于安全性較高的場 合，允許對設(shè)備進(jìn)行完全的內(nèi)部操作。SIMATIC Profibus DP網(wǎng)是西門子公司開發(fā)的一種基于現(xiàn)場總線技術(shù)的設(shè)備網(wǎng)，它的特點是可以在PLC（可編程序控制器）與現(xiàn)場設(shè)備（如變頻器、工業(yè)鍵盤、智能儀表、分布式I/O站等）之間交換數(shù)據(jù)。華新水泥生產(chǎn)過程自動化控制系統(tǒng)采用西門子專用DP/PA線作為Profibus DP/PA網(wǎng)的連接介質(zhì)?！　?/SPAN>

華新水泥自2002年起至今，大規(guī)模使用PROFIBUS技術(shù)。在華新，各條水泥大約使用DP設(shè)備200臺，PA儀表100臺。

PROFIBUS 是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)之一，以其獨特的技術(shù)特點、嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)范、開放的標(biāo)準(zhǔn)、眾多廠商的支持和不斷發(fā)展的應(yīng)用行規(guī)，已成為最重要的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。它符合：- IEC 61158 國際標(biāo)準(zhǔn) 和- JB/T10308.3-2001(中國標(biāo)準(zhǔn)2001 年) 。  

PROFIBUS 協(xié)議包括以下主要部分：
· PROFIBUS DP：主站和從站之間采用輪循的通訊方式，主要應(yīng)用于制造業(yè)自動化系統(tǒng)中單元級和現(xiàn)場級通信。
· PROFIBUS PA：電源和通信數(shù)據(jù)通過總線并行傳輸，主要用于面向過程自動化系統(tǒng)中單元級和現(xiàn)場級通訊。

PROFIBUS技術(shù)與傳統(tǒng)集中控制比較，在系統(tǒng)設(shè)計、安裝調(diào)試、維護(hù)及擴(kuò)展方面都具有十分明顯的優(yōu)勢：

· 12M 的通信速率和可靠的通信質(zhì)量
· 適用多種通信介質(zhì)(電、光、紅外、導(dǎo)軌以及混合方式)
· 靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持線型、樹型、環(huán)型結(jié)構(gòu)以及冗余的通信模型
· 強(qiáng)大的通信功能，支持基于總線的驅(qū)動技術(shù)和符合IEC61508 的總線安全通信技術(shù)
· 先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模(最多支持126 個總線站，網(wǎng)絡(luò)規(guī)格可達(dá)90 公里)

采用PROFIBUS技術(shù)后，與傳統(tǒng)的電控系統(tǒng)比較，系統(tǒng)具有以下幾個特點：
　　·系統(tǒng)設(shè)計更加方便、清晰----負(fù)載饋電器的使用，免去了電機(jī)保護(hù)開關(guān)、接觸器及與 PLC輸入/出的大量原理圖、接線圖的設(shè)計，出圖量大幅 度減少，ET200M模塊化組件的使用，也使柜(箱)內(nèi)布 線、設(shè)計更為簡便，加快了控制系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)周期。
　　·安裝簡單、快捷----在不采用任何工具的情況下，接口模塊和端子模塊卡在導(dǎo)軌上，完成接線后，電子模塊、電源模塊、負(fù)載饋電 器模塊“即插即用”。
　　·組態(tài)、調(diào)試更加容易----無須其他特殊軟件，在S7軟件包中，用鼠標(biāo)拖拉即可完 成PROFIBUS-DP的組態(tài)。不需額外費(fèi)用，設(shè)備故障就可通過總線報告，故障定位更加方便。
　　·維護(hù)簡單----劃分子站和模塊化組件的使用，以及強(qiáng)大的故障診斷能 力，都為日后設(shè)備維護(hù)帶來極大的便利。
　　·便于擴(kuò)展和信息集成----PROFIBUS的使用將孤立的單元設(shè)備帶進(jìn)了信息化網(wǎng)絡(luò)中, 為今后系統(tǒng)擴(kuò)展和企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)打下良好的基礎(chǔ)。
　　·最終用戶工程造價降低----PROFIBUS技術(shù)的使用，節(jié)省了大量的線纜、橋架、端子 排、柜體等，培訓(xùn)和維護(hù)費(fèi)用減少，這些都降低了工程總造價。

