6ES7350-2AH01-0AE0接线图形

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一、工程简介
本工程为神华阳光发电有限公司扩建(2×135MW CFB)煤矸石发电项目的工业污水处理系统。系统总装机容量340KW，其中9台潜水泵，单台功率为22KW。2台回流水泵，功率为15KW。实际运行功率228KW，备用功率58KW，不常用功率54KW。
本工程主要处理发电厂产生的混合污水(其中主要为电厂的工业污水和经过生物二级处理后的生活污水)，通过管道输送到调节水池。
控制水平：满足工艺要求的热备系统。系统可以实现全自动控制，要求通过可编程控制器和上位计算机实现。
系统范围：整个系统所有的设备、仪表、电机、阀门等控制对象。

二、污水处理系统总要求
1．处理水量：Q≥400m³/h（其中工业污水：310 m³/h，生活污水：75 m³/h）
2．含油 ： ≤300ppm
3．供水方式：连续供水
4．控制方式：全自动控制

三、工艺流程
1． 污水处理工艺流程：

混凝剂
污水来水格栅调节池污水提升泵气浮池中间水池1污水提升泵
混凝剂
澄清池中间水池2 污水提升泵无阀滤池清水池
2．污泥处理工艺流程：
脱水剂
气浮池、澄清池来污泥污泥池污泥提升泵污泥浓缩器污泥螺杆泵带式压滤机泥饼外运

四、控制系统概述
1．自动控制系统
本污水处理工程的控制系统采用开放式的射线式结构，主要由MCC柜、西门子PLC及闽台研华工控机组成，控制系统图如下：

MCC柜安装在废间里，上位机、PLC柜放在控制室内。MCC柜将动力回路连接到设备，在MCC柜上可以实现对所有控制对象的现场手动控制。PLC柜里安装了控制系统的部分---PLC（可编程控制器），能实现整个系统的全自动控制。上位机是工业级计算机，通过以太网交换机与PLC交换数据，实施系统的远程监视和控制功能。系统中的水箱液位，水泵压力 ，阀门位置，水泵运行、故障等信号，都通过控制电缆一一对应至PLC的输入端。其中电动阀门开、关到位，水泵运行、故障信号等为数字量，水箱液位、流量计等连续变量为4-20mA模拟量。全系统共设有298个数字输入点、44个模拟输入点、146个数字输出点、4个模拟输出点。
2．PLC控制系统
该系统的重要部分是PLC控制系统，它的好坏将关系到整个系统的成败，因此本系统的PLC主要选用的是西门子S7-400H系列模块，它是西门子提供的新冗余PLC，由于它是SIMATIC S7家族的一员，这意味着S7-400H拥有所有SIMATIC S7具有的性。（需要）

根据工艺和业主的要求，PLC控制系统采用的是主、从站结构，由一个主站、三个从站和一个PC站（上位机）组成。用S7-400H系列模块做主站，S7-300系列模块作从站，主站通过PROFIBUS总线电缆和接口模块与从站通讯，这样的构架既保证了PLC系统的性又为用户节省了成本。主站是由一个支持冗余的底板和两套S7-400H系列电源模块、CPU模块、以太网模块组成，模块支持热插拔。从站是ET200M站，ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分布式从站，ET200M从站由一个有源总线模板的导轨、2个IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块（PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块）组成，从站的模块也支持热插拔。（需要）


2．1系统要求：
系统可利用率不 99.9%。
系统精度：输入信号为±0.1%(高电平), ±0.2%(低电平)；输出信号为±0.2%。
抗干扰能力：共模电压为250V；共模抑制比90dB；差模电压为60V；差摸抑制比为60dB。
数据库刷新周期≤1s。
CRT画面刷新周期≤1s(复杂画面≤2s)。
CRT画面及数据对键盘指令响时间≤1s。
从键盘发出操作指令到通道板输出或返回信号从通道板输入至CRT上显示的总时间为2.5s。
