全集成自動化簡介

1、1.1 概述概述1 TIA 的發(fā)展史的發(fā)展史 1997年，西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)提出年，西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)提出“全集成全集成自動化（自動化（Total Integrated Automation,TIA）”的的概念。這一嶄概念囊括了概念。這一嶄概念囊括了“制造制造”與與“過程過程”領(lǐng)域的領(lǐng)域的眾多知識與經(jīng)驗，為生產(chǎn)線提供了一種優(yōu)秀的解決方眾多知識與經(jīng)驗，為生產(chǎn)線提供了一種優(yōu)秀的解決方案。案。 對用戶而言，在整個生產(chǎn)過程的生命周期中，以對用戶而言，在整個生產(chǎn)過程的生命周期中，以S7系列系列PLC為核心的為核心的TIA技術(shù)有助于企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)力技術(shù)有助于企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)力的最大化。的最大化。圖：工業(yè)

2、領(lǐng)域與控制系統(tǒng)圖：工業(yè)領(lǐng)域與控制系統(tǒng)TIA的應(yīng)用的應(yīng)用 1997, TIA在不連續(xù)生產(chǎn)和過程自動化中的應(yīng)用。在不連續(xù)生產(chǎn)和過程自動化中的應(yīng)用。 1999，TIA覆蓋驅(qū)動和低壓控制系統(tǒng)覆蓋驅(qū)動和低壓控制系統(tǒng). 2000，TIA應(yīng)用于應(yīng)用于MES（Manufacturing Executuring System）. 2001，TIA應(yīng)用于分布智能。應(yīng)用于分布智能。圖圖1-1 TIA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2 TIA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 3 TIA的實現(xiàn)及優(yōu)點的實現(xiàn)及優(yōu)點 從最初的規(guī)劃與設(shè)計，工程與實施，到安裝與調(diào)試，從最初的規(guī)劃與設(shè)計，工程與實施，到安裝與調(diào)試，運行與維護(hù)，以至于系統(tǒng)升級改造，運行

3、與維護(hù)，以至于系統(tǒng)升級改造，TIA使企業(yè)在整個生使企業(yè)在整個生命周期中獲得最高的生產(chǎn)力與產(chǎn)品質(zhì)量，并顯著降低項目命周期中獲得最高的生產(chǎn)力與產(chǎn)品質(zhì)量，并顯著降低項目成本。此外，成本。此外，TIA還能大大縮短產(chǎn)品上市和系統(tǒng)投入運行還能大大縮短產(chǎn)品上市和系統(tǒng)投入運行的時間，從而全面增強企業(yè)核心競爭力。的時間，從而全面增強企業(yè)核心競爭力。通信通信診斷診斷組態(tài)設(shè)計組態(tài)設(shè)計集成安全性集成安全性信息安全信息安全耐用性耐用性 視頻視頻2 輕松無憂輕松無憂TIA1.2 TIA的統(tǒng)一性 通過全集成自動化，用戶可以實現(xiàn)整個生產(chǎn)范圍的高度集成，其優(yōu)異性體現(xiàn)在以下三個方面：1 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理 TIA采用全

4、局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，SMATIC工業(yè)軟件家族都從一個全局共享的數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，不僅可以減少輸入階段的費用，還可以降低出錯率，提高系統(tǒng)診斷效率，從而對工廠的平穩(wěn)運行產(chǎn)生積極作用。（1）統(tǒng)一的符號表 無論使用SMATIC家族中的哪一個組態(tài)軟件，都可以通過全局?jǐn)?shù)據(jù)庫共享一個統(tǒng)一的符號表。（2）變量名自動映射 SIMATIC HMI（人機界面）工具可以自動識別和使用STEP7中定義的變量，并可以與STEP7中的變量的改變自動同步。（3）多用戶功能 隨著項目規(guī)模的增大，多用戶功能是必不可少的。TIA可以方便地實現(xiàn)多用戶在同一個項目下工作，同時還可以保證項目的一致性。視頻視頻6：生產(chǎn)透明度：生產(chǎn)透明度統(tǒng)一的

