使用 SIMATIC PCS 7 TeleControl 的集成和通信选项
过程工业往往需要大量的自动化装置,而这些装置大多广泛分布于幅员辽阔的地理区域内。这种现象在石油天然气和水处理行业中尤为常见。在这种情况下,远程控制 (telecontrol protocol) 的作用凸显。它通过 WAN(广域网)将用于监视和控制远程装置的远程站集成到整个工厂的同一个控制系统。
远程控制系统的传统的自动化解决方案中,将过程控制系统用于工厂中较为复杂的区域,而将较简单的远程终端单元 (RTU) 用于外部站,然后再将这些单独组态的工厂单元合并到一个主要网络控制系统中。
但是,如果将远程控制中心的 RTU 直接集成在过程控制系统中,则为高效。这样便不再需要作为重叠集成层级的网络控制系统。
通过 SIMATIC PCS 7 TeleControl 产品,可以将远程控制中心集成到 SIMATIC PCS 7 过程控制系统的过程控制和工程组态中。通过这些产品可使用不同方式连接 RTU(请参见画面“SIMATIC PCS 7 TeleControl 中的集成和通信选项”以及表格“广泛分布的远程控制外部站的各种连接方式)。
通常,广泛分布的工厂地域在自动化的功能和性能方面要求不是很高。这样便可以在外部站中使用小尺寸的自动化站。SIMATIC PCS 7 TeleControl 适用于分布式自动化现场中的以下外部站:
RTU 类型1) | RTU 类别 | 可用于远程通讯的协议 | |
---|---|---|---|
小型电气控制站 SIMATIC RTU3030C 配备独立供电,比如可从电池、充电电池、太阳能板进行供电 | 尺寸非常小巧,具备多达 16 个 I/O 适用于小型应用 | DNP3 IEC 60870‑5‑104 | |
集成在 SIMATIC ET 200S 中的控制器 | 小型,带有 30 到 200 个 I/Os2) 适用于小型应用 | Modbus RTU IEC 60870‑5‑101 IEC 60870‑5‑104 | |
控制器 SIMATIC S7‑1200/S7‑1200F | 小型,带有 30 到 150 个 I/Os2) 适用于小型应用 | DNP3 Modbus RTU IEC 60870‑5‑104 | |
SIMATIC S7‑300/S7‑300F 控制器 | 中型,带有 100 到 2000 个 I/O2) 适用于中等规模的应用 | SINAUT ST7 DNP3 Modbus RTU IEC 60870‑5‑101 IEC 60870‑5‑104 | |
SIMATIC S7‑400/S7‑400F 控制器 | 大型,带有 500 到 5000 个 I/Os2) 适用于高生产力的大型应用 | SINAUT ST7 DNP3 Modbus RTU IEC 60870‑5‑101 IEC 60870‑5‑104 | |
SIMATIC S7‑400H/S7‑400FH 控制器 | DNP3 IEC 60870‑5‑101 IEC 60870‑5‑104 |
1) 也适用于“SIPLUS extreme”组件,例如,温度范围为 -25°C 到 +70°C、具有中等负载的凝露环境
2) 取决于 CPU 型号、协议类型和应用
有关远程控制协议、可能的操作模式以及特殊远程配置的详细信息,请参见:
产品目录 ST PCS 7 AO,SIMATIC PCS 7 过程控制系统的附件,部分控制,带 SIPLUS RIC 的远程控制(远程控制 IEC 60870‑5‑101/104)
目录 IK PI 中的“SIMATIC NET 工业通信”、“工业远程通信”、“用于子站的 TeleControl Professional(采用 ST7 协议的子站和采用 DNP3 协议的子站)
注:
SIMATIC PCS 7 TeleControl V9.0 可与 OS 工程组态和 OS 运行系统软件 SIMATIC PCS 7 V9.0 以及 PCS 7 PowerControl V9.0(参见章节“开关设备自动化”)和 PCS 7 OPEN OS V9.0(参见章节“控制器集成”)一起运行。SIMATIC PCS 7 软件必须从产品目录 ST PCS 7 订购。
SIMATIC PCS 7 TeleControl 不仅可以用来将新组态的 RTU 集成到 SIMATIC PCS 7 中,也可以用来移植现有的室外单元。
相较于采用远程控制工程技术实现的自动化解决方案,基于 SIMATIC PCS 7 TeleControl 实现的、具备高集成度、高度自动化的解决方案具有决定性的优势。
