自動控制資料--自動化控制器發(fā)展的新趨勢( 37頁)ppt課件

1、自動化控制器開展的新趨勢199020002021智能型現(xiàn)場控制單元PCPLCPLCPLCPC現(xiàn)場設(shè)備的智能化提升控制系統(tǒng)的本地計算才干PC機(jī)將更多參與自動化控制義務(wù).自動化系統(tǒng)開展的新趨勢智能化采用分步式控制架構(gòu)CentralpreviouslyDistributedtodayDistributedtomorrow.自動化系統(tǒng)工程的新趨勢從ERP到現(xiàn)場級的縱向通訊集成EthernetAutomationsystemField levelERPIT 技術(shù)越來越多融入自動化控制中Interfaces開放規(guī)范的運用 面向部件 MS Office 運用 XML, OPC, COM/DCOM, Acti

2、ve X技術(shù).選集成自動化 西門子自動化的中心Automation自動化MES制造執(zhí)行系統(tǒng)ERP企業(yè)資源規(guī)劃 過程自動化HMINetworksComponent based Automation CNC, PLC, DCSSensors,actuatorsArchitectureBusiness modelling factoryEnterprise asset managementPlant maintenance managementDispatchTracing and trackingTIA200：TIA goesMES工廠自動化Machine automationTIAIndustr

3、ialFrameworkopen for all- Communication- Data management- Config/ProgHorizontal andvertical Integration of+ distributedintelligence 2001: T.I.A. with Distributed Intelligence1996: T.I.A. for Discrete Manufacturing and Process Automation1998:T.I.A. incl.Drives and Low Voltage Control Systems 2000:UMC

4、 Universal Motion Control.新一代 S7-400 CPU廣泛適用于制造業(yè)和過程工業(yè)功能最強(qiáng)大的PLC S7-400即將于2004年8月推出新一代！ 全球市場占有率第一 中國市場占有率第一，高達(dá)35 制造業(yè)/過程工業(yè)通用自動化控制平臺 選集成自動化先進(jìn)理念的控制中心 西門子功能最強(qiáng)大的高端PLC新一代 S7400 CPUs.基于S7-400H冗余系統(tǒng)實現(xiàn)對人身，機(jī)器和環(huán)境的最高平安性符合EN 954 (高達(dá)平安等級4)平安規(guī)范規(guī)范程序與缺點平安程序在一塊CPU中同時運轉(zhuǎn)尤其適用于過程工業(yè)降低缺點停機(jī)本錢雙機(jī)熱備，防止停機(jī)時間無人職守運轉(zhuǎn)雙CPU切換時間低于100 毫秒先進(jìn)

5、的事件同步冗余機(jī)制廣泛適用于過程工業(yè)和制造業(yè)大數(shù)據(jù)量的處置才干協(xié)調(diào)整個消費系統(tǒng)支持等時方式靈敏，自在的系統(tǒng)擴(kuò)展支持帶電熱插拔不停機(jī)添加/修正分布式I/OS7-400 概述規(guī)范S7-400S7-400 H 硬件冗余系統(tǒng)S7-400 F/FH 系統(tǒng)新一代 S7400 CPUs.顯著加強(qiáng)的控制性能412-0,4 bis1,7-7,8412-0,1,7-7,8414-20.060.060.060,24 bis1,0-4,6414-30.060.060.060,31,0-4,741

6、6-20.040.040.040,16 bis0,7-3,1416-30.040.040.040,0,7-3,1417-40.030.030.030.12-90.30.51-2.3CPU 類型最快指令執(zhí)行時間 (s)定點數(shù)加法浮點數(shù)乘法浮點數(shù)除法浮點數(shù)加法浮點數(shù)數(shù)乘法浮點數(shù)除法復(fù)雜算術(shù)功能0.40 to 0.600.24 to 0.360.16 to 0.241.70 to 7.801.02 to 4.680.68 to 3.12OB1主程序循環(huán)時間降低 4倍以上 等時方式下顯著的性能加強(qiáng) OB 61-64 循環(huán)周期更快新一

