西門子PCS7系統在潞安集團煤化工產業的應用

［摘 要］隨著潞安集團產業的延伸，企業信息化也被賦予了新的內涵，化工企業集散控制系統是企業的核心，是自動化生產的控制中心，西門子PCS7系統，是新一代的DCS系統，他兼容了傳統PLC與DCS系統的優點，在潞安集團得到了很好的應用。

［關鍵詞］西門子 信息化 PCS7 DCS系統

隨著潞安集團信息化建設的推進，企業信息網已經原來的煤礦監測監控系統，發展為立體化的信息網絡，更加入了煤化工產業的儀表集散控制系統（DCS系統），并將相關信息經OPC通訊，匯入企業調度網絡。

目前潞安集團DCS系統有霍尼韋爾TPS系統、FOXBORO系統、西門子PCS系統以及日本橫河及愛默生的部分控制系統等。西門子PCS7系統是由西門子S7-200、300、400系統逐步開發形成的。PCS7系統中的“7”是由于組成PCS7 系統中的控制器都是由西門子S7 系列的PLC 組成，因此叫做PCS7 系統。

PCS7系統具有以下特點：1、系統完整且開放靈活；2、100MB ETHERNET TCP/IP；3、集成現場總線技術PROFIBUS；4、全局關系數據庫：SQL Server；5、具備較強的診斷功能，不僅提供系統診斷，而且提供智能設備診斷；6、組態軟件豐富并使用方便；7、控制器采用多任務處理器，同時實現大量復雜回路控制和快速邏輯控制。

PCS7系統完全具備其它DCS系統的功能，并且對邏輯與回路二者的處理能力都得到提高，控制器運算速度更快。PCS7系統可以根據用戶需求量身定做，對于小的項目，可隨心選擇最小配置，軟件和硬件都可以靈活選擇。PCS7系統所配控制器只能在西門子s7-400系統中運行。這些高性能的PLC控制器，集成了PROFIBUS-DP及MPI等接口，速度更快，通訊及數據處理能力更高，保證了系統的可靠運行。利用在線更改組態配置(CiR)功能，單個CPU即可在線更改系統配置，使用H型冗余控制器，可以保證一對冗余控制器同時運行，在更改組態配置后，首先，在一個控制器上下裝系統，然后啟動另一個控制器，程序及狀態自動保持同步。利用遠程站ET200M的功能，減少了系統布線的數量。

PCS7系統的組態軟件，延襲了西門子PLC系統的step7和wincc軟件，經過集成后，增加冗余配置和強大的CFC（功能塊）的功能，使用組態更加方便，與其它DCS系統的組態可以媲美。組態可根據個人習慣，基本拋開了原來step7編程中使用STL類似匯編語言的復雜編程，而可以用圖形的拖放，輕松地完成系統組態，在使用熟練后，利用CFC強大和功能齊全的功能塊，加上SFC功能，完成順序控制功能，組態后，系統CFC功能塊將自動顯示在操作畫面上，使人感到一種非常的輕松，PCS7系統眾多的軟件功能塊，有序而穩定的結合在一起，凝聚眾多西門子軟件開發人員的

心血。

PCS7系統簡單結構如下：

從操作站OS，到工程師站ES，到控制器AS，以及OS服務器，到電源及I/O，都可以實現冗余，保證系統安全。PCS7系統的協議包括TIP/IP的以太網協議以及PROFIBUS等協議，從操作站到控制器，以及OS服務器，可以組成冗余光纖環網形式的快速以太網。從控制器到現場儀表遵循PROFIBUS協議，PROFIBUS是國際標準IEC61158的組成部分，PROFIBUS協議采用了ISO/OSI模型的第一層、第二層和第七層。從用戶的角度看，PROFIBUS提供了三種通訊協議類型：DP、FMS和PA。其中，PROFIBUS-DP使用了第一層和第二層，這種結構保證了數據高速傳送，特別適合可編程控制器與現場儀表的通訊。PROFIBUS-PA使用擴展的PROFIBUS-DP協議進行傳輸，主要用于本質安全儀表通訊和通過總線對現場儀表供電，通過DP/PA耦合器很容易將PA設備集成到PROFIBUS-DP網絡中。

西門子PCS7系統的WINCC的全部功能被完全并有機的組合在一起。WINCC為從單用戶系統到具有冗余服務器的分布式多工作站系統，以及具有WEB客戶端的跨區域的解決方案，提供了基于Windows2000和XP的完整的操作和監控功能。WINCC的基本系統包括九大部件：

（1）變量管理器。變量管理器管理WINCC中所使用的外部變量、內部變量和通訊驅動程序；（2）圖形編輯器。它主要用于設計各種圖形畫面；（3）報警記錄。負責采集和歸檔報警信息；（4）變量歸檔。負責處理測量值，并長期存儲所記錄的過程值；（5）報表編輯器。提供許多標準的報表，也可以設計各種格式的報表，并按照預定的時間打??；（6）全局腳本。是系統設計人員用ANSI-C及VB編寫的代碼，以滿足項目要求；（7）文本庫。編輯不同語言版本下的文本信息；（8）用戶管理器。用來分配、管理和監控用戶對組態和運行系統的訪問權限；（9）交叉引用表。負責搜索在畫面、函數、歸檔和消息中使用的變量、函數、OLE對象和ActiveX控件。

WinCC 是SIMATIC PCS 7 過程控制系統及其它西門子控制系統中的人機界面組件。PCS7里的Wincc為PCS7做了一定的修改、裁剪和添加。PCS7中的WinCC需要經常使用Picture tree manager ，OS project editor和Faceplate Designer，而且有用于運行系統的腳本標準函數，而在 WinCC中，不用或很少用這些編輯器，也不具有這些腳本函數。在PCS7.0中，wincc是V6.2的，但是沒有Menus and toolbars 編輯器；而普通WinCC 有，能做菜單和工具條。wincc是PCS7上位組態的核心軟件，在PCS7中西門子對wincc做了很多的擴充，配了很多的其他輔助軟件。

總之，西門子PCS7系統通過自定義CFC功能塊，優化了控制系統，提高了生產效率，在潞安集團煤化工產業及硅產業鏈中運行穩定。