新一代過(guò)程控制系統(tǒng)SIMATICPCS7

田素娟，梁 文

（1.包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包 頭014000；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包 頭014000）

1 引言

隨著工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)工藝對(duì)控制系統(tǒng)的可靠性、運(yùn)算能力、擴(kuò)展能力、開(kāi)放性、操作及監(jiān)控水平等方面提出了越來(lái)越高的要求，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前過(guò)程自動(dòng)化控制的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，SIMATIC PCS 7過(guò)程控制系統(tǒng)就是在這種形勢(shì)下開(kāi)發(fā)的迎合需求的新一代過(guò)程控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，SIMATIC PCS 7憑借極高的可靠性和優(yōu)越的性價(jià)比成為了新一代DCS系統(tǒng)的典范。

2 SIMATIC PCS 7系統(tǒng)

以包鋼鋼軌生產(chǎn)線為例，舊的生產(chǎn)線全線采用繼電器控制，控制方式落后，控制精度差，沒(méi)有統(tǒng)一的過(guò)程控制系統(tǒng)，生產(chǎn)質(zhì)量受到技術(shù)人員的熟練程度以及技術(shù)水平的影響很大，全線幾乎沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的傳感器，造成產(chǎn)品質(zhì)量差市場(chǎng)受到壓縮，從而面臨生存危機(jī)。2005年公司與德國(guó)西門(mén)子、西馬克以及FEST公司簽訂合同引進(jìn)上述公司的全部技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備建設(shè)了世界最先進(jìn)的百米高速鋼軌生產(chǎn)線，2006年10月全線正式投產(chǎn)，先后為我國(guó)第一條高速鐵路、北京奧運(yùn)會(huì)提供了大量?jī)?yōu)質(zhì)產(chǎn)品，這條線上全部采用SIMATIC PCS 7以及TCS等新一代過(guò)程控制系統(tǒng)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果。下面結(jié)合軌梁廠生產(chǎn)實(shí)際介紹一下該廠使用的SIMATIC PCS 7過(guò)程控制系統(tǒng)，SIMATIC PCS 7是西門(mén)子公司在TELEPERM系列集散系統(tǒng)和S5、S7系列可編程控制器的基礎(chǔ)上，結(jié)合最先進(jìn)的電子制造技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、圖形及圖像處理技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)自動(dòng)化控制理論（圖1），面向所有過(guò)程控制應(yīng)用場(chǎng)合的先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)，百米高速生產(chǎn)線開(kāi)坯軋機(jī)BD1、BD2以及精軋機(jī)CCS全部采用SIMATIC PCS 7，這一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了控制過(guò)程的可視化、自動(dòng)化和簡(jiǎn)單化，使復(fù)雜的控制程序變得簡(jiǎn)單有效，對(duì)操作人員的依賴大大降低，從而節(jié)約了人力資源成本。

圖1 百米高速鋼軌生產(chǎn)線PCS 7系統(tǒng)

3 SIMATIC PCS 7應(yīng)用特點(diǎn)

基于全集成自動(dòng)化思想，SIMATIC PCS 7與PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線有機(jī)地結(jié)合在一起；吸收了各種先進(jìn)技術(shù)，面向工藝；更分散的系統(tǒng)配置，特別適用于分散的過(guò)程控制應(yīng)用場(chǎng)合；系統(tǒng)配置靈活，易于擴(kuò)展；模塊化結(jié)構(gòu)，通用的硬件模塊；強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件，組態(tài)與編程輕松簡(jiǎn)單；豐富的人機(jī)界面產(chǎn)品提高了監(jiān)控與管理的水平。

圖2 傳統(tǒng)與現(xiàn)代控制系統(tǒng)對(duì)比

圖3 全集成自動(dòng)化解決方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，自動(dòng)化控制的概念也發(fā)生著巨大的變化。在傳統(tǒng)的自動(dòng)化解決方案中，自動(dòng)化控制實(shí)際上是由各種獨(dú)立的、分離的技術(shù)和不同廠家的產(chǎn)品來(lái)搭配起來(lái)的，比如一個(gè)大型工廠經(jīng)常是由過(guò)程控制系統(tǒng)、可編程控制器、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、SCADA系統(tǒng)和人機(jī)界面產(chǎn)品共同進(jìn)行控制的。為了把所有這些產(chǎn)品組合在一起，需要采用各種類(lèi)型和不同廠商的接口軟件和硬件來(lái)連接、配置和調(diào)試。全集成自動(dòng)化思想就是用一種系統(tǒng)或者一個(gè)自動(dòng)化平臺(tái)完成原來(lái)由多種系統(tǒng)搭配起來(lái)才能完成的所有功能（圖2）。應(yīng)用這種解決方案，可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少大量接口部件，應(yīng)用全集成自動(dòng)化可以克服上位機(jī)和工業(yè)控制器之間，連續(xù)控制和邏輯控制之間，集中與分散之間的界限。同時(shí)，還可以為所有的自動(dòng)化應(yīng)用提供統(tǒng)一的技術(shù)環(huán)境，這主要包括：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的通信、統(tǒng)一的組態(tài)和編程軟件（圖3）。

基于這種環(huán)境，各種各樣不同的技術(shù)可以在一個(gè)用戶接口下，集成在一個(gè)有全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的總體系統(tǒng)中。工程技術(shù)人員可以在一個(gè)平臺(tái)下對(duì)所有應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)和編程。由于應(yīng)用一個(gè)組態(tài)平臺(tái)，工程就變得簡(jiǎn)單。

[1]張懷勇.西門(mén)子自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)S7和PCS7應(yīng)用實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[2]蘇昆哲.深入淺出西門(mén)子WinCC V6[M].北京：航空航天出版社，2005.