一致性的 SIMATIC PCS 7 软件平台具备非常高的运行效率,进一步降低了培训、组态和维修等方面的成本。
本地和远程过程采用统一的 GUI,操作简单,进一步降低了操作员出错的风险。
数据库自动化(DBA)软件,对工程组态提供了高效支持,且充分考虑了与 SIMATIC PCS 7 之间的符合性。
DBA 非常有利于根据具体项目对系统进行调整,且在移植期间,可以方便地导入已有组态。
支持工厂运行期间进行的相关扩展。
分布式站的远程控制与监控、数据记录与传输。重点关注:
水业
供水网络中的水井、泵站和滑阀站与灌溉设备
水和废水管网中的泵站和滑阀站
废水管网中的雨水池和虹吸站
贮存设备(压力罐)
石油和天然气业
供气网络中的压缩机、减压阀、输送阀、块阀和计量站
石油管网中的泵站和滑阀站
天然气井和油井的井楼中的自动化
天然气或油田中的水或 CO2注入站
能源管理、环境保护和运输
发电与配电设备
区域供暖
交通控制系统
隧道
火车站
灯塔
环境监控设备
气象站
SIMATIC PCS 7 过程控制系统的过程控制以单站结构或者服务器结构内的操作员站的方式集成了外站远程控制中心(RTU)(也可以选用冗余设计)。*配设额外的自动化系统,SIMATIC PCS 7系统就可以使用或者连接远程控制**数据。对于大型程序规模,PCS 7 TeleControl 操作员站(单站/服务器)仅**用于远程控制模式(**型)。对于小型程序规模,除 RTU 外(双通道模式),服务器或者单站也可以控制中心工厂区域内的 SIMATIC PCS 7 自动化系统。
如果要对 PCS 7 TeleControl 操作员站(单站/服务器)的工程组态,则需要通过数据库自动化技术 (DBA) 和 SIMATIC PCS 7 TeleControl 块库对 SIMATIC PCS 7 过程控制系统的工程师站的功能进行扩展。
为了与 RTU 通信,SIMATIC PCS 7 TeleControl 使用了 SINAUT ST7、DNP3 与 Modbus RTU(使用串行和 TCP/IP 通信连接)以及 IEC 60870-5-101(串行)和 IEC 60870-5-104(以太网 TCP/IP)等协议。
通过与 RTU 串行连接,可使用以下组件在控制中心端(PCS 7 TeleControl OS 作为单站或服务器)以一种为经济实惠的方式进行远程控制连接。
SINAUT TIM 通信模块
(SINAUT ST7 远程控制协议)
TCP/IP 串行转换器
例如,MOXA 或Lantronix 公司的相关设备(远程控制协议 DNP3、Modbus RTU、IEC 60870-5-101)
可直接通过以太网 TCP/IP 或通过 TCP/IP WAN 路由器将远程站连接到 SIMATIC PCS 7 工厂总线(远程控制协议 SINAUT ST7、DNP3、Modbus RTU、IEC 60870‑5‑104)。在使用 SINAUT ST7 远程控制协议时,除了可以使用 TCP/IP WAN 路由器外,还可以使用 SINAUT TIM 通信模块,或作为备用连接方式。
表格“可集成外站”中列出了当前的各种连接方式(具体取决于 RTU 类型和通信类型)。
西门子S7-200 SMART PLC的学习资料
1、CPU模块,也就是我们经常所说的*处理器,它其实就相当于PLC的大脑,它的功能就是不断的采集输入信号,执行用户程序,用来处理PLC的和控制PLC的一个动作,也就是我们所说的不停地刷新系统的输出。
2、I/O数字量模块,它其实相当于系统的一个眼、耳、手,这样形象的比喻会容易让大家明白了解它的功能;其实数字量输入模块说白了就是采集我们给PLC的一个信号,这个信号要么开,要么断,只有这两种信号的给定,而输出模块呢其实就相当于一个开关,这个开关,要么常开,要么常闭,其实就相当于我们继电器控制当中继电器的一个常开触点,当线圈得电的时候这个常开点就会闭合,用来控制设备的一个通和断,大家把它想象成一个开关就可以。
3、模拟量输入输出模块,它的输入模块呢常见的就是用来接收电位器及各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号,它的输出模块呢通常用来控制一些调节阀,变频器等一些智能设备,通过模拟量来实现对调节阀及变频器的控制。在这里和大家说一下,这里的知识大家先不必去深的研究,对它有一个大体的了解,知道有这个功能,知道用来做什么的就可以了,后续我们在学习模拟量的时候再去细细的研究分析它。
