西門子全集成自動化

1、西門子全集成自動化（TIA）及Profibus 通訊在吉林化纖長絲原液項目中的應用 HYPERLINK /%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20UserInfo.aspx?username=water water注冊冊：20066-6-9 13:377:13可用用積分：8001全部積分分：804等級：【摘要】SIIMATICC PCS77是西門子公公司推出的一一套滿足現(xiàn)場場使用要求的的現(xiàn)代化DCCS控制系統(tǒng)統(tǒng)。本文以吉吉林化纖長絲絲原液項目為為實例，淺談談關于使用PPCS7 V

2、V6.0實現(xiàn)現(xiàn)全集成自動動化的系統(tǒng)配配制方案。舉舉例介紹如何何將在此項目目中應用到的的支持Proofibuss通訊協(xié)議的的西門子及第第三方設備連連接到DCSS系統(tǒng)當中，并并使用 PCCS7 V66.0對其進進行監(jiān)視和控控制。【 關 鍵 詞 】 全集成成自動化 PProfibbus通訊 SIMMATIC PDM WWeb Naavigattor一、 項目簡介1、 吉林化纖股股份公司簡介介：吉林化纖集集團有限責任任公司始建于于1960年，是是從事化纖生生產(chǎn)、商業(yè)貿(mào)貿(mào)易、建筑安安裝于一體的的大型企業(yè)，是是中國5000強脊梁企業(yè)業(yè)之一。公司司主導產(chǎn)品包包括粘膠短纖纖維、粘膠長長絲、腈綸纖纖維、化纖漿漿

3、粕在內(nèi)的四四大系列1880多個品種種，總生產(chǎn)能能力26.33萬噸，其中中年產(chǎn)粘膠短短纖維5.55萬噸，粘膠膠長絲2.22萬噸，腈綸綸纖維13.6萬噸，化化纖漿粕5萬噸。2、 工藝簡介：制制造粘膠的基基本原料是槳槳粕。漿粕的的基本成分是是纖維素。纖纖維素是不溶溶于水，也不不溶于堿溶液液的固體物質(zhì)質(zhì)。要使纖維維素變成粘膠膠，必須先經(jīng)經(jīng)過浸漬堿化化，把纖維素素變成堿纖維維，再使堿纖纖維與二硫化化碳作用而變變成纖維素黃黃酸鈉，纖維維素黃酸鈉用用稀堿溶液溶溶解，就可以以得到粘膠。這這就是粘膠制制造的基本原原理。為了使產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量保持持均勻、穩(wěn)定定，首先把一一定量的不同同批號的漿粕粕混合均勻，這這在生產(chǎn)中稱

4、稱為混粕。將漿漿粕用20%左右的燒堿堿溶液浸泡，進進行堿化得到到的堿纖維，在在生產(chǎn)中稱為為浸漬。然后后，放掉多余余的堿液，并并從堿纖維中中壓出，生產(chǎn)產(chǎn)中稱為壓榨榨。用粉碎設備備將塊狀的堿堿纖維粉碎成成較細小的堿堿纖維素顆粒粒，在生產(chǎn)中中稱為粉碎。將粉碎成細小、松散顆粒的堿纖維素，在空氣中放置，經(jīng)過一定的時間，使堿纖維素分子發(fā)生氧化降解，并降低纖維素的聚合度。這個過程叫做老化，在生產(chǎn)中稱為老成。在老成后的堿纖維素中，加入二硫化碳，進行黃化反應，制成纖維素黃酸鈉，在生產(chǎn)中稱為黃化。然后加入稀堿溶液和軟水，使纖維素黃酸鈉溶解而制成粘膠，生產(chǎn)中稱為溶解。為了使各批粘膠的質(zhì)量比較均勻，還要把批次相近的粘

