西門子CPU模塊6ES7368-3BF01-0AA0技術(shù)詳解

    系統(tǒng)包括操作級(jí)與過程級(jí)，操作級(jí)包括傳統(tǒng)控制功能，如操作與監(jiān)視，歸檔與信息記錄，趨勢與報(bào)警，回路與邏輯控制功能在相應(yīng)的過程站中執(zhí)行。

    做為過程級(jí)是由一個(gè)或幾個(gè)過程站組成，每個(gè)過程站由AC800F和擴(kuò)展I/OS800單元組成。過程站CPU可以配置為冗余或不冗余系統(tǒng)，系統(tǒng)具有各種I/O模塊與現(xiàn)場各種類型過程信號(hào)相連接。

    系統(tǒng)提供了兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線。過程站總線PROFIBUS-DP通信:用于現(xiàn)場I/O數(shù)據(jù)通信，具有較高的安全性與較強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。

    DigiNetS系統(tǒng)總線:（Ethernet）用于過程級(jí)與操作級(jí)，通信傳輸介質(zhì)可以選擇同軸電纜或光纜。

    該系統(tǒng)配備了一個(gè)工程師站和兩臺(tái)操作員站：工程師站使用工控PC機(jī)作為工程師站（也可使用便攜機(jī)作為調(diào)試設(shè)備）；系統(tǒng)操作員站運(yùn)行在工業(yè)PC機(jī)上，全中文DigiVis軟件包基于MSbbbbbbsNT平臺(tái),其圖形操作接口增強(qiáng)了系統(tǒng)的使用與操作，此外，還可以提高PC機(jī)的外部設(shè)備指標(biāo)如顯示器、打印機(jī)、鼠標(biāo)及鍵盤等使系統(tǒng)操作更方便，該控制系統(tǒng)在一臺(tái)PC機(jī)上完成操作與監(jiān)控，系統(tǒng)可擴(kuò)展至100個(gè)操作員站和100個(gè)過程控制站。

    具體系統(tǒng)構(gòu)成圖見附頁。

    3.新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展：

    1）開放的現(xiàn)場總線技術(shù)：

    雖然該項(xiàng)目暫時(shí)沒有用現(xiàn)場總線型現(xiàn)場儀表，為了利于用戶今后的發(fā)展，我們預(yù)留了總線硬件接口。在軟件方面ABBAC800F控制器ProfiBus模板支持DPV1標(biāo)準(zhǔn)，與純DP標(biāo)準(zhǔn)模件相比增加了對(duì)儀表的組態(tài)能力，這樣我們無須安裝各種儀表的專用組態(tài)軟件，僅導(dǎo)入每個(gè)儀表的設(shè)備參數(shù)文件（GSD文件），就可以實(shí)現(xiàn)在統(tǒng)一的系統(tǒng)編程軟件下對(duì)所有PA標(biāo)準(zhǔn)的儀表的參數(shù)編程組態(tài)的功能，該功能有效節(jié)省軟件成本，提高工程組態(tài)的效率。

    2）高效總線設(shè)備編程模板技術(shù)：

    該軟件具有模板生成能力。根據(jù)工藝要求，我們?yōu)槠渲谱髁恕俺炭嘏披}"、“流量積算"、“手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換"、“風(fēng)機(jī)控制"、“電磁閥控制"等功能模板，在以后的編程中可以直接調(diào)用這些功能模塊，提高了編程效率；

    該軟件在ProfiBusPA的現(xiàn)場儀表組態(tài)應(yīng)用中，可以從ABBInternet網(wǎng)上下載一種編程模板，該模板是依具ProfiBusPA行規(guī)及各廠家儀表參數(shù)手冊(cè)編制生成的模板程序文件，用戶僅僅將該模板導(dǎo)入到實(shí)際項(xiàng)目文件中，通過交互式對(duì)話框填寫參數(shù)實(shí)現(xiàn)儀表的參數(shù)組態(tài)，無須從設(shè)備的低層編程。

    3）開放的控制功能：

    該系統(tǒng)控制器采用RISC處理器芯片，程序采用任務(wù)運(yùn)行方式，每個(gè)任務(wù)都可以設(shè)定運(yùn)行的周期和運(yùn)行優(yōu)先級(jí)。所以既可以滿足復(fù)雜調(diào)節(jié)回路控制要求（一般要求控制周期較長），又可以滿足快速電氣開關(guān)量控制，從而一個(gè)控制器就可以覆蓋工廠所有環(huán)節(jié)控制要求。

    編程時(shí)我們預(yù)留了大量的用戶自定義的控制功能塊，根據(jù)今后生產(chǎn)的需要，用戶可以自己添減功能，而IEC61131-3編程標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，使用戶只要有一些基礎(chǔ)知識(shí)，很快熟悉該系統(tǒng)編程。

    所以雖然該工程既有復(fù)雜的回路調(diào)節(jié)，又有較高的邏輯控制要求，我們只配了一個(gè)過程控制器及滿足了全部要求。達(dá)到了用戶滿意的效果，了工藝過程的全部要求。