4、后一部分无疑就是电源了,其实不管是什么PLC,比较常使用的供电电源就有两种,一种是交流220V,一种是直流24V,这点大家必须在买回PLC接线的时候要注意一下,如果错把直流24V接为交流220V了,那么会把PLC损坏烧掉,这点大家千万要注意,其实接不同的类型的电源是根据PLC的一个输出类型而决定的,对于西门子PLC来讲,ST类型的PLC支持DC24V的电源,(SR/CR型)的PLC支持AC220V的供电。还有一个就是PLC的一个本身输出24V电源,通常用来为一些传感器提供工作电压,但因其容量小,不介意使用。
西门子6SE70变频器常见控制方式
(一)机旁控制
1. 应用范围。西门子6SE70变频器机旁控制能达到启、停、调速要求,根据用户需要,还可以自行选用转速反馈和电流反馈。机旁控制的电气元件,除制动电阻放在控制柜外和启停按钮(SB1、SB2)、选择旋钮(SA1、SA2)、电流表、转速表放在控制柜的门上,其余电气都放在控制柜内。
2.应用说明。由于变频器在运行中容易产生高次谐波,而高次谐波电流使电源与负载之间不间断地进行能量交换,并不真正做功,所以变频器输入电路的无功功率主要是由高次谐波电生的,高次谐波电流的成分越大,功率因数就越低。改善功率因数的方法就是在电路中串入交流电抗器。交流电抗器除改善功率因数外,还能抑制输入电路中的浪涌电流,并能削弱电流电压不平衡的现象。
机旁控制有如下优点:(1)操作简便,控制直观。(2)线路简单,施工容易,维护方便。
(二)西门子6SE70变频器手/自动控制
1. 应用范围。本原理可以满足变频器面板控制及外部手/自动控制的需要。手动控制即机旁控制,自动控制即现场总线系统控制,变频器面板也可以在变频器室进
行控制。在本设计中,现场总线系统控制为主要控制方式,手动控制只作为试车及检修设备或其他情况下使用。所以机旁只设启、停按钮,而不设调速旋钮。现场总线系统可进行启、停、调速控制并接入转速、电流反馈。
2. 应用说明。在变频器的工厂设置状态下,传动命令用控制盘、机旁、计算机给出。置于外部控制时,有两个外部控制方式:手动和自动。机旁(即手动)启停信号由SB1、SB2决定(SA1断开),手动给定因不作为生产要求,所以参数设置由现场总线系统给定。给定信号连接到模拟量输入端,计算机启动、停止信号连接到数字输入端,手/自动控制转换连接到数字输入端,手动和自动由SA1选择。电流、转速反馈信号连接到模拟量输入端。启、停信号根据相应的参数设置为通、断式信号。外部给定为4mA~20mA,模拟量输出为0mA~20mA
西门子工控机与维护方法?
在工控机维修中,我们发现工控机在日常使用中,通过合理的维护与保养,将会大大减少其故障的发生率,现在我就来讨论一下工控机需要维护的内容与方法技巧:
一、机箱
机箱中包括工控电源、无源底板、风扇。工控电源:它是为N小时不间断开机服务的,所以它的性能较好,主要需注意的是尽量减少灰尘的进入,防止灰尘影响风扇的运行。防止瞬时断电,瞬时断电又突然来电往往会产生一个瞬间高的电压,很可能“烧”坏电脑,电压的波动(过低或过高)也会对电脑造成损伤。因此,应尽量配备电源。另外,还应防静电、防雷击。
无源底板:它是为各种板卡包括,)( 卡、显卡、声卡、网卡等)提供电源的,它的日常维护要注意三点:不能在底板带电的情况下拨插板卡,插拨板卡时不可用力过猛,过大,用酒精等清洗底板时,要注意防止工具划伤底板。
插槽内不能积灰尘,否则会导致接触不良,甚至短路。插槽内的金属脚是否对齐,有无弯曲,否则影响板卡在系统中的运行,会因此出现开机不显示、板卡找不到、死机等各种现象。风扇:工控箱内风扇是为工控机设计的,它是向机箱内吹风,降低机箱内温度。它要注意的是:电源是否接到插头上,风扇外部的过滤网要定时清洗(每月一次),以防过多的灰尘进入机箱。
二、硬盘、光驱、软驱.
硬盘:不要随意拆卸硬盘,避免振动、挤压。尽量不要在硬盘运行时关闭计算机电源,这样突然关机会导致硬盘磁道损坏,数据丢失。不要随意触动硬盘上的跳线装置。搬运时一定要用抗静电塑料袋包装或用海绵等防震压材料固定好,经常检查病毒,以防侵蚀。在操作系统中有节能功能时要尽量合理使用,以延长硬盘使用寿命。
光驱:在使用中不要随意打驱门,不能使用有损伤、光碟,防止灰尘进入光驱内,光驱在使用过程中不要震动,歪曲,拍打。数据线要连接通畅,保证光驱读盘顺利。
软驱:不能把坏盘、有毒盘放入软驱中,勿使用劣质和发霉的软盘,以防划伤磁头。当软驱正在对磁盘进行读写操作时(软驱指示灯亮),不要强行将磁盘取出,以防损伤磁头或使磁头偏移,导致无常读写。