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PCS7选型设计(上)

DCS | 发布时间:2018-09-04 | 人气: | #评论# | 本文关键字:PCS7,西门子,S7-200,S7-200 Smart, S7-1200,S7-300,S7-1500,S7-400,S7-410
摘要:概述: PCS7是STEP7+WINCC+SFC+CFC+各种工具软件的集合,软件包本身集成了APL库和面板等,经过编译就会自动生成画面。 PCS7 冗余项目在半导体、电厂、化工、水泥等行业应用较多,停产成本高,而

概述:PCS7是STEP7+WINCC+SFC+CFC+各种工具软件的集合,软件包本身集成了APL库和面板等,经过编译就会自动生成画面。PCS7冗余项目在半导体、电厂、化工、水泥等行业应用较多,停产成本高,而使用容错系统能够避免停产,或者降低生产停机时间,可以很快收回较高的投资成本。STEP7是针对西门子S7-300/400的组态和编程软件。它只能完成基础自动化部分的功能,对应于控制系统的现场级和车间级。

PCS7架构

西门子PLC是众多工控品牌中较难掌握的一种

硬件种类型号众多,有S7-200 / S7-200 Smart / S7-1200 / S7-300 /S7-1500 /S7-400 / S7-410,软件有Step7 Micro Win、Step7、WINCC、PCS7、TIA Portal等等,

硬件和软件更新升级快,其中PCS7 在我使用期间从V7.0升到了目前最新的V9.0 SP1,

资料浩如烟海(部分资料只有英文版),

软件包大(以G为单位),

对电脑配置要求高(本人前年在陆续用坏3台笔记本后,狠心花了13K购入一台移动工作站,感觉还能勉强再支撑几年),

兼容性复杂,Bug也是层出不穷,把官方客服问懵也是常有的事,很尴尬,其实懂PCS7的客服也就那么几位,搞不定还得跟德国客服邮件联系。

在工控界吃瓜群众眼里,PCS7是高大上的存在,感觉精通了就能在街上横着走,作为一位资深的PCS7用户(实际也就用了两三年),提到PCS7,瓜友们是一脸艳羡,而本人内心一阵叹息,深感头大。曾经送给一位同学两本PCS7的纸质版大本头,甚是兴奋,如获至宝,估计他现在的感觉是入坑了吧,哈哈。

当然,扯这么多并不是为了让人知难而退,只是让各位朋友在选型的时候有个心理准备,更加谨慎,避免后期返工,节省成本。

以下简单介绍一些关于PCS7项目选型设计相关的注意事项,说简单也不简单吧,内容很多,时间有限,只能蜻蜓点水地过一遍,详细的还得看相关手册,以官方最新资讯为准。

支持冗余的硬件,除了S7-400H412-5H~417-5H),最新的有410-5HPO可扩展)、410Smart(固定800 PO)410SE(固定200PO,使用PCS7 V9.0及以上),性能自不必说,支持硬件/软件冗余,支持热插拔,价格上,随便一个小型项目,硬件10W+软件5W+授权5W20W+了,所以,像我这样天天哭穷的就只能哽住一边凉快去了。

以下为支持冗余的硬件(来自资料截图):

S7-300 CPU 不支持“I/O模块热插拔”功能,光这一点儿就能打省略号了,300的软冗余(文章末尾有相关参考链接),实例太少,组态复杂,感觉是恶心攻城狮用,要么客户是自己骗自己,或者是被供应商忽悠,为了低价中标而已;

S7-1500,喊了半年冗余又失声了,据说要等今年年底才有相关销售产品,继续期待吧。

PO ,Process Object,就是过程对象的意思,是针对PCS7而言的,每个阀、电机、仪表都可以视为一个PO, 比如cfc里放一个马达块的回路程序,OS编译后在HMI上会生成一组TAG(结构变量),这组TAG就是一个PO, 由于不同的过程对象编译后产生的结构变量所对应的TAG数是不确定的

1个PO(如电动机,阀门和控制回路)≈ 1 个功能块 + 操作面板 ≈ 50 个 OS 变量。

个人估算方法,

PO≈AI+AO+DO+SFCtype+SFC+Batch。(没有的就忽略)

PCS7按照PO算授权。一个PO需要一个授权,500PO需要购买包含500PO的授权。

但PO的计算不完全是这样,如果一个块具有操作和消息监控的功能那么就是一个PO,和现场的过程设备并不对应。实际CPU所需PO数和编程方式有关,如果采用标准的APL库里的阀门、电机等CFC功能块才会占用PO数,使用自定义的FC或FB ,是不占用PO数的。

譬如下图中,CPU 410E理论上是只支持少于200PO的,但是实际使用中却可以超过200.(具体待实践检验)。

AS 套件随附有适用于 100 个过程对象 (PO) 的 SIMATIC PCS 7 Runtime 许可证。这样就可通过 100、1 000 或 10 000 PO 累计 AS Runtime 许可证来增加过程对象的数量。

通过累积式SIMATIC PCS 7 OS 运行系统许可证(用于 100、1000 和 5000 个过程对象),可以将操作员站的系统软件扩展至如下组态限值:

· 每个OS 单站 8,500 个PO

· 每台OS 服务器(客户端/服务器架构)12,000 个 PO

参考:

https://mall.industry.siemens.com/mall/en/WW/Catalog/Products/5300000?tree=CatalogTree

注意:选择CPU的时候,410系列CPU要选准相应数量PO的系统扩展卡,该卡为一个蓝色的小方块,插在CPU背部的,相当于一个硬件狗,如果离线PCS7程序中组态的PO数量超过了CPUPO硬狗的数量,则程序无法下载,除非将程序删除一部分,或者额外购买PO,对CPU进行PO扩展升级。

此处强调:

CPUPO扩展升级,不仅要购买USB硬狗,还需要将PO升级文件传送到CPU后生成ACT激活文件,需在西门子官方网站注册,之后与德国邮件联系,需使用英文,等待两三天收到授权ACT激活文件,再次传送到CPU,这才完事,总之非常麻烦;如果POUSB硬狗损坏需要修复,同样需要跟德国客服联系,同样麻烦,所以提前计算好PO数是不甚明智的。当然,建议您记得在发货前在厂内将CPU的PO升级做好,到现场去做这些事情会诸多不便。

额外补充:

实际调试过程中,每次传送文件可能只需要一分钟左右,但可能因为是新的CPU,第一次上电自检需要等待15分钟,详情见下图(来自《PCS 7 过程控制系统CPU 410-5H 过程自动化):

CPU PO升级过程中,是可以对CPU进行程序修改/断电重启等操作的,只是在将激活文件传送给CPU的时候,需要勾选“专家模式”“expertmode”。

参考:CPU 410系统扩展卡PO升级步骤说明

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109742660/-cpu-410%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E6%89%A9%E5%B1%95%E5%8D%A1po%E5%8D%87%E7%BA%A7%E6%AD%A5%E9%AA%A4%E8%AF%B4%E6%98%8E?dti=0&pnid=16988&lc=zh-CN

AS 410 的创新型CPU 410-5H Process Automation 自动化站采用高性能硬件和经过优化的固件,涵盖了常规的性能范围为AS 412 到 AS 417 自动化站的全部功能可在所有领域中使用,即,可作为标准自动化站AS 410S、作为容错自动化站 AS 410H 和作为故障安全自动化站 AS 410 F/FH

基于SIMATIC PCS 7 过程对象 (PO) 的数量,可通过系统扩展开来扩展自动化性能:

· 100 个过程对象

· 500 个过程对象

· 1,000 个过程对象

· 1 600 个过程对象

· ≥ 2 000 PO (PO 2k+) 最多可含有约2600 个 PO超过2600则定义为“无限制”)。

将型号精简到单一CPU 具有许多优点。自动化系统的选型与组态以及备件库存和工厂扩展大大得到简化。

带有CPU 410E Process AutomationAS 410E 自动化系统对于包含少量过程对象的应用来说,是一种节省成本的替代方案。该系统基于CPU 410-5H 硬件,针对不超过200 个 PO的应用提供了相同优点。

参考:SIMATIC PCS 7 CPU 410-5H Process Automation 上市发布

https://support.industry.siemens.com/cs/document/75407031/simatic-pcs-7-cpu-410-5h-process-automation-%E4%B8%8A%E5%B8%82%E5%8F%91%E5%B8%83?dti=0&pnid=16988&lc=zh-CN

参考:S7-400 模块化自动化系统

https://mall.industry.siemens.com/mall/zh/cn/Catalog/Products/10164620?tree=CatalogTree

光看完CPU选型这一部分,估计大部分眼睛就已经花了吧,我表示很无奈,我也很讨厌臭长的公众号文章,经常看不到一小半就头晕眼花,估计很多人只是为了码字赚稿费吧。

关于系统选型的网络结构、系统架构、信号模块等选型相关的内容,请关注剑指工控,将在下一篇文章中再做介绍。

以下为相关参考链接:

这里列举了一些与PCS 7硬件、软件、通讯选型相关的文档。

https://www.ad.siemens.com.cn/productportal/Prods/PCS7/PCS7_style.aspx

SIMATIC PCS 7 过程控制系统 CPU 410 过程自动化/CPU 410 SMART

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109748474/simatic-pcs-7-%E8%BF%87%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E5%88%B6%E7%B3%BB%E7%BB%9F-cpu-410-%E8%BF%87%E7%A8%8B%E8%87%AA%E5%8A%A8%E5%8C%96-cpu-410-smart?dti=0&lc=zh-CN

Catalog ST PCS 7 (system components) SIMATIC PCS 7 for V9.0

https://support.industry.siemens.com/cs/document/109745632/catalog-st-pcs-7-(system-components)-simatic-pcs-7-for-v9-0?dti=0&dl=en&lc=zh-CN

PCS 7 V7.0开始,如何计算AS和OS授权的PO个数?

https://support.industry.siemens.com/cs/document/38855207/%E4%BB%8Epcs-7-v7-0%E5%BC%80%E5%A7%8B%EF%BC%8C%E5%A6%82%E4%BD%95%E8%AE%A1%E7%AE%97as%E5%92%8Cos%E6%8E%88%E6%9D%83%E7%9A%84po%E4%B8%AA%E6%95%B0%EF%BC%9F?dti=0&lc=zh-CN

责任编辑:PCS7选型

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