SIMATIC 400站是西門子公司的拳頭產(chǎn)品，無論在控制速度、控制精度還是抗干擾性、靈活性各方面講都處與PLC產(chǎn)品的領(lǐng)先地位。

5、 軟件評估
　　PCS7是西門子公司為S7-400系列PLC設(shè)計的編程軟件，它能完成龐大的邏輯控制和復(fù)雜的調(diào)節(jié)控制；它的組織塊、功能塊、數(shù)據(jù)塊相結(jié)合的編程思想可以隨心所欲地實現(xiàn)各種控制要求；它的時間中斷組織塊可以實現(xiàn)短到10ms長到5s的快速中斷請求；它的符號表（Symbol）可以方便進(jìn)行程序注釋。

• 基于標(biāo)準(zhǔn)的SIMATIC軟件和硬件組件
• 先進(jìn)的分布式客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)
• 可伸縮性強(qiáng)，從小型實驗室系統(tǒng)，到具有高達(dá)60，000個過程對象的大型工廠
• 可用于連續(xù)和批處理應(yīng)用
• 可用于所有工業(yè)領(lǐng)域：過程、制造以及混合工業(yè)
• 強(qiáng)大的HMI系統(tǒng)，帶有集成的基于SQL服務(wù)器的歸檔系統(tǒng)
• 基于IEC 61131 的集中式，工廠范圍內(nèi)的工程系統(tǒng)
• 通過現(xiàn)場總線PROFIBUS，現(xiàn)場設(shè)備和驅(qū)動系統(tǒng)均可很靈活和容易的集成
• 無縫集成的安全系統(tǒng)，通過TüV*驗證的可滿足AK6/SIL3
• 在同一個可編程控制器中可以混合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和故障安全相結(jié)合的形式，高可用性和故障安全相結(jié)合的形式
• 可在所有層級實現(xiàn)冗余，提高可用性
• 符合ISA S 88.01 和FDA 21 CFR Part 11規(guī)范的模塊化批處理系統(tǒng)SIMATIC BATCH
• 通過SIMATIC IT架構(gòu)實現(xiàn) MES/ERP層級的接口

SIMATIC PCS 7 ——一個真正的現(xiàn)代DCS系統(tǒng)

HMI

• 具有多用戶能力的HMI組件
• 大容量架構(gòu)
• 客戶機(jī)-服務(wù)器結(jié)構(gòu)
• 冗余
• 在線修改
  AS, I/O 模塊, I/O
• 熱插拔（運(yùn)行中插入和拔出模塊）
• 運(yùn)行中可進(jìn)行擴(kuò)展 / 修改
• 用于危險區(qū)域的I/O 模塊
• 冗余（控制器、模塊和PROFIBUS）
• 集成的故障安全技術(shù)
• 智能現(xiàn)場設(shè)備/驅(qū)動設(shè)備的集成
  通訊
• 快速以太網(wǎng)和PROFIBUS DP/PA
• 光纖交換技術(shù)
• 冗余（系統(tǒng)總線和現(xiàn)場總線）
• 在線擴(kuò)展
  工程
• 集中式工程工具，簡單易用，通用操作
• 批量工程，具有導(dǎo)入／導(dǎo)出功能
• 應(yīng)用圖形化和面向PLT的工具進(jìn)行全面、有效的工程
• 集成的SIMATIC PDM軟件對智能現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行集中參數(shù)化
• 軟件模擬和測試
• 修改跟蹤功能
• 分布式、并行工程功能

