西門子S120電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6SL3120-1TE15-0AA4
采用 SIMATIC PCS 7 維護(hù)站后,,工廠資產(chǎn)管理就無需采用額外硬件或軟件組件,。該維護(hù)站已*集成在 SIMATIC PCS 7 中,它用一個(gè)價(jià)值的工具對(duì)過程控制系統(tǒng)加以補(bǔ)充,,zui大限度降低工廠整個(gè)生命周期內(nèi)的總擁有成本,。
除了過程管理之外,SIMATIC PCS 7 維護(hù)工作站還可為工廠(資產(chǎn))的系統(tǒng)組件提供一致的維護(hù)信息和功能:
工廠操作員可通過操作員站接收全部過程相關(guān)的信息,,一覽過程控制系統(tǒng)的診斷狀態(tài),。
維護(hù)工程師通過 SIMATIC PCS 7 維護(hù)工作站檢查自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件,處理診斷消息和維護(hù)請(qǐng)求,。
借助 SIMATIC PCS 7 維護(hù)站,,維護(hù)和維修人員可以訪問:
過程控制系統(tǒng)組件,如智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和 I/O 模塊,、現(xiàn)場(chǎng)總線,、控制器、網(wǎng)絡(luò)組件和工廠總線,,以及單站,、服務(wù)器和客戶機(jī)等
不直接屬于過程控制系統(tǒng)的資產(chǎn),如泵,、電機(jī),、離心機(jī)、熱交換器(機(jī)械資產(chǎn))或控制回路,。它們用存儲(chǔ)診斷規(guī)則的代理對(duì)象來表示,。
因此,維護(hù)功能和信息可以在與生產(chǎn)無關(guān)的層級(jí)以外使用,。
因此,,工廠操作人員和服務(wù)人員就能夠不斷采取相應(yīng)行動(dòng),例如:
) 在章節(jié)“工業(yè)工作站/IPC,,SIMATIC 機(jī)架式 PC"的產(chǎn)品系列中,,IPC 表示經(jīng)*可以安裝 SIMATIC PCS 7 V8.0 的一種 SIMATIC IPC 型號(hào)。
2) 僅在使用智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或 AssetMon 功能時(shí),,才需要采用
3) 對(duì)于帶有基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線 H1 的工廠,,SIMATIC PDM-FF *
4) 允許通過各 MS Client 啟動(dòng) SIMATIC PDM
維護(hù)工作站服務(wù)器也可作為一對(duì)冗余服務(wù)器來運(yùn)行。必須像冗余 OS 服務(wù)器那樣對(duì)冗余 MS 服務(wù)器進(jìn)行組態(tài),并通過 SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Runtime 軟件對(duì)它們進(jìn)行擴(kuò)展,。
SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Runtime 基本軟件包已包含 100 個(gè)資產(chǎn)變量,。它們可通過用于 100 或 1000 個(gè)資產(chǎn)變量的累積 SIMATIC PCS 7 Maintenance Station Runtime 許可進(jìn)行擴(kuò)展(計(jì)數(shù)相關(guān)許可)。
消息系統(tǒng),、用戶界面,、畫面層級(jí)和操作員提示都按照操作員系統(tǒng)的 HMI 原則進(jìn)行安排。所有資產(chǎn)的診斷數(shù)據(jù)都在統(tǒng)一的面板上顯示,,這些面板的內(nèi)容取決于各個(gè)組件的智能化程度,。這意味著,SIMATIC PCS 7 維護(hù)站的操作十分簡(jiǎn)單和直觀,,無需復(fù)雜的學(xué)習(xí)熟悉過程,。
對(duì)于用電子設(shè)備描述 (EDD) 文件加以描述的所有設(shè)備,SIMATIC PDM 提供了可在維護(hù)站上顯示和進(jìn)一步處理的豐富信息,。在 SIMATIC PCS 7 中使用時(shí),,SIMATIC PDM 可集成到 SIMATIC PCS7 維護(hù)工作站中,向維護(hù)工作站傳送參數(shù)數(shù)據(jù)和診斷信息,。包含 SIMATIC PDM Server 選項(xiàng)的 SIMATIC PDM 也可以從任何 SIMATIC PCS<:hs>7 Maintenance Station Client (MS Client) 打開,,以允許對(duì)由電子設(shè)備描述 (EDD) 集成的設(shè)備進(jìn)行診斷和參數(shù)設(shè)置。從面板視圖可直接打開該選項(xiàng),。為了能夠編輯設(shè)備,,在識(shí)別之后用戶分配有與其角色相應(yīng)的功能權(quán)限。
診斷信息可在單個(gè) MS 客戶機(jī)或組合式 MS/OS 客戶機(jī)上顯示,,診斷顯示的結(jié)構(gòu)按照工廠層級(jí)來安排,,包含 SIMATIC PCS 7 的運(yùn)行狀態(tài)。這些站的面板也會(huì)顯示 SIMATIC PDM 生成的增強(qiáng)診斷信息,。而且,,SIMATIC PDM 也可在特定設(shè)備上打開。不過,,與 HW-Config 結(jié)合使用的增強(qiáng)在線診斷功能只能由同時(shí)作為 SIMATIC PCS 7 的 MS 客戶機(jī)和工程師站的站來調(diào)用,。