5、數(shù)據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)2 統(tǒng)一的組態(tài)和編程統(tǒng)一的組態(tài)和編程 在TIA中，所有的SIMATIC工業(yè)軟件都可以相互配合，實現(xiàn)了高度集成，就好像是出自同一個模子的工具，組態(tài)和編程工具也出自統(tǒng)一模式，只需要從全部列表中選擇相應(yīng)的項；對控制器進(jìn)行編程，組態(tài)HMI、定義通訊連接或是實現(xiàn)動作控制等操作。（1）統(tǒng)一的界面）統(tǒng)一的界面 SIMATIC工業(yè)軟件家族具有統(tǒng)一、友好的界面。通過集成安裝，用戶可以在SIMATIC Manager的統(tǒng)一界面下工作，在STEP7中直接調(diào)用其他軟件。這種界面的統(tǒng)一性和集成性大大方便了對整個TIA系統(tǒng)的編程和組態(tài)。（2）面向?qū)ο蟮模┟嫦驅(qū)ο蟮摹皦K塊”概念概念 SIMATIC軟件中基于面

6、向?qū)ο笏枷氲摹皦K”的概念，實現(xiàn)了統(tǒng)一的項目結(jié)構(gòu)，使用戶程序的可重用性大大提高，從而避免了大量重復(fù)的勞動。（3）平臺無關(guān)的編程）平臺無關(guān)的編程 統(tǒng)一的編程還實現(xiàn)了平臺的無關(guān)性，用戶程序在基于PLC的控制系統(tǒng)和基于PC的控制系統(tǒng)中都能運行，這給程序的移植帶來了很大的方便，也使得用戶在選擇解決方案時可以更加靈活。3 統(tǒng)一的通訊統(tǒng)一的通訊 TIA實現(xiàn)了從控制級到現(xiàn)場級協(xié)調(diào)一致的通訊，采用了不同功能的總線涵蓋了幾乎所有的應(yīng)用，以太網(wǎng)和帶AS-Interface總線的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)是安裝和集成技術(shù)的重要擴展，而EIB用于樓宇控制系統(tǒng)的集成。（1）工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 在SIMA

7、TIC中，工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS采用統(tǒng)一的組態(tài)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)生改變時，可以方便地進(jìn)行修改。（2）基于PROFIBUS的分布式I/O 基于PROFIBUS的分布式I/O與本地I/O的組態(tài)采用了統(tǒng)一的方式，因此，用戶在編程時無需分辨I/O類型，可以像使用本地I/O一樣方便地使用分布式I/O。（3）系統(tǒng)中集成的路由器功能 TIA中的各種網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行互聯(lián)。TIA中集成的路由器功能可以方便地實現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)的下載、診斷等，使整個系統(tǒng)的安裝調(diào)試更加容易。（4）集成的系統(tǒng)診斷和報告功能 TIA系統(tǒng)集成了自動診斷和錯誤報告功能，診斷和故障信息可以通過網(wǎng)絡(luò)自動發(fā)送的相關(guān)設(shè)備而不需要編程。3 TIA的開放性 TI

8、A是一個高度集成和統(tǒng)一的系統(tǒng)，同時它也是一個具有高度開放性的系統(tǒng)。TIA的開放性體現(xiàn)在以下幾個方面：1 對所有類型的現(xiàn)場設(shè)備開放對所有類型的現(xiàn)場設(shè)備開放 通過PROFIBUS，TIA對范圍極廣的現(xiàn)場設(shè)備開放。目前，該總線已經(jīng)實現(xiàn)了在防爆環(huán)境的應(yīng)用和與驅(qū)動設(shè)備同步。開關(guān)類產(chǎn)品和安裝設(shè)備還可以通過AS-Interface總線接入自動化系統(tǒng)，作為PROFIBUS總線的擴展，樓宇自動化與生產(chǎn)自動化的連接也可以通過instabus EIB實現(xiàn)。視頻視頻7：輕松集成：輕松集成開放性開放性2 對辦公系統(tǒng)開放并支持對辦公系統(tǒng)開放并支持Internet 以太網(wǎng)通過TCP/IP協(xié)議將TIA與辦公自動化應(yīng)用及Internet/intranet世界相連接。 TIA采用OPC作為訪問過程數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，通過該接口，可以很容易地建立所有基于PC的自動化系統(tǒng)與辦公應(yīng)用之間的連接，而不論它們所處的物理位置如何。 Internet技術(shù)使在任意位置對工廠進(jìn)行遠(yuǎn)程操作和監(jiān)視成為可能。 例如：電力系統(tǒng)對風(fēng)電場的遠(yuǎn)程監(jiān)控。3 對新型自動化結(jié)構(gòu)開放對新型自動化結(jié)構(gòu)開放 自動化領(lǐng)域當(dāng)中的一個明顯的技術(shù)趨勢就是系統(tǒng)的模塊化程度大大提高，即由帶有智能功能的技術(shù)模塊組成的自動化結(jié)構(gòu)。這些模塊可以預(yù)先進(jìn)行組態(tài)、啟動和測試。這樣，實現(xiàn)整個工廠的投運要快得多，