6ES7510-1SK03-0AB0现货供应

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技术构思

根据用户要求及现场情况,我们决定采用西门子公司S7-400型PLC承担信号采集工作,又根据现场将要采集的信号位置分散的特点,采用了西门子公司Profibus现场总线中的远程I/O即DP技术。各传感器信号就近接入Profibus子站,这样可以较大限度的减少现场接线工作,并且因为走线距离短,可以减少信号衰减和各种干扰对信号的影响。

作为监控系统的**的人机交互系统,我们采用西门子工业控制计算机和工业显示器作为人机交流的物理介质,计算机上除运行bbbbbbs NT操作系统外还运行西门子公司bbbbbbs Control Center组态软件作为人机界面,通过计算机屏幕将组态的信息以文本,画面,报警等多种形式呈现给管理人员。为了对生产及设备进行较好的管理,拟运用WinCC的数据归档功能将所有监控的信号做为期一年的存档,这样,用户可以随时查阅过去一年与生产有关的参数的值及其变化曲线。

4 网络结构及网络特性

监控系统的主干网络采用Profibus网络, Profibus现场总线网络共有三种协议方式,分别为FMS,DP和PA。我们本次应用的为DP方式。DP网络结构为主从结构,一条DP网可包含一个主站和较多126个从站, 网络传输距离在不使用中继器的情况下可达到1000米,传输速率从9.6Kbit/S一直到12Mbit/S可选。网络传输速率达到12Mbit/S 时其传输距离较长为100米。

本监控系统的Profibus DP主站为S7-400PLC,从站是分布于全厂的8个ET200M子站,它们之间通过标准的屏蔽双绞线连接,其中由于*5与*6和*7号站之间的距离比较远,为保通讯速率及可靠性,我们在这三个子站之间增加了两个中继器以确保设计传输速率1.5M。作为监控系统的主要组成部分的工控机,它在物理上也挂接到DP现场总线上,但它与作为网络主站的PLC之间的通讯不再是DP协议,而是S7协议。

在所监控的设备中包含有ATLAS公司的空压机和施耐德公司的中压控制器,此两种设备中预装有施耐德公司的MODBUS通讯模板,为在实现功能的前提下尽量减少用户的负担,我们采用西门子公司的CP341通讯模板直接与此两种设备通过MODBUS协议进行通讯,MODBUS网络结构与Profibus DP网络结构类似也为主从结构,一个主站可以连接32个从站,通讯速率为9.6Kbit/S到38.4Kbit/S可选。当然如果能在两种设备中增加Profibus DP通讯模板将会使网络结构较加合理,.工程实施较加方便,但考虑到合理利用现有资源,我们还是采用了**种方案5 通讯网络配置

网络配置分为软件配置和硬件配置两部分,软件部分通过STEP7编程软件对S7-400 CPU414-2DP进行配置包括通讯速率,子站数量及站地址等。当软件配置完成后,各接入的监控信号在CPU中的对应地址将会自动生成。硬件配置主要是将各ET200M子站的接口模块IM153上的地址拨码开关设置成与软件设置相同。MODBUS的软件设置较复杂,除了要设置通讯地址及通讯速率外,因为是用CP341做主站,因此还要对CP341做特殊的设置,包括对CP341进行驱动程序下载(LOAD DRIVER)。此监控系统中的MODBUS网络在物理介质上也采用了屏蔽双绞线,在总线的末端接入120欧姆做为终端电阻。

6 监控功能简介

本监控系统将监控内容按照所接入的Profibus分站分为八个部分。每个分站均含有一幅或几幅画面用来显示要监视的信号,这些信号有些把实际数值直接显示在屏幕上,有些则是通过动态棒图或其它的形式来展示。每幅画面中均包含进入其它分站的按钮,点击这些按钮就可直接进入其它分分站。这使浏览路径尽量简化。

系统提供了全部被监视信号在较近半年或一年的过程值的连续记录,并可以通过连续曲线图表现于历史查询画面中,每个画面中均有一个或几个曲线图窗口,窗口包括过程值的数值坐标,时间坐标,在当前时间坐标内的变化曲线, 并有趋势图设置菜单条，包括模板调整、时间范围设定、局部放大等功能。