5、膠進行混合，生產(chǎn)中稱為混合?；旌虾蟮恼衬z要經(jīng)過過濾和脫泡，以便除去粘膠中未溶解的物質(zhì)顆粒和排除粘膠中的氣泡，以提高粘膠的純凈度和清潔度，防止紡絲時噴絲孔堵塞。粘膠的溶解、混合、過濾和脫泡過程，需要一定的時間，在這段時間里，粘膠內(nèi)部的化學性質(zhì)和物理性質(zhì)也在發(fā)生變化，變化的這段時間稱為粘膠的熟成過程。 3、 設備清單： 二、 全集成自動動化（TIAA）的實現(xiàn)1、 全集成自動動化（TIAA） 簡介隨著自動化化技術的不斷斷提高，企業(yè)業(yè)對于自動化化控制系統(tǒng)的的要求也有所所改變。因此此要求現(xiàn)代化化的自動化控控制系統(tǒng)必須須具有降低成成本、保證質(zhì)質(zhì)量、控制精精確、安全性性高等特點。全全集成自動化化正是為順應應

6、現(xiàn)代化控制制系統(tǒng)的變革革趨勢而產(chǎn)生生的。它克服服生產(chǎn)設備之之間“自動化孤島島效應”式單機自動動化，成為當當今自動化控控制系統(tǒng)集成成的主導理念念。全集集成自動化（TIA）提供給我們一個全模塊化的控制系統(tǒng)，各自部件可進行單獨擴展，并能組合在一起形成高集成度的自動化操作系統(tǒng)。全集成自動化（TIA）不僅通過現(xiàn)場總線技術實現(xiàn)了系統(tǒng)自身與現(xiàn)場設備的縱向集成，同時也實現(xiàn)了系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的橫向聯(lián)系。使通訊覆蓋整個企業(yè)，從而實現(xiàn)了自動化控制、制造業(yè)執(zhí)行系統(tǒng)和企業(yè)資源計劃系統(tǒng)三者的完美結(jié)合，確保了現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的及時、精確和統(tǒng)一。2、 全集成自動化（TIA）技術在本項目中的實現(xiàn)在本項目中，AS 417-4H以下的現(xiàn)

7、場總線采用冗余Profibus DP進行通訊，通過Y-LINK、DP/PA-LINK轉(zhuǎn)換成與現(xiàn)場設備相同的通訊協(xié)議從而實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的實時監(jiān)控。Redundant OS Server與AS 417-4H之間、OS Client與Redundant OS Server之間采用以太網(wǎng)（100M/s）進行通訊，保證了大數(shù)據(jù)量通訊的安全、穩(wěn)定、及時。通過OSM預留了與其它系統(tǒng)進行通訊的通訊接口，從而避免了“自動化孤島效應”，實現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部所有自動化控制系統(tǒng)全集成自動控制。Web Navigator Server 與Web Navigator Client 之間采用標準的以太網(wǎng)通訊，Web Naviga

8、tor Client可通過IE瀏覽器輕松的監(jiān)視現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況，實現(xiàn)了辦公全集成自動化。從而方便了成本核算、原料調(diào)配，節(jié)約了生產(chǎn)時間提高了生產(chǎn)效率。 三、 Prrofibuus 通訊 1、 Proffibus 通訊簡介隨著自自動化控制系系統(tǒng)分散化結(jié)結(jié)構(gòu)的迅速增增長，現(xiàn)場總總線技術的應應用也日益廣廣泛起來。通通過現(xiàn)場總線線技術，可將將I/O通道分分配到現(xiàn)場設設備附近，從從而使整個系系統(tǒng)的工程費費用、裝配費費用、設備調(diào)調(diào)試和維修成成本減少到最最少。Proofibuss屬于現(xiàn)場一一級的SIMMATIC網(wǎng)網(wǎng)絡，適用于于傳輸中小型型的數(shù)據(jù)，它它具有“開放”的通訊接口口，“透明”的通訊協(xié)議議，允許多家家廠

9、商開發(fā)各各自的符合PProfibbus協(xié)議的的產(chǎn)品，并連連接到同一段段網(wǎng)絡上。目目前Proffibus總總線技術已經(jīng)經(jīng)覆蓋了現(xiàn)場場設備的多個個領域，由于于有大量的、種種類齊全的、可可連接的現(xiàn)場場設備可供選選擇，因此PProfibbus已成為為事實上的國國際公認標準準。按照RSS485/光光線和IECC611588-2的定義義，Proffibus提提供了三種通通訊協(xié)議類型型：DP、PA、FMS。以以下著重介紹紹在本次項目目中應用到的的支持Proofibuss DP、Profiibus PPA通訊協(xié)議議的現(xiàn)場設備備如何完成與與DCS系統(tǒng)之之間的通訊。（1） Profibus DP通訊：Profib