控制器工作周期，模拟量控制≤0.25s；开关量控制≤0.1s。
忙时，控制器CPU负荷率≤60% ，操作员站CPU负荷率≤40%。
内部存储器占用容量≤50%，外部存储器占用容量≤40%。
I/O点裕量为15%。I/O卡槽裕量为15%。
PLC内部通讯总线的负荷率≤30%。
电气模拟量输入采样周期≤50ms, 非电气模拟量输入采样周期≤200ms，开关量采样周期≤100ms。
2．2硬件配置：
（1）配备有一个主机架，主机架上有电源模块 PS 407 10A 2块、CPU模块 CPU 414-4H 2块、以太网模块 CP 443-1 2块。CPU模块具有大型的程序存储容量，考虑了40%的备用量，存贮器采用闪存（FLASH RAM）技术；模块上有PROFIBUS-DP主/从接口，可以配置成分布的自动化结构，易于今后的系统扩展。过程控制、监视和用所需的故障诊断等，所有功能设置于可编程控制器内。这些功能包括下列内容: 实时钟和日历、继电器和锁存继电器、过渡触点、计时器、计数器、算术运算、逻辑功能、移位寄存器等。智能化的诊断功能连续监控系统工作是否正常，并记录错误和特殊系统事件。
（2）接口模块采用IM153-2,共6块，用于多机架配置中主机架和扩展机架之间的连接，可扩展多个机架，各机架之间的大距离为10米。
（3）配备有三个机扩展机架，扩展机架上有电源模块、接口模块和信号模块，其中数字量输入模块11块、输出模块5块，模拟量输入模块7块、输出模块1块。数字量输入/输出模块能自动诊断无编码器电源、无内外部辅助电压、模块参数错误、错误、EPROM故障、过程报警信息丢失等；模拟量输入模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、共模故障、短线、测量范围溢出等故障；模拟量输出模块能自动诊断无外部电压、组态参数错误、对地短路等故障。
2．3软件配置：
（1）PLC编程软件是西门子公司新推出的SETP7 V5.3，组态软件选用的是北京三维力控科技有限公司新开发的PCAuto 3.62 SP2。由于是在标准的bbbbbbs操作系统下运行，又有在线帮助功能，学习掌握方便。
（2）口令保护，多机口令保护可以使用户高度、有效的保护其技术秘密，防止未经允许的复制和修改。
PLC控制系统组态图：

3．PC工控机
PC工控机在系统中是PC站，它即可作为工程师站对PLC和组态软件进行编程，编程完毕后，又可作为操作员站监控系统的运行。PC工控机选用的是闽台研华产品，配置为P4/1.7G/40G/256M，三星21”彩显（CRT），PC机上装有（bbbbbbs2000、2002、WORD、EXCEL等基本软件，还装有编程软件SETP7 V5.3、通讯软件SIMATIC NET 6.2和组态软件北京三维力控PCAuto 3.62。工控机系统由1000VA UPS供电，它的232串口通过MPI适配器连接S7-400PLC的编程口。打印机使用是惠普公司的LaserJet 3500 型彩色打印机。
4．网络结构
工厂采用的是联网集中控制,本工程是工厂整个系统控制网络的一个子系统，工业污水处理站控制系统作为整个系统控制网络的一个子站，因此留有满足上层网络要求的软、硬件通讯接口（如以太网和PROFIBUS DP接口）,并提供了联网所需的软件（如通讯软件SIMATIC NET 6.2）和硬件（如以太网交换机）。控制系统网络结构图

工控机和PLC之间采用的是小型工业以太网络，西门子PLC与上位机之间采用的是TCP/IP协议，使用以太网交换机连接PC机和PLC，既可编制程序，还可通讯、监控,并带有OPC接口。系统完成调试投入正常运行后，工控机挂接的以太网，可与任一台装有组态软件，并带有OPC功能的计算机相连接，PLC控制程序的组态和修改也可在业主方水处理系统集中控制网络的工程师站上进行，并通过通讯网络在线下载到工业污水处理控制系统的PLC中，实现整个系统的联网集中控制。
5．PCAuto 3.62软件的主要功能及特性