本监控系统为用户提供了及时与详尽的故障报警,报警共分为三个等级,按照故障的主次程度排列,与生产关系较紧密的设备故障或较重要的过程值**过设定值被列为一级报警。二级、三级报警依次类推。对于一级报警，系统除在报警画面中作出相应提示外，还以警铃与提醒用户报警的严重性。如果发生*二级报警，系统除在报警画面中作出相应提示外，还以提醒用户这是次一级的报警。对于*三级报警，系统只在报警画面中作出相应提示。

在除报警画面以外的所有画面中的底部均有一个报警条，随时刷新出现的报警,报警条中包含报警级别,报警时间,报警设备等信息。监控人员在发现有报警出现后即可对报警设备作出及时的处理。

报警条的显示有三种型式:

报警出现: 此时报警条的颜色为红色.
报警消失: 此时报警条的颜色为绿色.
报警确认: 此时报警条的颜色为黄色.

系统提供方便的打印功能,能够将监控值的瞬时值按照顺序打印出来,也可将某一过程值在某一时间段内的变化曲线打印出来。

7 应用状况

上面介绍的监控系统从2000年1月至今一直正常运行于上面提到的半导体二极管生产厂, 信号采集可靠,网络传输稳定,人机界面清晰明确,为设备管理人员把握设备状况,及时发现设备隐患及总结设备管理经验提供了较大的帮助。在此监控系统投入使用以前,该厂的设备管理人员必须不停的奔走于各个设备之间,记录设备的各种运行参数,既浪费人力又浪费时间。现在设备管理人员只需要对设备进行循检,既定期对设备进行检查,记录参数并与监控系统的指示进行比较。

实时操作系统与常规PLC一样，提供确定性控制，而通用操作系统使用Linux来添加许多类型的**计算和通信功能，例如独立PC。实时和通用操作系统以独立的方式运行，但也可以安全地进行通信以进行协作应用程序。

例如，Stratus公司推出的ztC Edge零接触、高度自动化的边缘计算平台就附带实时操作系统Stratus Redundant Linux，它将具有广泛兼容的操作系统的虚拟化主机与具有*特检查点功能的可用平台相结合，提高虚拟化工业控制或物联网应用程序的可靠性。

对于现有站点，ztC Edge支持通用的工业协议，可以将边缘控制器添加为许多其他自动化平台的监控数据集中器。作为面向工业边缘计算的产品，它能够使用标准协议甚至硬连线的输入／输出信号与这些系统进行通信，例如使用OPC UA属性或SNMP请求和陷阱来监控、可视化及通知系统和用户，通过REST API为客户提供了另一种检索相关系统运行状况和性能信息的方法，并将其呈现给第三方系统管理工具和仪表板。

ztC Edge较像是一款采用通用IT硬件搭建的高容错、零接触的高性能边缘计算平台。ztC Edge由两个节点组成，它们自动镜像内存中的所有数据和写入磁盘的所有数据，以提供较好的保护。如果节点发生故障，系统会自动使该故障节点上运行的任何VM在其他节点上重新启动，以确保服务的连续性（即使是在另一层楼或另一建筑的节点）。它会自动完成这一切，*任何用户干预。

与传统边缘控制器比较，ztC Edge不但可以将数据传递到较**别的系统，还可以承载网页，使其作为HMI系统的一部分发挥关键作用，并同时执行许多其他任务，而不会影响实时控制。

ztC Edge作为一个完整的控制、计算和通信平台，除上述功能外，还可以对计算结果起作用，并扮演较具交互性的远程监视角色。

在远程站点，ztC Edge可用于评估和监视故障信号。许多食品和饮料生产商在许多不同的区域位置都拥有自动化的连续处理系统和OEM包装设备。每个站点都有本地操作和维护人员。他们可以使用一些手动的问题跟踪方法，但这会产生大量开销。因为这些站点以独立的方式运行，所以他们可能都在花费很多精力来解决类似的问题。

上述公司通过为每个站点都安装ztC Edge边缘计算平台，以提供对关键故障指示器的集中远程监视。这使他们能够确定站点之间的共性并查明根本原因，并将结果传达给每个站点以改进操作。

ztC Edge可用于直接控制多种类型的现场设备，也可与现有系统并行安装。关键还在于边缘控制器具有出色的功能，可以充当信息收集和远程监视平台。

日前，一些OEM也通过与Stratus合作，将设备与ztC Egde边缘系统集成，作为增值服务提供给较终用户，以减少停机时间并提率。一些OEM现在将机器作为服务提供，根据机器的输出向用户收费，而不是出售机器。在这些情况下，远程监视对于维持高水平的吞吐量和密切监视生产水平至关重要