7、代 S7400 CPUs.組合指令執(zhí)行時間比較 Load/Transfer/Add 顯著加強(qiáng)的控制性能新一代 S7400 CPUs.顯著加強(qiáng)的通訊性能通訊性能提高表達(dá)在通訊對象 (類型及數(shù)目)通訊接口 (MPI, DP 及背板總線)通訊指令通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò)呼應(yīng)時間大大縮短數(shù)據(jù)吞吐量加倍即使CPU已處于高負(fù)荷運轉(zhuǎn)，通訊數(shù)據(jù)吞吐量也會顯著提高現(xiàn)場級通訊銜接性能顯著提高 等時方式下更短的循環(huán)周期數(shù)據(jù)吞吐量更大，通訊呼應(yīng)時間大大縮短與管理層/人機(jī)界面垂直集成 控制器間數(shù)據(jù)通訊CP 443-1 高級通訊處置器集成 4個以太網(wǎng)接口新一代 S7400 CPUs.通訊鏈接數(shù)目新一代 S7400 CPUs.顯著添加

8、的任務(wù)內(nèi)存任務(wù)內(nèi)存(程序與數(shù)據(jù)內(nèi)存) K字節(jié)1442565121,4002,8005,60020,00020,0001,4002,800無需內(nèi)存擴(kuò)展Previous + additional = new memory新一代 S7400 CPUs.充足的定時器/計數(shù)器新一代 S7400 CPUs.其它STEP 7 最新版本新CPU需用STEP7 V5.2 SP1, Hotfix 3 及 Hardware Update 或更新版本 (STEP 7 V5.2 SP1 HF3 HSP)許多功能只需STEP 7 V5.3 或更新版本支持Trace functionality簡捷的CiR (Configu

9、ration in RUN) 定時器組態(tài)(timer configuration)兼容性新CPU完全替代舊CPU， 新老CPU堅持零部件兼容 老CPU在與新CPU并存3個月后將淘汰新一代 S7400 CPUs.S7-400 CPU 技術(shù)目的類型內(nèi)存指令處置通訊接口I/O計數(shù)器/定時器2048 / 2048PLC 412-1 412-2144KB 256KBfrom 100nsMPI/DPPROFIBUS-DPPLC 414-2 414-3512KB 1.4MBfrom 60nsMPI/DPPROFIBUS-DP2048 / 2048PLC 416-2 416-32.8MB 5.6MBfrom

10、40nsMPI/DPPROFIBUS-DP2048 / 2048PLC 417-420MBfrom 30nsMPI/DPPROFIBUS-DP2048 / 2048Sufficient digital and analog inputs/outputs possible性能晉級價錢不變!新一代 S7400 CPUs.輕松簡單的模板安裝 魯棒、可靠的模板插接 前銜接器機(jī)械自鎖定銜接技術(shù)Self-coding 全部模板一致運用48針前銜接器 TOP 銜接技術(shù)防止儀表極性接反經(jīng)過預(yù)制電纜 模板的全部參數(shù)均經(jīng)過軟件設(shè)定， 沒有DIP/DIL開關(guān) 帶電熱插拔 機(jī)架 /電源 對全部CPU通用，即使配置多C

11、PU任務(wù)，減少配件 擴(kuò)展機(jī)架價錢低廉 模板無插槽規(guī)那么限制 高密度模板配置，節(jié)約空間 規(guī)范S7400也可以選用冗余電源 機(jī)架接地方便 單槽寬、雙槽寬均適用安裝.新功能(CiR)尤其適用于過程工業(yè)運轉(zhuǎn)中修正組態(tài)CiR運轉(zhuǎn)時自在修正分布式I/O 的系統(tǒng)硬件配置添加刪除從站運用于消費不能停機(jī)的過程工業(yè)啟動本錢很高的消費線用戶利益節(jié)約時間，低本錢的消費線改良無需特殊的啟動程序高度的柔性消費線不停機(jī)系統(tǒng)改良車間和過程優(yōu)化新功能.CiR的運用條件 CiR 支持分布式I/O 模塊的重新參數(shù)化:可添加、移走的模塊范圍CiR414-4-1H417-4-1HS7-400 PLCsET 200MDP-SlaveF-