PCAuto 3.62是北京三维力控科技有限公司的新版组态软件。它的大特点是能以灵活多样的“组态方式”而不是编程方式来进行系统集成，提供了良好的用户开发界面和简洁的工程实现方法，只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大的提高了集成效率。它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，与高的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便的向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，实现与“三方”的软、硬件系统的集成。（需要）

5．1与国内外同类产品相比，PCAuto 3.62组态软件具有以下特点：
（1）全中文、可视化、面向窗口组态开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。真正的32位程序，支持多任务、多线程、可运行于Microsoft bbbbbbs95/98/Me/NT/2000/XP等多种操作系统；
（2）庞大的标准图形库、完备的绘图工具集以及丰富的多媒体支持，使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面；
（3）全新的ActiveX动画构件。包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、多行文本、通用棒图等、使您能够方便、灵活地处理、显示生产数据。
（4）支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；此外特的组态环境调试与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。
（5）简单易学的类Basic脚本语言与丰富的策略构件，使您能够轻而易举的开发出复杂的流程控制系统。
（6）强大的数据处理功能。能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，使您能够在时间获得有关现场情况的手数据。
（7）方便的报警设置、丰富的报警类型。报警存贮与应答，实时打印报警报表，以灵活的报警处理函数，使您能够方便、及时、准确地捕捉到任何报警信息。
（8）完善的机制。允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外，PCAuto 3.62还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，以保护组态的成果。
（9）强大的网络功能。支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构。
（10）良好的可扩充性。可通过OPC、DDE、ODBC、ActiveX等机制，方便地扩展PCAuto 3.62组态软件的功能，并与其他组态软件、MIS系统或自行开发的软件进行连接。
（11）提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理的集成。在整个企业范围内，只使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上方便地浏览与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产信息，包括历史趋势、生产报表等等，并提供完善的用户权限控制。
5．2组态软件的功能
(1)软件功能：主要指软件的要求，它是基于多、多平台、实时性好、开放性好的集成软件包。标准画面和用户组态画面均汉化，汉字符合。
操作员站的基本功能如下：
监视系统内每一个模拟量和数字量
显示并确认报警，并提供操作指导
建立趋势画面并获得趋势信息
打印报表
控制驱动装置
自动和手动控制方式的选择
调整过程设定值和偏置等
设备和网络系统故障诊断和状态监视功能
工程师站的基本功能如下：
