1、自動(dòng)化PCS7系統(tǒng)培訓(xùn),培訓(xùn)主要內(nèi)容,PCS7系統(tǒng)概述 PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PCS7系統(tǒng)組態(tài)到運(yùn)行 PCS7軟件系統(tǒng) 常見故障案例及分析思路,PCS7概述,西門子 SIMATIC PCS 7 系統(tǒng)是現(xiàn)代 DCS 的一個(gè)實(shí)例（分布式控制系統(tǒng)），它采用了當(dāng)前的LAN （局域網(wǎng)） 技術(shù)、西門子 PLC（可編程序控制器）和現(xiàn)場總線技術(shù)。 整個(gè)系統(tǒng)由大量的西門子硬件組件組成，包括儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、模擬和數(shù)字信號(hào)模塊，控制器、通訊處理器、工程師站和操作員站等。所有硬件組件由 PCS 7 軟件工具支持和組態(tài)。 軟件系統(tǒng)高度地滿足了各種工業(yè)場所不同自動(dòng)化任務(wù)的設(shè)計(jì)、組態(tài)和調(diào)試方面的要求,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1.典型

2、的系統(tǒng)配置,OS client,OS client,OS client,Terminal bus,System bus,ES,Redundant OS server,OS server,AS,AS,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ ES ）,2.ES:工程師站 PCS7 ES 提供了強(qiáng)大的組態(tài)工具.例如: .SIMATIC Manager (SIMATIC 管理器）：項(xiàng)目創(chuàng)建、庫創(chuàng)建、項(xiàng)目管理和診斷等。 .PH: Plant Hierarchy(工廠層次）。用于工廠層級(jí)的設(shè)計(jì)。 .HW Config : Hardware Configuration Environment(硬件配置環(huán)境）。用于配置,PCS7

3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ ES ）,CPU、通訊處理器、外圍設(shè)備和現(xiàn)場總線等。 .CFC: Continuous Function Chart(連續(xù)功能圖），用于設(shè)計(jì)庫、自動(dòng)化邏輯、連鎖、算法和控制等。 .SFC: Sequential Function Chart(順序功能圖），用于設(shè)計(jì)順序控制、邏輯和連鎖等。,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ ES ）,.SCL: Structured Control Language(結(jié)構(gòu)化控制語言）。用于編寫算法程序和創(chuàng)建功能塊等 .IEA: Import Export Assistant(導(dǎo)入導(dǎo)出助手），用于生成控制模型、過程標(biāo)簽類型和副本。 .WinCC : Window C

4、ontrol Centre (Windows 控制中心），PCS7操作員界面和可視化。 .Graphics Designer editor(圖形編輯器），圖片、圖形對(duì)象和動(dòng)畫設(shè)計(jì)。,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ ES ）,.Commissioning Wizard(調(diào)試向?qū)В寒?dāng)PC重新啟動(dòng)時(shí)，調(diào)試向?qū)ё詣?dòng)檢測新近安裝的SIMATIC模塊，并一步步指導(dǎo)用戶安裝和配置PC站。 .Configuration Console(配置控制臺(tái)）：使用配置控制臺(tái)可以在Commissioning Wizard(調(diào)試向?qū)В┻\(yùn)行后改變?cè)O(shè)置。用于配置訪問點(diǎn)。 .Station Configurator(站配置器）：顯示PCS

5、7系統(tǒng)中建立的實(shí)際的PC配置,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ ES ）,.Multiproject (多項(xiàng)目）：在SIMATIC管理器中，您可以創(chuàng)建單項(xiàng)目或多項(xiàng)目，一個(gè)多項(xiàng)目可以包含幾個(gè)項(xiàng)目和一個(gè)主數(shù)據(jù)庫。 .Master data library(主數(shù)據(jù)庫）：一個(gè)主數(shù)據(jù)庫是與一個(gè)多項(xiàng)目聯(lián)系在一起的。他不同于其它系統(tǒng)或應(yīng)用專用庫，一個(gè)主數(shù)據(jù)庫是存在于多項(xiàng)目中，并收集多項(xiàng)目使用的所有功能類型。,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（ES）,.Process Object View(過程對(duì)象視圖）：組態(tài)中會(huì)創(chuàng)建許多對(duì)象。過程對(duì)象視圖包含了一個(gè)項(xiàng)目的所有組態(tài)內(nèi)容。可在視圖中顯示這些對(duì)象并進(jìn)行編輯 .SIMATIC NET:調(diào)試向?qū)?/p>

6、，組態(tài)控制臺(tái)和站配置器是SIMATIC NET的接口。 SIMATIC NET是一個(gè)SIMATIC項(xiàng)目中配置網(wǎng)絡(luò)和總線系統(tǒng)的平臺(tái)。,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（AS）,、AS：自動(dòng)化站 一個(gè)自動(dòng)化站可由電源（PS），中央處理器（CPU），通訊處理器（CP）和輸入和輸出模塊組成的。 CPU處理操作系統(tǒng)和程序。PCS7 CPU是從SIMATIC S7 400系列中選擇的。它們通過System/Plant Bus（系統(tǒng)/工廠總線)與,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（AS）,ES和/或OS服務(wù)器進(jìn)行通訊的。AS也有一個(gè)通訊端口通過Profibus DP 與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通訊。 .典型圖例,AS,PS 407 10A,CPU 4