10、us DP采用RS485接口，Profibus 通訊協(xié)議。以其傳輸速度快，數(shù)據(jù)量大以及良好的擴展性等特點，成為目前廣大用戶普遍采用的通訊協(xié)議。對于第三方設備的通訊任務，需要第三方設備廠商提供*.GSD文件。安裝*.GSD后便具備了完成STEP 7硬件組態(tài)工作的條件。本項目中使用到的支持Profibus 通訊的現(xiàn)場設備有：SIEMENS MM440 變頻器、EMERSON EV2000 變頻器、EMERSON TD3000 變頻器、SIEMENS ET200M、SIEMENS SIMOCODE 智能電機保護器、ABB PST210軟啟動器和SIEMENS EM277等。A、 SIEMENS MM

11、440的Profibus DP通訊：MM440是西門子公司推出的一款標準矢量控制變頻器，因其功能強大、對信號反應快速、配置靈活、信息全面、參數(shù)設置范圍廣等特點， 倍受用戶好評。Profibus通訊模板是MM440的一個可選件，通過這個通訊模板可以輕松的實現(xiàn)MM440的Profibus通訊。由于這一模板與變頻器采用一體化結(jié)構(gòu)，并由變頻器直接供電，所以安裝使用起來十分方便。MM440支持多種類型通訊報文，在本項目中選用了PPO4通訊報文即6PZD+0PKW。通訊的參數(shù)設置： 同時還還可以對PZZD區(qū)的返回回報文進行組組態(tài)，從而方方便對設備運運行時的電流流及電壓等參參數(shù)進行監(jiān)控控。B、 EMERRS

12、ON EEV20000 變頻器的的Profiibus通訊訊：EV20000 通用型型變頻器具有有操作簡便，易易于維護等特特點。通過EEMERSOON公司研制制開發(fā)的TDDS-PA001 Proofibuss 總線適配配器便可實現(xiàn)現(xiàn)變頻器的總總線監(jiān)控。該該適配器與主主變頻器采用用分體式結(jié)構(gòu)構(gòu)，電源可根根據(jù)現(xiàn)場需要要選擇由變頻頻器供電或外外供電兩種方方式。在使用用適配器時，應應注意適配器器波特率選擇擇開關的位置置，同時通訊訊質(zhì)量可由適適配器指使等等清晰反映出出來。EV20000 變頻頻器只支持PPPO1通訊訊報文即2PPZD+4PPKW。對于于PKW區(qū)，在在本項目中采采用循環(huán)讀取取的方式對變變頻器

13、的電流流、電壓等參參數(shù)進行監(jiān)視視。通訊參數(shù)數(shù)設置： CC、 EMERRSON TTD30000 變頻器TD30000 變頻頻器同樣采用用TDS-PPA01 總總線適配器進進行通訊。與與EV20000不同的是是，TD30000變頻器器支持PPOO1、PPO2、PPO3和PPO4四種種通訊報文，我我們可以根據(jù)據(jù)現(xiàn)場實際需需要進行選擇擇。在本項目目中采用與MMM440相相同的PPOO4通訊報文文實現(xiàn)實時監(jiān)監(jiān)控。通訊訊參數(shù)設置： DD、 ABB PST2110 軟啟動動器的Proofibuss 通訊：PST軟啟動動器是基于最最新的微處理理器技術設計計出來的，用用于實現(xiàn)鼠籠籠電機的軟啟啟動和軟停止止。它