程序开发
系统诊断
控制系统组态
数据库管理和维护
画面的编辑及修改
(2)显示功能：具有多窗口的PID图、报警画面、趋势图、指导画面、控制画面、参数修改画面、故障诊断画面、动态画面等各种监视画面。调用任一画面的击键次数不大于3次，任何CRT画面均能在1秒的时间内显示出来。任何操作指令均在1秒或短的时间内被执行。
(3)功能：分别设定操作员和系统管理员的进入口令。在运行环境下，屏蔽WORD2000所有热键，从而锁定系统自由进出。系统受电后自动恢复运行状态。设定操作站的级来保证控制室内操作站与现场人机接口同时操作的性。
(4)历史数据管理：可对所有采集数据任意设定存取间隙和存取方式。
(5)打印报表：可按用户定义的报表格式进行定时、报警和随机打印。
(6)事件记录：事件和内部时钟可按时间顺序区分和管理，并可及时显示和打印。
定期记录包括交接班记录、日报、和月报。对交接班记录和日报，系统在每一小时的时间间隔内，提供400个预选变量的记录。而对月报，则在每的时间间隔内，提供400个预选变量的记录。在每一个交接班后，或每结束时，或每一个月结束时，自动进行记录打印。或根据运行人员指令召唤打印。
系统记录运行人员在水系统集中控制室进行的所有操作项目及每次操作的时间。通过对运行人员操作行为的准确记录，可便于分析运行人员的操作意图，分析事故原因。
(7)监控TAG及调试：采用结构化TAG定义。既可通过TAG定义随时修改每个测点的有效状态、报警管理、历史数据、死区与PLC通讯参数等，同时按修改数据库的TAG值来执行调试操作。
(8)在工程师站上生成的任何显示画面和趋势图等，均能通过网络加载到操作员站。各程控系统PLC控制程序的组态和修改可在网络控制系统的工程师站上进行，并通过网络下载到程序控制系统的PLC中。通过网络，工程师站能调出系统内任一PLC站的系统组态信息和有关数据，还可以将组态的数据从工程师站下载到各PLC站和操作员站。此外，当重新组态的数据被确认后，系统能自动地刷新其内存。
(9)控制操作功能
可按组态通过鼠标画面上的对象进行开关或增减操作。控制系统采用程控、远控、就地控制相结合的方式，对于电动门、气动门、泵、风机等控制对象除了在控制室进行远方控制外，还保留就地操作手段。
在远控手动方式下操作员启停电动机、开关阀门及其它设备时，CRT画面提供操作指导。现场设备故障，影响程控继续，在满足相关约束下，运行人员干预可进行跳步操作。 设备处于就地操作方式时，上位机操作无效。
(10)系统状态显示功能
系统能在系统诊断画面上显示网络系统中的控制设备的运行状态、CPU负载、电源负载、网络通讯负载等诊断信息。设备故障时具有声光报警提示。
5．3画面设计原则
(1)按照工艺流程图设计CRT画面，设有足够的幅数以保证工艺系统和控制对象的完整性及能详细反映所控系统的运行和控制状况。
(2)可显示系统内所有的过程点，包括模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出、中间变量和计算值。
(3)对显示的每一个过程点，以中文显示其标志号（通常为Tag）、数值、性质、工程单位、高低限值等。
(4)运行人员可通过键盘，对画面中的任何被控装置进行手动控制。画面上的设备正处于自动程控状态时，模拟图上反映出运行设备的新状态及自动程序目前进行至哪一步。若自动程序失败，则有报警并显示故障出现在程序的哪一步，且可切换到自动顺序逻辑原理图，显示条件满足情况。
(5 )CRT画面能分别显示系统的工艺流程及测量参数、控制方式、顺序运行状况、控制对象状态，也能显示成组参数。当参数越限报警、控制对象故障或状态变化时，设备符号闪烁进行显示。键盘的操作有触感、有声音反馈，反馈的音量大小可以调整。
(6)采用多层显示结构，显示的层数根据工艺过程和运行要求来确定。多层显示包括功能组显示和细节显示。
功能组显示可观察某一功能组的所有相关信息，可采用棒状图形式，或采用模拟M/A站（功能块）面板的画面，面板上有带工程单位的所有相关参数，并用数字量显示出来。功能组显示包含过程输入变量、报警条件、输出值、设定值、回路标号、缩写的文字标题、控制方式和报警值等。
