- 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(shí)驗(yàn)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(yàn)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(shí)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(shí)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(xiǎn)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(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)化編程的實(shí)現(xiàn)是多方面的，首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙編制各系統(tǒng)的點(diǎn)號表（用EXCEL表格）；再根據(jù)點(diǎn)號表編制STEP7符號表（SYMBOL）；再根據(jù)點(diǎn)號表找出各控制設(shè)備的輸入/輸出點(diǎn)號，據(jù)此定義下列STEP7使用的點(diǎn)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(diǎn)號和中間線圈點(diǎn)號編制各控制設(shè)備的手動程序；最后根據(jù)設(shè)計(jì)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(shí)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�？蛻舳藷o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(shí)現(xiàn)辦公室與現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實(shí)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(shí)現(xiàn)，所以安全性是必須考慮的問題。
五、 項(xiàng)目中的難點(diǎn)：
由于華新水泥項(xiàng)目中使用了大量的Profibus通訊，且第三方設(shè)備較多。最初十分擔(dān)心設(shè)備的混合通訊以及現(xiàn)場設(shè)備間的相互干擾。但在實(shí)際使用過程中，深刻的體會到現(xiàn)場總線技術(shù)所帶來的方便。同時也感覺到西門子PCS7的開放性對華新水泥過程控制系統(tǒng)項(xiàng)目的幫助。由于第三方設(shè)備較多，因此使用大量的自編寫的CFC功能塊，但是正是由于PCS7的開放性能夠?yàn)檫@些CFC功能塊生成相應(yīng)的BlockIcon、FacePlate、報(bào)警信息等DCS系統(tǒng)所必須的功能；不僅第三方設(shè)備可以這樣處理，一些比較復(fù)雜的工藝過程也采用了同樣的方法，取得了滿意的效果，得到分公司生產(chǎn)維護(hù)人員的好評。在通訊調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，調(diào)試設(shè)備通訊時應(yīng)注意系統(tǒng)的接地，通訊電纜的短路，系統(tǒng)的等電位等因素都會導(dǎo)致系統(tǒng)總線的癱瘓。
六、華新水泥應(yīng)用SIMATIC PCS7的項(xiàng)目情況
（近年投運(yùn)窯生產(chǎn)系統(tǒng)以SIEMENS的PCS7+CEMAT為主）
宜都公司1#窯及2#窯----------PCS7 V5.2
（一期于2003年2月，原為PCS7 V5.1采用SYBASE數(shù)據(jù)庫；
二期于2005年9月，使用PCS7 V5.2，將原一期同步升級，均采用SQL數(shù)據(jù)庫）
陽新公司1#窯及2#窯----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0
（一期于2004年3月，
二期將于2006年9月投運(yùn)，并將一期項(xiàng)目合并，）
恩施公司----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0
（2004年9月）
武穴公司1#窯----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0
（2005年4月）
西藏公司----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0
（2005年7月）
蘇州金貓8#窯----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0
（2005年9月）
武漢粉磨站----------PCS7 V6.0 + CEMAT V6.0
（2006年3月）
云南昭通公司----------PCS7 V6.1 + CEMAT V6.1
（2006年5月）
黃石公司4#窯----------PCS7 V6.1 + CEMAT V6.1
（2006年6月，原為ABB系統(tǒng)，后改造）