14、附帶了了幾種先進的的電機保護功功能。軟啟動動器可帶或不不帶旁路接觸觸器，大容量量的軟啟動器器配有內(nèi)置旁旁路接觸器。在在緊急情況下下，可通過該該接觸器直接接啟動電機。通過ABB公司開發(fā)的Profibus 總線適配器可以輕松的完成系統(tǒng)和軟啟動器之間的Profibus通訊。該適配器結(jié)構(gòu)中已經(jīng)包含Profibus接頭部分，因此只要將Profibus通訊電纜接入適配器即可，無須西門子標準Profibus接頭。同時適配器上裝有四盞LED狀態(tài)診斷燈，可準確的反映出軟啟動器與適配器、適配器與系統(tǒng)之間的通訊狀態(tài)，為調(diào)試和維護提供了極大的方便。由于PST210采用全中文操作，只須將通訊菜單下的參數(shù)按實際要求設置就

15、可進行通訊，操作直觀使用方便。E、 SIEMENS SIMOCODE 的Profibus 通訊：SIMOCODE-DP 3UF5是西門子公司推出的帶有Profibus接口的電機控制及保護裝置。設備采用微處理器為中央處理單元，具有連鎖、運行計算、診斷、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、過流保護和過流報警等功能。本項目中采用軟件Win-SIMOCODE-DP/Professional通過RS232口根據(jù)選用的型號、機旁與遠端控制切換、啟動、停止運行、控制和通訊數(shù)據(jù)類型等現(xiàn)場實際要求對SIMOCODE進行組態(tài)。使用PCS7-FB SIMOCODE-DP集成到PCS7中實現(xiàn)可視化監(jiān)控的目的。在使用時應注意同時使用RS232對

16、SIMOCODE進行設置時，Profibus DP通訊的狀態(tài)。如果兩種通訊同時進行可能回導致RS232口通訊的中斷影響通訊質(zhì)量。通訊PCS7-FB SIMOCODE-DP的版本應與PCS7版本相對應，否則安裝后無法找到相應的CFC功能塊。F、 ET200系列（遠程I/O站）、EM277（S7-200標準Profibus接口模塊）由于節(jié)省成本、操作簡單、通訊穩(wěn)定等特點在現(xiàn)場已經(jīng)得到廣泛的應用，在這里就不再重復了。（2） Profibus PA 通訊：Profibus PA是適用于過程自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線。采用擴展的Profibus DP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸?？偩€可將自動化系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)與壓力

17、、溫度和液位變送器等現(xiàn)場設備連接起來，用來替代420mA的模擬技術。不僅能夠讀取大量的信息，還能實現(xiàn)儀表的遠程維護。由于Profibus PA傳輸技術采用總線供電方式，并可通過DP/PA LINK將PA設備集成到DP網(wǎng)絡中，因此安裝使用十分方便，同時節(jié)約大量敷設信號電纜的成本。本項目中使用了兩種西門子PA總線儀表：SITRANS P（壓力變送器）和SITRANS F（電磁流量計）,共60塊。網(wǎng)絡由DP/PA-LINK、三通接頭、終端電阻構(gòu)成，波特率選擇31.25bit/s。在調(diào)試過程中，只需對DP/PA-LINK、PA總線儀表的站地址進行設置便可實現(xiàn)對儀表的監(jiān)控。由于PA傳輸技術采用總線供電方

18、式（SITRANS P ），因此能量較小，總線上的設備數(shù)量也受到限制。在本項目中，最遠距離的PA總線長度為300m共連接PA總線儀表數(shù)量14塊，運行十分穩(wěn)定。四、 項目中應用到的PCS7可選軟件包：1、 SIMATIC PDM：SIMATIC PDM（Process Device Manager）是西門子公司專門針對組態(tài)、調(diào)試、維護現(xiàn)場設備的實際需要而設計開發(fā)的軟件包。通過SIMATIC PDM可實現(xiàn)地址設定、量程設定、實際值監(jiān)控、狀態(tài)診斷等功能。目前SIMATIC PDM已經(jīng)兼容了100多家廠商的1000多種產(chǎn)品。此軟件支持Profibus、HART等多種通訊協(xié)議，工程師可以在ES站上通過網(wǎng)絡的路由功能輕松的完成對現(xiàn)場設備的組態(tài)、調(diào)試和維護。2、 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?？蛻舳藷o須安裝WINCC應用程序，所有WINCC應用都位于服務器上，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，滿足當前對現(xiàn)代化DCS系統(tǒng)的基本要求。同時只需要交少的軟硬件配制就可同時滿足50個操作員站