细节显示可观察以某一回路为基础的所有信息。对于调节回路，至少显示出设定值、过程变量及过程变量曲线、输出值、运行方式、高/低限值、报警状态、工程单位、回路组态数据等调节参数。
(7)报警显示
系统若确认某一点越过预先设置的限值，CRT屏幕显示报警画面，并发出声响信号 。
报警区别于其它级别的报警方式，如采用弹出报警窗并发出不同于其它报警的声响信号。
报警显示按时间顺序排列，新发生的报警显示在报警画面的部，每个报警点可有三个不同的级，并且三种不同的颜色显示该点的Tag，加以区分。
若某一已经确认的报警再一次发出报警时，作为新报警再一次显示在报警画面的部，报警点的标签号颜色的改变能表示出该报警点重复报警的次数。
所有带报警限值的模拟量输入信号和计算变量均分别设置“报警死区”以减少参数在接近报警限值时产生的频繁报警。
在设备停运及设备启动时，有模拟量和数字量信号的“报警闭锁”功能，以减少不必要的报警。启动结束后，“报警闭锁”功能自动解除。“报警闭锁”不影响对该变量的扫描采集。
(8)操作窗口弹出后，可以方便地在窗口内对设备的参数进行修改或改变设备的运行状态，所进行的任何操作均在确认后方可生效。
采用弹出式窗口操作的内容有：仪表、阀门、双项或多项选择开关、泵及马达的启停等。 选择项的设备进行操作时，由闪烁的红色边框（或设备提示符）给予操作人员提示，该操作后可连续操作。
(9)定义一些的功能键用于完成某个操作或快速调出一幅画面，从而简化操作程序，提高操作速度。
5．4监控画面的介绍
本系统的监控操作画面多达20多屏，包括：方便工人操作的监控画面和为软件工程师提供接口的整定画面；形象直观的模拟画面；易于统计抄表的参数画面；便于追查事故原因的历史趋势画面；提供技术分析信息的实时曲线画面等等。
画面分为两大类：操作员画面、工程师画面
操作员画面向操作提供了各种数据、曲线、功能键，显示内容丰富鲜明、操作简捷。系统中画面的组态编制有很多新颖之处，其中模拟画面中九个调节阀的阀位均可以从画面中翻板示意的角度来得知，并在阀旁边给出了三位有效数字（一位小数）的百分开度，形象、准确地反映了现场阀门的实际开度，使操作人员感到熟悉亲切；系统共有四台搅拌机，为了准确反映各搅拌机的运转情况，该画面中设置了搅拌机动态旋转叶片，运转的搅拌机其叶片在旋转，搅拌机停止时无叶片显示，故操作人员可以清晰明了的看到四台搅拌机的运转情况；因搅拌机的转速与变频频率成正比，所以搅拌机中的旋转叶片的转速随变频器的频率大小而改变，频率大时，旋转叶片转速大；频率小时，旋转叶片转速小，动态显示十分逼真；在整个系统管网的各个控制点均有相应的采集数字显示，真实的反映了各个控制点的瞬时值，总之，画面中各大管道走向明了，主体设备位置确切，工作状态形象生动，各种参数“就地显示”，整个系统运行工况集于一屏。
工程师画面：为软件工程师提供了进行系统整定的良好界面，是工程师在调试中进行参数修改和设定的重要环境，也是自控系统的。（需要修改）

操作员站运行监视具有数据采集、CRT画面显示、参数处理、越限报警、制表打印以及各系统PLC参数设置、设备监控、控制逻辑的修改、系统的调试等功能。对控制系统的组态不能影响系统的正常运行。
乙方提供用于控制的所有CRT画面 (包括模拟图、棒状图、趋势图、操作画面、报警画面及操作指导等)，并按照甲方对控制网络的统一要求进行组态。组态软件具有良好的透明性和兼容性，以便于将其集成在集中控制室的操作员站上。乙方提供良好的软件和硬件接口，并无条件满足甲方为实现整体控制方案而要求乙方对其所提供的软件的。
CRT画面能分别显示工艺流程及测量参数、控制方式、顺序运行状况、控制对象状态，也能显示成组参数。当参数越限报警、控制对象故障或状态变化时，以不同颜色进行显示，并有音响提示。乙方按照系统工艺流程图设计CRT画面,设有足够的幅数以保证工艺系统和控制对象的完整性及详细反映出所控系统的运行和控制状况。