襄樊公司----------PCS7 V6.1 + CEMAT V6.1
（2006年7月）
七、CEMAT系統(tǒng)
1）CEMAT系統(tǒng)介紹
CEMAT是英文CEMent AuTomation的縮寫，CEMAT軟件包是西門子公司專門為水泥行業(yè)開發(fā)的水泥控制系統(tǒng)。它是一個集成化的標(biāo)準(zhǔn)軟件，具有多個專門用于水泥工廠過程控制優(yōu)化的功能塊，具有簡潔的顯示方式，不需附加另外的專家系統(tǒng)就可完成組態(tài)和參數(shù)設(shè)置。該軟件包集成于PCS7系統(tǒng)，在PCS7集成的功能上增加了針對水泥工程的工程操作、故障診斷及聯(lián)鎖等功能塊，是具有獨(dú)特的、開放式的接口及經(jīng)濟(jì)的解決方案。
CEMAT系統(tǒng)在啟動之前可獲得整個系統(tǒng)詳細(xì)的狀態(tài)報(bào)告，不會出現(xiàn)任何不合理的驅(qū)動系統(tǒng)或組的啟動，該系統(tǒng)采用似然性邏輯，不會發(fā)生不合理的路由選擇。操作員可輸入每個單獨(dú)事件的注意事項(xiàng)，并由其他操作員讀取。CEMAT系統(tǒng)采用集成的全局?jǐn)?shù)據(jù)庫和統(tǒng)一的組態(tài)工具，即SIMATIC程序管理器。在項(xiàng)目管理上，SIMATIC程序管理器從系統(tǒng)硬件和水泥生產(chǎn)工藝兩個視角，同時進(jìn)行管理。這兩個視角在程序管理器中分別稱為標(biāo)準(zhǔn)分級(Standard Hierarchy)和工藝分級(Plant Hierarchy)。其中標(biāo)準(zhǔn)分級主要管理系統(tǒng)的硬件，而工藝分級主要管理水泥工藝過程，它將整個水泥廠按工藝過程的要求，分為各個子系統(tǒng)，按水泥廠的實(shí)際結(jié)構(gòu)采用分層的形式將各個子系統(tǒng)映射到控制器上。與傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)的模塊相比，CEMAT系統(tǒng)的組態(tài)直接面向水泥工藝過程，且模塊的I／O參數(shù)數(shù)量較少，工程與組態(tài)非常容易，可以顯著減少編程錯誤，同時可以大大避免系統(tǒng)中資源的浪費(fèi)。
2）CEMAT系統(tǒng)功能
水泥行業(yè)的基礎(chǔ)自動化控制除了常規(guī)的電機(jī)控制、儀表信號監(jiān)控外，還具有一些的特殊要求。如設(shè)備的成組控制（包括組啟動、組暫停、組停止），兩路閥的控制等，不同方式對同一控制設(shè)備有不同的啟停要求。CEMAT軟件具有多個水泥工程的專用功能塊，可以方便的實(shí)現(xiàn)各種功能的控制。用戶可根據(jù)控制要求連接相應(yīng)的管腳實(shí)現(xiàn)控制。對于每個功能塊均可使用在線查找?guī)椭Ｒ韵陆榻B了常用的功能塊的功能及應(yīng)用：
1）組（GROUP）功能塊的應(yīng)用：在CEMAT中特有的組（GROUP）功能塊，可用于輸送系統(tǒng)成組順序啟動；可方便的實(shí)現(xiàn)組啟動、組單步（本組設(shè)備單機(jī)啟動）、組暫停、組停止以及組間啟停聯(lián)鎖。在實(shí)現(xiàn)輸送系統(tǒng)或磨機(jī)順序控制時，編程簡單，動作可靠。
2）DAMPER功能塊的應(yīng)用：可用于切斷閥、調(diào)節(jié)閥、雙向電機(jī)的控制，有模擬量和數(shù)字量控制輸出。常用于風(fēng)機(jī)入口閥門、兩路閥等的控制。
3）ROUTE功能塊的應(yīng)用：主要用于順控路徑的選擇，如生料入窯/倒庫選擇、熟料入庫選擇等。
4）單向電機(jī)（Unidirectional Drive）功能塊應(yīng)用：用于單向電機(jī)的手/自動控制，有外部速度信號及電流信號監(jiān)控，適用多種電機(jī)設(shè)備的控制，如皮帶電機(jī)（有速度開關(guān)信號監(jiān)控聯(lián)鎖）、破碎電機(jī)（可設(shè)定電機(jī)電流監(jiān)控聯(lián)鎖）。
5）測量（Measuring value）功能塊的應(yīng)用：模擬量信號監(jiān)控，該功能塊多與CH_AI塊聯(lián)合使用，可在線更改輸入的模擬量信號的量程。
6）功能塊的應(yīng)用舉例：在以下一個原料入配料倉組的程序中，應(yīng)用了組（GROUP）、路徑選擇（ROUTE）、三通閥（DAMPER），單相電機(jī)（收塵風(fēng)機(jī)、皮帶輸送機(jī)）功能塊。整個程序結(jié)構(gòu)清晰，調(diào)試方便。
CEMAT系統(tǒng)有一個專門針對水泥行業(yè)開發(fā)的特征模塊數(shù)據(jù)庫，通過它能知道怎樣去運(yùn)作一個水泥廠，怎樣通過診斷將故障停機(jī)時間降到最低，以及怎樣將電動機(jī)、節(jié)氣閥、傳送帶和工廠的測量結(jié)果互相結(jié)合起來。CEMAT系統(tǒng)還集成了CEMAT-KCS回轉(zhuǎn)窯優(yōu)化控制系統(tǒng)和CEMAT-MCS磨機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)
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