7、16 2DP MPI,DP,CP 443-1,Cp 443-5 Ext.,PS 40S 5A,IM 153-2,DI,DO,AI,AO,System bus,Profibus DP,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（AS）,每個(gè)CPU有一個(gè)System Functions(系統(tǒng)功能，用SFC或SFB表示）所支持的操作系統(tǒng),PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（現(xiàn)場設(shè)備）,3、現(xiàn)場設(shè)備 PCS7系統(tǒng)的一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是：采用現(xiàn)場總線技術(shù)把各種現(xiàn)場設(shè)備和儀表無縫集成于它們的中央控制系統(tǒng)中。西門子公司本身和各種設(shè)備供應(yīng)商提供了多系列遵守Profibus協(xié)議的驅(qū)動(dòng)器、變送器、傳感器和儀表。Profibus支持本質(zhì)安全型儀表，并具有DART

8、和AS模塊接口,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（現(xiàn)場設(shè)備）,.Profibus DP和Profibus PA Profibus DP的設(shè)計(jì)是替代制造自動(dòng)化中傳統(tǒng)的24V并行信號(hào)傳輸，過程自動(dòng)化中4-20mA或Hart模擬信號(hào)傳輸。 Profibus PA協(xié)議集定義了典型現(xiàn)場設(shè)備如測量變送器或定位器的參數(shù)和性能。PA協(xié)議集適用于4-20mA和Hart的模擬量傳輸。 Profibus技術(shù)與傳統(tǒng)的電纜技術(shù)相比較，好處顯而易見。,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（現(xiàn)場設(shè)備）,.用于現(xiàn)場設(shè)備的PCS7組態(tài)工具（PDM） PDM（Process Device Manager 過程設(shè)備管理器）能繼承與PCS7組態(tài)中，或作為單機(jī)控制臺(tái)使用

9、。SIMATIC PDM是一種用于現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化組件調(diào)試、維護(hù)、診斷和顯示工具。,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（OS）,4、OS：操作員站 OS可以是指OS服務(wù)器、OS客戶機(jī)、OS項(xiàng)目。 .OS組態(tài) OS組態(tài)是在一個(gè)ES中實(shí)施的。它包含了下列功能：圖形對(duì)象設(shè)計(jì)；SFV（可視化）；數(shù)據(jù)歸檔以及長期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；報(bào)表設(shè)計(jì)；用戶管理；冗余；時(shí)間同步；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視；與其它應(yīng)用軟件連接。,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)總線）,PCS7 系統(tǒng)總線是基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸率為10或100Mbps的工業(yè)以太網(wǎng)。多大1024個(gè)站可以被連接到工業(yè)以太網(wǎng)上。 傳輸媒體可以是： .三同軸電纜（屏蔽同軸電纜） .ITP（Industri

10、al Twisted Pair 工業(yè)雙絞線） .光纜（FOC）,PCS7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（系統(tǒng)總線）,工業(yè)以太網(wǎng)（Optical Switch Modules)和OLM：在一個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，最多可連接3個(gè)OLM,PCS7系統(tǒng)組態(tài)到運(yùn)行,項(xiàng)目組態(tài)完成后，把程序（AS-專用數(shù)據(jù)塊：DB、FC、FB、和OB等）從ES下載到AS中去執(zhí)行。項(xiàng)目的OS部分（OS-專用數(shù)據(jù)：圖片，消息和文件歸檔）被下載到OS服務(wù)器和客戶機(jī)上激活OS項(xiàng)目。項(xiàng)目就處于PCS7運(yùn)行系統(tǒng)的控制之下。,PCS7 軟件系統(tǒng),.基本數(shù)據(jù) PCS7系統(tǒng)的能力與過程對(duì)象、變量和數(shù)據(jù)歸檔的處理有關(guān) 一個(gè)對(duì)象（PO）指的是一個(gè)功能塊（FB)和它的操作面板

11、。下列公式用于近似計(jì)算PCS7系統(tǒng)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)容量。 1個(gè)過程對(duì)象（如電動(dòng)機(jī)，閥門和控制回路）1個(gè)功能塊+操作面板 50個(gè)OS變量,PCS7 軟件系統(tǒng),PCS7系統(tǒng)能力數(shù)據(jù),PCS7 軟件系統(tǒng),.軟件授權(quán) 工程師站（AS+OS）系統(tǒng)容量是根據(jù)過程對(duì)象的數(shù)量標(biāo)定，而OS實(shí)時(shí)運(yùn)行軟件的容量是基于變量的數(shù)目標(biāo)定。軟件包的容量等級(jí)如下表，每一授權(quán)包含了一個(gè)用于512個(gè)變量的歸檔授權(quán)。,PCS7 軟件系統(tǒng),PCS7工程師站和OS運(yùn)行軟件授權(quán),PCS7 軟件系統(tǒng),可以基本的對(duì)512個(gè)變量歸檔授權(quán)進(jìn)行擴(kuò)展,PCS7文件歸檔軟件包授權(quán),常見故障案例及分析思路（故障1）,.二線CP模板故障 連鑄區(qū)PCS7系統(tǒng)構(gòu)成