Wi: 西门子基于PC 机自动化控制产品，分为Soft PLC 及Slot PL 两种类型。Soft PLC 又分为基本型及实时型两种，它们是bbbbbbs NT 或2000 操作系统下一个运行软件，而Slot PLC 则是插PC 机内板卡式PLC，又分为Slot 412 和Slot 416两种。
IL70: 西门子嵌入式触摸面板工业PC 机。
WinCC: 西门子工业组态软件。
ET200: 西门子S7 系统中远程I/0，或称之为分布式I/0。
PROFBUS: 现场总线。
OPC: 用于过程控制对象链接和嵌入。
本文论述这条纺织生产线是青岛宏大纺织机械有限责任公司新近研制开发产品。该公司是中国纺机行业企业，梳棉机，落筒机，清梳联等是其主要产品。近年来，纺织行业发展，该公司不断开发具备，能与国外产品相新产品。而该生产线正是青岛宏大纺织机械有限责任公司这一、二年来项目，目前正处于优化调试阶段，将于今年底面市，本文论及该生产线时，略去了各设备名称及其主要工艺，主要描述西门子产品该项目上所体现特点，以及作者使用中体会。
该生产线由五种不同类型设备组成，分别称之为A、B、C、D、E。工艺流程。SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 423其中A 为主要设备，该设备停止运行则整个生产线停止生产。而B、C、D、E 等设备则可以纺织厂不同产品工艺要求立运行或停止，B、C、D 设备可以一台运行，也可以两台相同设备同时运行。E 设备则可以有多数量同时运行。电气控制上要求将生产线生产状况实时反映到车间级及厂级管理层，并将生产数据存档。同时要求整个生产线上所有设备运行状态传送到一个操作员站及一个工程师站上实时显示，所有设备工艺参数设置由操作员站完成。另外，生产线上各设备分散距离较远，考虑到设备手动调试时可操作性，要求设备手动调试就近连接操作面板，一旦手动调试停止，即拆除连接操作面板。
选择控制系统时，初有两种设计方案：
种设计方案：
SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 424A 设备选用S7-400 系列PLC，CPU 为CPU412-2DP；C 设备，D 设备选用S7-300系列PLC，CPU 分别为CPU314，CPU315-2DP；B 设备和E 设备选用S7-200 系列PLC，CPU 为CPU224 并带EM277 PROFIBUS 扩展板，将B 设备和E 设备分别作为D 设备智能PROFIBUS 从站。A 设备上S7-400 系统中配置一块CP443-1 工业以太网通讯卡，与工程师站联接，并与车间级及厂级管理层联网。A、C、D 设备及操作员站TP37 用MPI联网，各设备互相之间逻辑互锁及数据交换MPI 网络实现。C 设备，D 设备将生产状况及运行状态传送给A 设备，由A 设备以太网传送给工程师站及管理层网络。同时，B 设备，E 设备PROFIBUS 网络将信息传送给D 设备，D 设备传送给A 设备，并向上一级传送。系统中配置TP37 触摸屏作为操作员站，为各设备设置参数，并显示部分运行数据。A、C、D 设备手动调试利用一个TP170B MPI 网络就近联接各PLC 来完成。
二种设计方案：
SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 425
整个控制系统由PROFIBUS 网络组成。A 设备选用S7-400 系列PLC，CPU 为CPU412-2DP，作PROFIBUS 主站，其自身I/0 由ET200M 组成；C 设备，D 设备，选用ET200M 远程I/0 方式作A 设备PROFIBUS 从站；B 设备和E 设备选用S7-200系列PLC，并配EM277，直接作为A 设备智能从站。A 设备与工程师站联接及与管理层联网方式同方案一，操作员站同样选用TP37。A、C、D 设备手动调试利用一个TP170B 就近联接完成。
种设计方案，各设备控制系统立性较强，可单运行或停止，调试方便，但问题也是显而易见：
1. 数据传送问题