    4）系統(tǒng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫技術(shù)：

    系統(tǒng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫核心技術(shù)即“分散存儲(chǔ)，全局管理"。系統(tǒng)編程軟件僅為項(xiàng)目生成一個(gè)項(xiàng)目文件，雖然每個(gè)控制器均開辟一定空間作為數(shù)據(jù)變量存儲(chǔ)區(qū)，但在系統(tǒng)編程軟件上僅為一個(gè)全局系統(tǒng)變量表操作員站與過程站之間的數(shù)據(jù)交換無須數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換編程為直接存取，變量的修改與檢查也是系統(tǒng)全局，系統(tǒng)的過程站與操作員站的組態(tài)為一套軟件。整個(gè)工程自控部分的安裝調(diào)試開車只用了兩、三個(gè)月的時(shí)間，這是一個(gè)很重要的因素。

    5）開放的TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)技術(shù)：

    在操作員站、工程師站、和過程站之間我們采用以太網(wǎng)的方式：AC800F控制器系統(tǒng)通訊模板為標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議以太網(wǎng)模件，這樣使系統(tǒng)無須增加設(shè)備可以與工廠局域網(wǎng)連接，由于系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)OPC數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)與各種第三方數(shù)據(jù)庫或軟件的數(shù)據(jù)交換將更加容易。

    6）系統(tǒng)易于擴(kuò)展，系統(tǒng)軟件無資源限制，用戶今后如果需技術(shù)改造，新增加控制點(diǎn)、過程站，工程師站軟件無須從新購買，編程時(shí)僅在原項(xiàng)目文件項(xiàng)目樹下添加幾個(gè)資源即可，方便了用戶今后的長遠(yuǎn)發(fā)展。

    7）中文界面：系統(tǒng)菜單，操作面板，系統(tǒng)字符表及系統(tǒng)提示信息為中文；

    4.工藝過程的實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行效果：

    根據(jù)其工藝過程將流程圖畫面分為:“I、II效"，“III、IV效"“出鹽"三幅工藝流程圖畫面；在畫面中我們制作了“鹵水流動(dòng)"、“出鹽"等動(dòng)態(tài)，為了避免操作工的視覺疲勞，在畫面里制作了動(dòng)態(tài)軟開關(guān)，水的動(dòng)態(tài)流動(dòng)等在畫面中用軟件邏輯控制，可由操作工根據(jù)需要開關(guān)。

    排鹽在制鹽行業(yè)是一個(gè)關(guān)鍵過程，排鹽時(shí)間和沖洗時(shí)間是控制的關(guān)鍵，我們?yōu)橛脩糁谱髁顺炭嘏披}程序，其排鹽控制邏輯程序在AC800F控制器中實(shí)現(xiàn)，用軟件實(shí)現(xiàn)了程控/手動(dòng)排鹽的邏輯切換，同時(shí)顯示排鹽和沖洗的時(shí)間，為用戶進(jìn)一步探索最佳的排鹽與沖洗方式打下了基礎(chǔ)。

    我們?yōu)椤阿?、II、III、IV效蒸發(fā)罐蒸發(fā)室"等液位和“冷、熱床物料"等溫度進(jìn)行了自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,由于許多調(diào)節(jié)回路的SP值（設(shè)定值）是一個(gè)不確定的數(shù)，需根據(jù)不同時(shí)期的要求不同；在PID調(diào)節(jié)與手動(dòng)/自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)上，我們?cè)O(shè)計(jì)成手動(dòng)時(shí)SP跟蹤PV，自動(dòng)時(shí)根據(jù)切換時(shí)的SP值調(diào)節(jié)工藝過程值，這樣當(dāng)操作工手動(dòng)將工藝過程值調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，切換到自動(dòng)及可立即以這個(gè)工藝值進(jìn)行調(diào)節(jié)。以利于操作人員進(jìn)一步摸索提高生成效率的方法。

    我們還為其制作了“耗蒸汽量、出鹽量"等工藝參數(shù)的累積計(jì)算，可長達(dá)63年的自動(dòng)趨勢報(bào)表和每天自動(dòng)日?qǐng)?bào)報(bào)表，工廠可依具這些報(bào)表數(shù)據(jù)分析生產(chǎn)過程，優(yōu)化生產(chǎn)過程，不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在軟件的設(shè)計(jì)上，操作畫面上我們考慮了多種快捷方式，利于用戶快捷查詢所需要的信息。

    當(dāng)操作員站、工程師站關(guān)閉一臺(tái)或全部關(guān)閉，只要過程站不停，系統(tǒng)不會(huì)停機(jī)；而過程站采用雙機(jī)熱備份的冗余方式，系統(tǒng)接線端子均采用進(jìn)口端子，降低故障率，所以整個(gè)系統(tǒng)安全性很高。

    目前該系統(tǒng)運(yùn)行超過了設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)為30萬噸/年，而運(yùn)行值近60萬噸/年，實(shí)踐證明該系統(tǒng)為用戶提高勞動(dòng)生產(chǎn)力，提高經(jīng)濟(jì)效益作出了貢獻(xiàn)，達(dá)到了用戶滿意的效果。