12、簡圖,傳動(dòng),儀表,OS client,OS client,ES,OS server,OS server,Level two,TMC,變頻器,ET200,ET200,ET200,ET200,recoder,Profibus DP,Ethernet,常見故障案例及分析思路（故障1）,現(xiàn)象：擺剪連續(xù)剪切，框架不移動(dòng)，鑄坯頂擺剪臥坯。 報(bào)警信息：擺剪不具備剪切條件。 處理過程：從PDA分析擺剪偏心軸角度數(shù)據(jù)在上一刀剪切后沒有再變化過，其它擺剪數(shù)據(jù)正常；從程序中分析目前顯示偏心軸角度正好是剪切沒有完成條件，且去檢查現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)偏心軸編碼器有故障燈顯示。CP443-5顯示OK，沒有任何異常。決定先更換編碼器。

13、在更換前，從CP443-5拔下PROFIBUS插頭后，模板狀態(tài)仍沒有變化。開始懷疑模板。將現(xiàn)場編碼器的撥碼開關(guān)撥到水平輥編碼器地址并將PROFIBUS插頭查到相應(yīng)的模板上，模板信息隨插頭插上與拔下顯示有否外部,常見故障案例及分析思路（故障1）,外部故障。此時(shí)斷定偏心軸對(duì)應(yīng)的CP443-5的模板壞。在配合處理臥坯過程中，TMC系統(tǒng)的拉轎機(jī)和夾送輥兩個(gè)系統(tǒng)都不能選本地操作，TMC本身并沒有故障報(bào)警，只有與PLC通訊沒激活報(bào)警。為了節(jié)省時(shí)間當(dāng)時(shí)從傳動(dòng)程序中強(qiáng)制點(diǎn)。儀表PLC的二冷水電動(dòng)閥顯示電氣故障，而確認(rèn)外部并沒有故障。確認(rèn)為內(nèi)部故障造成，重啟儀表PLC故障照舊。后具備更換模板條件后更換該模板，所

14、有故障全部消失，系統(tǒng)恢復(fù)正常。,常見故障案例及分析思路（故障1）,事后分析：一般模板故障都有故障燈顯示，但本次沒有；原來遇到該模板故障只影響到單獨(dú)功能，而本次該模板故障影響到網(wǎng)絡(luò)通訊功能，而且是部分通訊進(jìn)程。,常見故障案例及分析思路（故障2）,現(xiàn)象：生產(chǎn)中結(jié)晶器事故水下來，自動(dòng)出尾坯停澆 處理過程：檢查現(xiàn)場設(shè)備一切正常（當(dāng)時(shí)是S5系統(tǒng)，不熟沒有到PLC 中看模板信息功能），模擬正常開澆生產(chǎn)，后又出現(xiàn)結(jié)晶器事故水下來，自動(dòng)出尾坯停澆。分析為PROFIBUS通訊造成（現(xiàn)PCS7可一次分析出），更換線路后仍有故障發(fā)生，后將線路和兩端插頭同時(shí)更換，故障消除。測試換下的線路一切正常，將新插頭和舊線用上后

15、又影響生產(chǎn)。,常見故障案例及分析思路（故障2）,事后分析：PROFIBUS故障現(xiàn)可以確定故障，但不好分析故障點(diǎn)，確定故障段后應(yīng)將線路與插頭同時(shí)更換，避免事故重復(fù)發(fā)生。逆變器也發(fā)生過類似現(xiàn)象。,常見故障案例分析思路及解決辦法,1，現(xiàn)場原件故障，對(duì)于故障來說，現(xiàn)場線路與設(shè)備由于環(huán)境原因故障率相對(duì)控制系統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)備故障率要高得多，故障發(fā)生后關(guān)鍵是分析故障原因： .報(bào)警信息 .從操作工那里獲得第一手材料 .從故障現(xiàn)象檢查相應(yīng)設(shè)備和線路狀態(tài),常見故障案例分析思路及解決辦法,我現(xiàn)在的解決思路是兩個(gè)： .對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行跟蹤，摸索周期定期更換，可減少故障發(fā)生 .對(duì)相對(duì)可臨時(shí)甩掉或臨時(shí)不影響生產(chǎn)連續(xù)性的部件和設(shè)備，將其進(jìn)行分類，實(shí)行電源分離，保證該類設(shè)備故障發(fā)生不會(huì)影響其它關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行而導(dǎo)致生產(chǎn) 定期檢查、防護(hù)和除塵可大大降低事故的發(fā)生。,常見故障案例分析思路及解決辦法,2，傳動(dòng)故障： 分析：.畫面的報(bào)警信息 .逆變器的報(bào)警信息 處理：從報(bào)警信