B、C、D、E 各设备信息都A 设备传送到工程师站及管理层网络，B、C、D、E 设备数据传送到工程师站实时性较差。TP37 作为操作员站，同时要与A、C、D 三种设备通讯，同样需要较长数据新周期。
2. 通讯能力问题
C，D 设备选用是S7-300 系列PLC 中CPU314，CPU315-2DP，它们SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 426S7 固定连接数量受到限制，如C 设备，它同时与一个A 设备，两个D 设备，一个TP37 及一个TP170B 连接，这个连接数过了它S7 固定连接数量。可以A设备再与D 设备连接，或建立动态连接等方法来解决问题，但显然不方便。A、C、D 设备之间逻辑连锁控制，如上述两种方法解决，实时性很差，工艺上也是不允许。
3. 互换性较差
用这种方案时，A 设备，两台C 设备，两台D 设备，都有不同MPI 址。生产厂提供设备给纺织厂时，对相同设备CPU 下载不同配置，相同设备之间无法互换，给设备安装及销售管理增加麻烦。
二种方案则解决了种方案所遇到技术问题。C、D 设备是A 设备分布式I/0 站，所有生产信息及运行状态都CPU412-2DP 中，这些设备信息同时传送到工程师站及管理层网络上。TP37 也只和一个CPU 通讯，数据新快，存各设备之间通讯能力问题。同时，C、D 设备PROFIBUS 网上从站址可以直接接口模板IM153 上设置，，C 设备之间或D 设备之间可以互换，设备安装维修方便。这种方案中，C、D 设备依赖A 设备运行才能运行，但本来生产工艺上，当A 设备停止时，C、D 设备就不能运行，，C、D 设备立运行没有必要，仅为设备调试方便，相对而言意义不大。
，二种设计方案也有之处。A、B、C、D、E 各设备信息都一块CP443-1 以太网卡传送到工程师站及管理层网络，存一个数据通讯瓶颈问题，数据交换实时性及速度都受到限制。另外，鉴于TP37 能力，操作员站只能用于参数设置及少量数据显示用，而无法完成数据统计、存档、报表生成等进一步数据处理功能，图形动态显示效果理想。而西门子Wi 产品特点正好解决了这些问题。Wi 仅是一个可编程序控制器，它将自动化控制和人机界面集成一个PC 平台上，进行自动化控制同时，完成大量数据通讯，数据处理及可视化处理。基于上述原因，对二种设计方案进行了改进。，考虑到生产线运行性及稳定性，用Wi 产品中插槽型PLC Slot 412 代替原来S7-400PLC CPU412-2DP，配合使用电源扩展板，并外接24 伏直流电源，使控制系统可立于PC 机操作系统，保证系SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 427统运行高性。其次选用西门子嵌入式触摸面板工业PC 机IL70 作为PC 平台，其集成TCP/IP 以太网口直接与工程师站及管理层联网，另外IL70 上运行WinCC 人机界面软件，使操作员站能完成强大功能。
终设计方案：
Wi Slot 412 作为系统控制器是整个控制系统PROFIBUS-DP 主站，完成设备A、C、D 控制任务。C、D 设备使用ET200M 作为远程分布式I/0 站，直接连接到Slot 412 集成DP 口上。B，E 设备使用CPU224，并配置EM277 PROFIBUS 扩展板作为Slot 412 智能从站，将数据信息传送给Slot 412。电源扩展板上外接24 伏直流电源及后备电池保证PC 机断电情况下，Slot 412 仍能正常工作。
IL70 作为Wi Slot 412 运行平台，同时也作为操作员站，并集成TCP/IP网口与工程师站及管理层联网。IL70 上运行WinCC 人机界面软件OPC 客户机方式从Wi OPC 服务器端存取控制引擎中数据。Wi、WinCC 一个PC平台上，这种数据交换方式速度快，数据量大，实时性好。SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 428
WinCC 作为人机操作接口，完成整个控制系统参数设置及实时数据显示，实现用户提出复杂动画显示功能，并对生产数据及各设备运行状态进行存档，生成报表，提供报警信息以及设备维护信息。