SIMATIC PCS 7 維護(hù)站的用戶管理和訪問控制是由集成在 SIMATIC PCS 7 中的 SIMATIC Logon 來完成的。
組態(tài)
SIMATIC PCS 7 維護(hù)站基于通過 SIMATIC PCS7 工程師站進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)時(shí)所生成的應(yīng)用的硬件和軟件項(xiàng)目,。在系統(tǒng)的支持下,,只需按一個(gè)按鈕,所有與工廠級(jí)資產(chǎn)管理相關(guān)的數(shù)據(jù)都可以從該應(yīng)用的項(xiàng)目數(shù)據(jù)中得到,,同時(shí)生成診斷顯示畫面,。操作流程非常簡(jiǎn)單,無需任何其它組態(tài)工作:
生成應(yīng)用的硬件和軟件項(xiàng)目
可選功能的參數(shù)設(shè)置
使用項(xiàng)目中存在的所有組件由系統(tǒng)生成診斷顯示,,包括符合項(xiàng)目硬件結(jié)構(gòu)的畫面層級(jí)。
編輯組態(tài)數(shù)據(jù),并下載到隨后用于測(cè)試和調(diào)試的操作員站和維護(hù)站上,。
已經(jīng)導(dǎo)入的圖片,、圖標(biāo)等的名稱可以性地更改,以用于今后的維護(hù)項(xiàng)目,。
符合標(biāo)準(zhǔn),、規(guī)范和建議
通過 SIMATIC PCS 7 維護(hù)站進(jìn)行工廠資產(chǎn)管理時(shí),一定要符合標(biāo)準(zhǔn),、規(guī)范和建議,。資產(chǎn)管理符合以下文件中定義的 NAMUR 要求(化工和制藥行業(yè)的過程控制標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)),這些要求是為工廠級(jí)資產(chǎn)管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)消息系統(tǒng)定義的:
NAMUR 建議書 NE91(工廠級(jí)資產(chǎn)管理系統(tǒng)的要求)
NAMUR 建議書 NE105(針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備集成到工程組態(tài)工具中的要求)
NAMUR 建議書 NE107(來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)消息“設(shè)備故障",、“維護(hù)要求",、“功能檢查")
另外,它除了符合用電子設(shè)備描述語言 (Electronic Device Description Language,,EDDL) 描述設(shè)備的 IEC 61804-2 標(biāo)準(zhǔn),,還符合 PROFIBUS & PROFINET 組織 (PI) 定義的技術(shù)規(guī)范,如:
西門子S120電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊6SL3120-1TE15-0AA4
電動(dòng)執(zhí)行器直接數(shù)字控制
調(diào)節(jié)閥又稱為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),,它和執(zhí)行機(jī)構(gòu)一起構(gòu)成執(zhí)行器,,是過程控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分。它依據(jù)來自調(diào)節(jié)儀表的控制信號(hào)而改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出的角位移或直線位移,,并通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變被調(diào)介質(zhì)的流量,,保持生產(chǎn)過程滿足預(yù)定的要求。 按照能源形式的不同,,執(zhí)行器分為電動(dòng)執(zhí)行器,、氣動(dòng)執(zhí)行器和液動(dòng)執(zhí)行器。其中,,氣動(dòng)和電動(dòng)執(zhí)行器應(yīng)用廣泛,,且電動(dòng)執(zhí)行器的使用比例亦越來越大。 在以電動(dòng)執(zhí)行器作為最終執(zhí)行裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)中,,傳統(tǒng)的方法是以調(diào)節(jié)儀表輸出的模擬信號(hào)去控制電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作,。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,人們也是將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后再去控制電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作,。實(shí)際上,,不管是用普通繼電器來實(shí)現(xiàn)的有觸點(diǎn)開關(guān)信號(hào)還是用可控硅或固態(tài)繼電器來實(shí)現(xiàn)的無觸點(diǎn)開關(guān)信號(hào),由調(diào)節(jié)儀表輸出的模擬信號(hào)加到伺服放大器進(jìn)行比較放大后,,最終加到執(zhí)行器電機(jī)上的仍然是開關(guān)信號(hào)(數(shù)字信號(hào)),,如圖1所示。 
