6ES7 215-1HG40-0XB0技术参数

一、应用背景
　　钢铁工业作为高能耗、多排放的行业，在全国节能减排的工作中承担着重大的责任。我国重点钢铁企业2005～2007年的吨钢耗用新水量分别为8.6m3/t、6.43m3/t、5.31m3/t，但与国外**钢铁企业吨钢耗用新水量相比（日本鹿岛为2.1m3/t）仍有不少差距。为了进一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量、**钢铁企业水的重复利用率，需要积极推广少用水或不用水的工艺技术装备，并应该强化合理串级用水以及加强工业污水的综合处理回用。

二、解决方案
　　水处理自动化控制系统主要有几个部分：一沉池监控、层流泵房监控、加压泵房监控和中心泵房监控。考虑系统的稳定性和各站距离问题，特采用了分布式控制系统，引进了**的分散集中控制系统。本系统选用GE PACSystems RX3i　PLC系统作为主站，Versamax作为远程IO子站，通过Genius总线将主站和各子站进行互联。
　　考虑水处理自动化控制系统的设备比较多，监控设备多，导致操作工作量大。另一个考虑系统的稳定性、数据完整性、安全性采用了上位机冗余模式。通过以太网和主站CPU进行数据交换。计算机和PLC备有不间断电源，避免系统突然断电对系统的不可预见的破坏性的影响。同时备有激光打印机，方便打印系统运行记录、报表、事件记录和报警内
　　上位软件采用力控大型SCADA软件eForceCon，力控SCADA软件eForceCon，软件的设计完全符合远程大型工厂管理与监控模式，提供集成化的设计环境，支持多人协作与远程部署工程，支持工程模型的导入与导出、方便快速进行工程组态，系统具备自诊断与自恢复技术，统一的进程管理具备自诊断　　与自恢复的“看门狗”功能，充分保证整个系统的稳定与安全。
　　通过水处理监控系统，可以在一幅监控画面中非常方便地知道现场的生产情况．本系统数据监视的内容有：电流、吸水池液位、压力、温度、**、水泵运行状态、阀门状态等参数。

图：主监控画面

图：一级曝气鼓风机系统

　　模拟量数据在水处理监控系统监控画面“主系统”中都已经显示出来了，包含文字说明和单位，其中液位还以图形化百分比填充方式显示液位的变化，非常直观，当该模拟量如液位发生超限（低于低限和高于高限时）发生报警，以画面闪烁和声音方式提示控制室值班人员。

图：　模拟量数据显示及报警

图：　液位动态显示（垂直填充）

　
　　开关量数据包含泵的远控、运行、停止、故障；阀远控、开状态、关状态、全开状态、全关状态、开过扭矩、关过扭矩、故障；风机的远控、运行、停止、故障。这些状态均以颜色或文字方式体现设备状态。

图：泵运行、停止和故障状态图形化显示

图：风机运行、停止和故障状态图形化显示

1 植物萃取设备组态软件需求
　　植物萃取的方式方法有很多种，但是无论是哪一种萃取方案，只要是想投入生产，形成规模，都必须对其生产过程进行控制、跟踪并要求工艺可以追溯，历史数据可以查询。随着网络在全世界的风靡，我们每个人都很难离开网络，生产过程也一样。
自从网络交互成为一种趋势，几乎所有大型的生产过程都被实时监控，并且在许多的项目当中，所有的监控过程都要求发布到Internet
　　 具体要求：
　　 a.现场控制采用西门子S7-200条例PLC进行控制。
　　 b.现场配备监视控制人机界面 (工业HMI)。
　　 c.车间机房配备监控中心。
　　 d.办公室可以通过WEB浏览器看到监控中心画面和数据。
　　 e.监控中心可以和公司内ERP软件通过数据库服务器进行交互。
　　 f.所有监控数据可生成曲线、可追溯历史、可以统计成报表、可以做工艺分析。
　　 g.设备维护管理。
　　 h.INTERNET远程浏览。 