12、ModulePA-SlaveCPU 41x 的MPI/DP-集成接口 CPU41x-2集成DP接口 IF 964-DP 接口模塊 CP443-5 擴(kuò)展的外部 DP 接口新功能.將 SIMATIC自動化處理方案銜接到等時的 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)用戶程序I/O訪問同步等間隔和同步的分布式I/O信號處置一致的輸入和數(shù)據(jù)傳輸 過程映像全部數(shù)據(jù)具有邏輯上 和時間上的關(guān)系運用： 運動控制、回路調(diào)理高速處置又能平安控制延續(xù)操作機(jī)械顯著提高了控制和定位精度具有可反復(fù)性，定義的分布式I/O過程呼應(yīng)時間大大提高了消費力新功能等時方式尤其適用于消費加工業(yè)新功能.新功能等時方式 Many cycles non-coo

13、rdinatedT1: Read input signalT2: ET 200 backplane busT3: PROFIBUS-DPT4: CPU program scan cycleT5: PROFIBUS-DPT6: ET 200 backplane busT7: Issue output signal T5T1T2T3T4T6T7ET 200SET 200MCPUSystem cycleET 200CPU Ti To新功能.等時方式循環(huán)周期 新功能.TIA 完全的冗余處理方案Management levelPC network/terminal busProcess levelFie

14、ld levelET 200MEthernetRedundantIM 153Redundantpower supplyH CPUsHot stand-byClientsParallel redundancyServer Parallel redundancyWith archive-matchingSW redundancyWarm stand-byMedia redundancyFault-tolerantcommunicationRedundantPROFIBUSS7-400的冗余方案.Introduction Industries for H SystemsEnergy Generati

15、on and Distribution(Oil, Gas, Electricity)Power plantsPipelineOffshoreDistrict heatingChemical/ Electrochemical/ Petrochemical/ Pharmaceutical MiningEnvironmental technologyWater processingGarbage incinerationCellulose, Paper, Printing.Steel and metal industryFood, beverages, and tobacco IndustryGla

16、ss industryWafer productionTransportationTunnel ventilationShip automationAirport automationManeuvering area lightingLuggage transportationIntroduction Industries of H Systems.S7400H 硬件冗余 Hidden redundancyTransparent programming(programming same as for non-redundant systems)Standard system parameter

17、izationStandard handlingAll SIMATIC programming languages can be used without restrictionPlatform for F andFH systems S7-400的冗余方案.無縫的CPU主備切換時間切換時間 100ms，通常20ms切換期間輸出堅持沒有信息、報警或中斷的損失何時切換Master 失效電源機(jī)架同步模塊同步電纜CPUDP string or DP slave 接口模塊失效，不用切換.自動事件同步最先進(jìn)的冗余機(jī)制Synchronization procedureSubcontroller ASubc

18、ontroller BCycle synchronizationSubcontroller ASubcontroller BTime synchronizationCommand synchronizationSubcontroller ASubcontroller BSubcontroller ASubcontroller BNo synchronizationEvent synchronizationS7-400的冗余方案.Redundant communicationPrincipleRedundant communication is attained through redundan

19、t connections, which are then used when a problem occurs. Redundant connections can be created from H stations toOther H stations (one- or two-channel)HMI PCs (software Redconnect required)Active connectionStand-by connectionCommunication.Redundant communicationConfiguration with redundant bus (1)Et

20、hernetH-CPU in single modePSPSBusBusCPCPCPCPPSPSCPUCPUCPUCPUEquivalent circuit diagram:Communication.Redundant communicationConfiguration with redundant bus (2)H-CPU in single modeEquivalent circuit diagram:PSPSCPUCPUBusBusCPCPCPUCPUPSPSCPCPCPCPCPCPCommunicationEthernet.Redundant communicationConfig

21、uration with single busH-CPU in single modeEquivalent circuit diagram:PSPSCPUCPUBusCPCPCPCPCPUCPUPSPSCommunicationEthernet.Redundant communicationConfiguration with ring busRing busEquivalent circuit diagram:S7-400HS7-400HPSPSCPUCPUCPCPCPCPCPUCPUPSPSBusBusH-CPU in single modeCommunication.S7-400的軟件冗余定位低本錢的冗余處理方案適宜全部S7-31x-2DP CPUs 從CPU 313C-2DP 或更新 到CPU 417-4 包括混合運用適宜于主站與備用站切換秒級允許時間的過程運用例如運用:水處置過程冷卻水循環(huán)過程許多行業(yè)中控制與監(jiān)控 溫度和液位運