圖1 傳統(tǒng)方法控制框圖 能否去掉中間環(huán)節(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)和伺服放大器,,而直接由計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)去控制電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作呢,?回答是肯定的,。圖2是伺服放大器的工作原理圖。 
圖2 伺服放大器原理圖 當(dāng)輸入端有0~10mA模擬信號(hào)輸入時(shí),,該信號(hào)與執(zhí)行器位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較,,若輸入信號(hào)比位置反饋信號(hào)大就產(chǎn)生正偏差,信號(hào)經(jīng)IC1放大器放大后使開關(guān)電路K1導(dǎo)通,,J1動(dòng)作接通電源,,電動(dòng)執(zhí)行器“正轉(zhuǎn)"。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)到某一位置,,使位置反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相等時(shí),,偏差為零,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),。反之,,如果輸入端信號(hào)小于位置反饋信號(hào)時(shí)就產(chǎn)生負(fù)偏差,信號(hào)經(jīng)IC1放大后使開關(guān)電路K2導(dǎo)通,,J2動(dòng)作接通電源,,電動(dòng)執(zhí)行器“反轉(zhuǎn)"。 新方法是將位置反饋信號(hào)(一般是模擬信號(hào)如電阻或電壓)經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸入到計(jì)算機(jī),,在計(jì)算機(jī)內(nèi)與輸出信號(hào)(數(shù)字信號(hào))直接比較,,比較后輸出開關(guān)信號(hào),經(jīng)放大器(或中間繼電器)放大后推動(dòng)電動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作,。圖3為新方法示意框圖,。 
圖3 新方法控制框圖 二、新方法的實(shí)現(xiàn) 筆者在國(guó)家“八五"攻關(guān)項(xiàng)目“木廢料能源木材聯(lián)合干燥技術(shù)"的木材干燥窯計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng))中采用了此新方法,。系統(tǒng)共有ZAJ型角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)9個(gè)(其中4個(gè)用來調(diào)節(jié)排濕口開度,,2個(gè)用來調(diào)節(jié)空氣進(jìn)氣口開度,2個(gè)用來調(diào)節(jié)煙氣進(jìn)氣口開度,,1個(gè)用來調(diào)節(jié)廢木料燃燒爐鼓風(fēng)量),。采用新方法有3個(gè)問題必須解決:①如何輸出滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求的數(shù)字信號(hào)(開關(guān)量);②如何測(cè)量執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置信號(hào),;③如何控制合適的閥門開度(即執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程),。 1、問題一的解決 系統(tǒng)選用光隔離開關(guān)量輸出板(CS20),,該輸出板是為采用PC/XT/AT標(biāo)準(zhǔn)的微機(jī)配套的接口板,,適用于驅(qū)動(dòng)繼電器、電磁閥等執(zhí)行器,,接口具有最大200mA的驅(qū)動(dòng)電流以及安全可靠的隔離功能,。系統(tǒng)按輸出板設(shè)定的口地址在實(shí)時(shí)采樣子程序中定時(shí)向數(shù)據(jù)鎖存器送數(shù)據(jù)(端口開關(guān)值),控制光電耦合器的“導(dǎo)通"和“截止",,此信號(hào)經(jīng)隔離后送入現(xiàn)場(chǎng),,控制執(zhí)行器的“開"與“關(guān)",。因執(zhí)行機(jī)構(gòu)可逆電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需電流大于輸出板接口驅(qū)動(dòng)電流,輸出板的輸出信號(hào)須經(jīng)中間繼電器放大后再控制執(zhí)行機(jī)構(gòu),,而且中間繼電器的采用也起到將現(xiàn)場(chǎng)與微機(jī)隔離的作用,。圖4為接口板程序框圖,。 
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