工程师站是一台普通PC 机，以太网与操作员站联接。工程师站上也运行一套WinCC 软件，DCOM 配置，同样以OPC 方式从Wi 存取数据，某些权限比操作员站上高。操作员站上使用了WinCC 工业组态软件，使管理层从该生产线生产信息非常方便。WinCC 具备多种方式进行网上数据交换，如可以运用WinCC 客户机/服务器方式，或WinCC Web 浏览器功能等等，为将来用户厂联网生产管理提供多种选择。
一台移动式TP170B 操作面板，C 或D 设备上ET200M 接口模板IM153 上PROFIBUS 三通接头直接联接到系统PROFIBUS 网上，对网上任何一台C 设备或D 设备进行手动操作，使调试人员能设备边上直接进行手动调试。TP170B 上集成了生产线上所有A、C、D 各设备手动调试画面，一台TP170B 可完成所有设备手动调试工作。
系统控制软件，B、E 设备控制程序由自身CPU224 完成。A、C、D 设备控制程序由Wi Slot 412 完成。其中A 设备中有两路高速计数要求，由两块FM350-1 高速计数模板完成。每个D 设备中有两路压力PID 调节，系统中一共有4 路PID 调节，鉴于Slot 412 高速指令执行速度，用S7 软件PID 功能块就可以满足要求。系统控制软件中一个重要部分是完成用户多种工艺选择要求。纺织厂自己产品工艺要求可以随意组建生产线。如可以只购买A、B、C、D 各1 套设备及若干E 设备组成一条生产线；或购买A、B 及C 设备各1 套，D 设备2 套及若干E 设备组成一条生产线；或购买1 套A 设备，B、C、D 设备各2 套，运行时可自由选择是否开1 套C 设备，或同时开2 套C 设备等等。而生产线生产厂家为保证产品管理统一性，要求只用一套控制软件来完成生产线各种可能配置控制任务。也就是对他们所有纺织厂用户只提供一套控制软件，由用户自己操作员站上设置生产线实际配备。这就出现了一个问题，即控制软件包括生产线大可能配置所有设备控制任务以及
SIEMENS Automation Expert CommunicationA&D Service & Support 429
组态配置，但当某个设备生产线上实际不存时，又保证整个PROFIBUS 网络运行不出现故障。
西门子STEP7 软件提供了一种方法可以用户程序，使PROFIBUS 从站自由从网上断开而不影响主站运行。
，控制程序中，编制组织块OB84、OB86、OB87、OB122，这些组织块系统出现网络故障，或I/0 寻址故障时，由CPU 直接调用。控制程序没有包括这些组织块，当系统网络中有从站断开，CPU 会直接进入停止运行状态。，Slot 412控制程序中装入了OB84、OB86、OB87、OB122。其次，STEP7 提供了一个系统标准块SFC12，利用SFC12，控制程序可以读取DP从站状态，禁止DP 从站或DP 从站。当CPU 启动时，是冷启动或暖启动，系统配置中所有DP 从站被自动。热启动时，DP 从站保持原有状态，即原来是状态则保持，原来是禁止状态则保持禁止。如前所述，生产线控制程序及配置是，也就是配置是生产线可能大配置做，实际设备配置与控制软件中不同，下载后CPU 会出现故障。，生产线按装完成次正常通电时，初始化程序将所有Slot 412 PROFIBUS 从站调用SFC 12 禁止掉，等Slot 412 正常运行后，由操作员操作员站上WinCC 人机界面软件做出实际需要配置。控制程序确认这些配置后，再将存或选用设备一一，以后当CPU 重新启动时就会保持这种配置状态，而再做或禁止工作。以上两个处理，控制系统能任何不同配置下正常工作。
目前，该项目调试正接近尾声，所有控制软件已基本调试完成，并达到了预期目标。这个项目可以发现，PC 机及网络技术工业现场快速发展，基于PC 自动化产品解决了传统PLC 不足之处，它大容量实时数据处理，大容量系统资源，方便网络联接，强大可视化功能，快速指令处理等能力，会使该类产品工业自动化领域中到越来越多应用。