图1 某种植物萃取工艺简图

2 具体方案
　　概述：本系统针对植物萃取工程要求进行设计，本方案主要介绍系统总体结构和监控中心主要功能和实现方式。

2.1系统总图 

图2 系统总图

　　本系统主要由6部分组成：
　　a)现场执行部分：由4台西门子S7-200系列PLC组成。
　　b)现场显示部分：由3台触摸屏组成。
　　c)传输层：PPI总线。
　　d)监控总机：工控机(IPC)和WEB版世纪星组成总监控系统。
　　e)局域网浏览：通过WEB页浏览器，观察由监控总机发布的监控画面。
　　f)数据库服务器。

2.2监控中心
　　监控中心主要由以下几部分组成：

图3 监控中心

a) 实时数据采集
　　监控中心计算机通过PPI总线连接到现场设备。所有的现场开关量状态和模拟量值(温度、**) 都通过PPI总线传输到监控中心计算机，可调整所有数据的采集频率以满足监控需求。
b) 历史数据记录
　　历史数据记录系统负责保存所有需要记录分析的数据，根据需要可调整数据记录的频率和记录方式(文件、数据库)，历史数据记录系统由世纪星自动完成，不需要编写代码。
c) 趋势曲线
　　趋势曲线分实时趋势曲线和历史趋势曲线两种。实时趋势曲线显示所选变量的实时变化情况。历史曲线用于查询历史数据并生成曲线，历史曲线可以缩小放大以便于观察曲线的变化细节。
d) 报警系统
　　世纪星对每个变量都提供了报警功能，报警种类分为极限报警、偏差报警、变化率报警，当然如有特殊需要还可以编写用于实现特定种类报警的程序。
　　世纪星提供了实时报警画面和历史报警画面。实时报警画面显示当前所有未应答的报警信息，可以使用报警过滤功能显示需要查看的报警种类。历史报警窗口用于查询历史报警信息，历史报警窗口对所有历史报警时间、报警值、报警恢复时间做详细记录，同样可以采用过滤功能查询特定条件的历史报警信息。
e) 历史数据报表
　　所有历史数据可以以报表的形式显示和打印。
　　通过查询设定具体的时间生成班报表、日报表、月报表、年报表。
　　报表可以保存成EXCEL文件也可以输出到打印机进行打印。
f) 数据库
　　世纪星可以和局域网或internet网络上的数据库服务器进行连接把特定的数据信息写到数据库服务器上或从数据库服务器上获得数据信息，这样实现和ERP或OA的交互。世纪星是通过ODBC连接到数据库的，所以在通过ODBC连接测试成功的数据库世纪星都能访问。
g) WEB服务
　　监控中心为局域网计算机提供WEB浏览服务。可通过不同的WEB组来区分不同的工位和站点画面。WEB发布启动后，所有配置了WEB发布的变量都可已在WEB浏览器端实时显示。
h) 用户管理
　　世纪星为每个用户提供了不同权限，可根据要求分为设备厂商、管理员、操作员、一般浏览人员。
　　1) 局域网查看
　　本系统采用局域网的B/S结构，即浏览器/服务器结构。局域网的计算机通过WEB浏览器登录到WEB站点后，下载世纪星WEB组插件，安装插件后可以浏览监控中心的画面。通过WEB页即可以实现对现场的监视又可以实现实时控制，世纪星通过区分WEB的用户权限来控制WEB用户是否可以控制现场。普通用户只具备查看权力，用户具有查看和控制权力。
　　2) 系统特点
　　a) 本系统采用西门子S7-200PLC为主控单元，运行可靠，避免了用工控机控制死机、系统崩溃的问题。
　　b) 配置现场显示单元(HMI)，方便用户操作，使操作方式图形化、集中化。
　　c) PPI总线通讯方式抗干扰能力较好，组网方式简单，传输距离较远，信号中继设计为系统信号传输提供了保障。
　　d) 配置监控中心计算机，增加了系统管理功能。
　　包括数据存储和查询、报警存储合查询、数据分析(报表)、操作追溯、数据库交互、WEB服务、用户集中管理、设备管理(事件提醒)等功能，并具有直观的动态图形化界面。
　　e) B/S结构。远程浏览不需要安装客户端软件，只要有因特网的地方就可以看到现场情况，并且根据需要进行远程干预