6、 疑難與解答

1） 標(biāo)準(zhǔn)化編程
　　大型的自動化控制系統(tǒng)很難一個人完成，因此需要很多人的分工與合作。標(biāo)準(zhǔn)化編程就是要使軟件工程師編寫的程序整齊劃一，通用性和可讀性強(qiáng)，除了作者本人的閱讀者也能輕而易舉地理解作者的編程思想和工藝要求。這樣不但可以使編程人員不再糾纏編程的枝節(jié)問題，縮短編制程序的時間，集中精力解決更加困難的工藝上的問題；而且有利于維護(hù)人員對程序的理解，為生產(chǎn)保駕護(hù)航提供了更加寶貴的經(jīng)驗。標(biāo)準(zhǔn)化編程的實現(xiàn)是多方面的，首先根據(jù)設(shè)計圖紙編制各系統(tǒng)的點號表（用EXCEL表格）；再根據(jù)點號表編制STEP7符號表（SYMBOL）；再根據(jù)點號表找出各控制設(shè)備的輸入/輸出點號，據(jù)此定義下列STEP7使用的點號：模擬手/自動轉(zhuǎn)換選擇開關(guān)；啟動按鈕、停止按鈕（對單線圈的泵或電磁閥）；開啟按鈕、關(guān)閉按鈕、停止按鈕（對雙線圈的電動閥）；手動輸出值、給定值、比例系數(shù)、積分時間（對PID調(diào)節(jié)閥）；再根據(jù)各控制設(shè)備的輸入/輸出點號和中間線圈點號編制各控制設(shè)備的手動程序；最后根據(jù)設(shè)計說明書編制各控制設(shè)備之間的邏輯連鎖程序，即自動程序。

2） 數(shù)據(jù)通訊。
　　這里的數(shù)據(jù)通訊包括SIMATIC 400 PLC與SIMATIC 400 PLC之間，SIMATIC 400 PLC 與SIMATIC 300 PLC之間的數(shù)據(jù)通訊。其中，SIMATIC 400 PLC與SIMATIC 400 PLC之間是通過SIMATIC 工業(yè)以太網(wǎng)通訊，編程使用FB205（FR_AGSEN/發(fā)送數(shù)據(jù)功能塊）和FB206（FR_AGRCV/接收數(shù)據(jù)功能塊）；SIMATIC 400 PLC 與SIMATIC 300 PLC之間的數(shù)據(jù)通訊也采用相同的方法處理。值得注意的是FB205（FR_AGSEN/發(fā)送數(shù)據(jù)功能塊）和FB206（FR_AGRCV/接收數(shù)據(jù)功能塊）必須在OB35（100s時間中斷組織塊）中調(diào)用。

3） PID調(diào)節(jié)
　　水泥生產(chǎn)過程中有很多控制對象，諸如系統(tǒng)風(fēng)力壓力、物料流量等都需要穩(wěn)定的值。以前這些模擬量的調(diào)節(jié)采用智能儀表，現(xiàn)在有了西門子SIMATIC 400 PLC就可以取代這些智能儀表，PID調(diào)節(jié)在STEP7中使用FB513（連續(xù)PID調(diào)節(jié)控制）；在WINCC中使用PID調(diào)節(jié)器的操作面板，完成PID調(diào)節(jié)控制中的手/自動切換、給定值輸入、手動輸出值輸入、PID參數(shù)（比例系數(shù)、積分時間）輸入等功能。

4)畫面強(qiáng)制
　　大型工廠自動化控制系統(tǒng)涉及的控制設(shè)備很多，控制工藝復(fù)雜，導(dǎo)致控制過程中的邏輯連鎖非常復(fù)雜，主要設(shè)備動作的諸多條件很難同時滿足。為了調(diào)試程序的需要，在畫面上增設(shè)許多選擇開關(guān)，當(dāng)某開關(guān)置“1”時，就假設(shè)此條件滿足。當(dāng)所有條件滿足時，程序就可以對設(shè)備進(jìn)行操作，而不必等待實際條件滿足。在生產(chǎn)中有時某設(shè)備出現(xiàn)臨時故障，為不影響正常生產(chǎn)，也可以在畫面上強(qiáng)制，繼續(xù)生產(chǎn)，直到設(shè)備修好，再把強(qiáng)制解除即可。

5)SIMATIC Web Navigator：

Web Navigator 軟件包可使用戶通過Internet或局域網(wǎng)同過IE瀏覽器直接訪問WINCC過程畫面。客戶端無須安裝WINCC應(yīng)用程序，所有WINCC應(yīng)用都位于服務(wù)器上，因此降低了對客戶端的系統(tǒng)要求。通過Web Navigator 可實現(xiàn)辦公室與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實時交換，滿足當(dāng)前對現(xiàn)代化DCS系統(tǒng)的基本要求。同時只需要較少的軟硬件配制就可同時滿足50個操作員站。由于此功能是通過Internet來實現(xiàn)，所以安全性是必須考慮的問題。