西门子6ES7231-7PC22-0XA0型号大全

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一、系统通讯
1.1直连方案
在原BOP中增加1台上位机操作员站，配置及功能与原上位机操作员站相同，并将该站放置在DCS集控室。这样，运行人员就可以在DCS集控室对BOP进行监控，其系统结构见图1。

该方案系统结构简单，技术上易于实施，仅需要增加1台操作员站。由于DCS集控室距离BOP较远，需采用光纤通讯，并且DCS网络与BOP网络相互独立，无法形成统一的数据库。
1.2Modbus方案
采用Modbus协议实现DCS与BOP PLC系统的联网。Modbus协议是通讯规约，Ovation DCS和MODICONQUANTUM系列PLC均支持该协议，其系统结构见图2。

该方案可使DCS通过Modbus协议直接对PLC进行读写操作，从而实现在DCS集控室监控BOP;在DCS侧形成一个完整的数据库，且无需增加过多的额外设备。不足之处是:MODICONQUANTUM系列Pl，C的ModbuS接口为RS2.32口，远距离通讯时需要转换为RS485，通讯介质为屏蔽双绞线;Modbus通讯速率较低，当通讯数据量大时，会造成网络堵塞;采用热备配置的BOPPLC系统，主、从控制器切换时会造成数据在切换过程中的丢失。
1.3 OPC方案
DCS、PLC都具有OPC接口能力，采用OPC技术实现DCS与BOP PLC系统的联网，其系统结构见图3。

相对于直连方案和Modbus方案，OPC方案具有以下主要特点:
(1)Ovation DCS和BOP PLC系统上位机软件IFIX均基于(JPC标准开发，且DCS的操作员站和BOPPLC系统上位机均支持以太网通讯，易于实现。
(2)DCS数据库和ROP PLC系统数据库在DCS中可以整合为一个数据库，完全实现在DCS上对BOP的监控。
(3)采用快速光纤以太网可保证网络的畅通和整个系统的性能，且网络拓扑结构简单，需要额外增加的设备较少。
(4)当BOPPLC系统发生双机热备切换时，DCS和PLC系统的通讯仍然能够正常进行，无需专门设计切换电路。
二、OPC方案的实现
BOP的化学水处理控制系统和热网控制系统软、硬件配置基本一致。本文仅以化学水处理控制系统为例，对OPC方案的应用加以说明。
2.1 建立以太网
在DCS与化学水处理控制系统联网之前，各自网络为独立的局域网(以太网)。为了实现OPC方案，必须建立两个系统之间的光纤以太网。为了保证各自网络的相对独立和安全性，两个局域网的网段不一样，需设置网关和路由才能在两个系统之间建立一条以太网通道。
2.2设置OPC服务器和客户端
确认OPC服务器(SERVER)的上位机安装的是带有OPC服务的IFIX，且运行IFIX时，必须启动IFIX的OPC服务(一个名为OPC2OiFTX.EXE的可执行文件)。
OPC基于Microsoft bbbbbbs的对象链接和嵌套(ActiveX)、部件对象模型(COM)和分布式部件对象模型(DCOM)技术，需要修改OPCSERVER的IFIX操作员站以及作为OPC客户端(CLIENT)的DCS操作员站的DCOM配置，才能建立OPC SERVER和OPCCLIENT之间的正确连接。这是建立SERVER/CLIENT结构的关键一步。
(1)OPC SERVER的DCOM设置 作为OPCSERVER的IFIX操作员站所使用的计算机操作系统为bbbbbbs2000，本文以bbbbbb2000操作系统为例说明DCOM的设置。1)点击"开始"菜单中的"运行"，在弹出的对话框中输入"DCOMCNFG"打开DCOM的设置页面;2)在"总体默认属性"页面上，选择"在这台计算机上启用分布式COM"选项，将"默认身份级别"设置为"无";3)在"总体默认安全机制"页面上，确认"默认访问权限"和"默认启动权限"的默认值中无"Everyone"存在。如果"Everyone"存在，应用服务器将不能正常启动;4)在"常规"页面中，双击应用服务器IFIXOPCSERVER，打开其DCOM属性设置，将"常规"页面中的"身份验证级别"改为"无";在"位置"页面上选中"在这台计算机上运行应用程序"选项;在"安全性"页面中，所有的选项都选择"使用自定义访问权限"，编辑每一个权限，将"Everyone"加入用户列表中;在"身份标识"页面中，选择"交互式用户"。
(2)OPCCLIENT的DCOM设置 作为OPC CLIENT的Ovation DCS操作员站所使用的计算机操作系统为bbbbbbsxp，具体设置可以参阅DCS的相关手册，该部分工作由DCS厂家完成，在此不进行详述。
(3)在OPC CLIENT上访问OPC SERVER 正确配置了OPC SERVER和CLIENT的DCOM后，就在DCS和BOPPLC系统之间构建了一条基于OPC的网络通道，从而将BOP的过程数据库纳入DCS过程数据库中，实现在DCS操作员站上对BOP的监控。
三、结语
上海漕烃热电有限责任公司的DCS与BOPPLC系统的通讯选用的是基于OPC方案，该方案实现了在DCS集控室对BOP的监控和无人值守。通过一段时间的运行，该方案也暴露出一定的问题，主要是在DCS操作员站启动OPC通讯时，OPCCLIENT会对OPCSERVER写数据(如设定值)，影响PLC系统的正常运行。该问题可以通过对DCS进行设置和编写程序得到解决，经完善后系统目前运行稳定。

1.3PLC控制系统设计

利用信号采集模块实时采集锅炉的输油管进出口温度和压力，根据设定起炉、转火、停炉温度值控制燃烧机的自动启动、转火、停止等操作。根据温度、压力报警设定值，控制锅炉紧急停炉和故障报警等处理。

控制系统组成：一组CPU 315-2 DP处理器（带PROFIBUS-DP接口）；2组ET200M模块（各自带2个IM352接口）；一组SM321DI开关量输入模块；一组SM322 DO开关量输出模块；3组SM331AI模拟量输入模块。一组CP343-1以太网通信处理器模块。

1.4WinCC与S7-300的通信实现

根据控制方案的设计，采用WinCC组态作为上位机监控，用西门子的S7_300作为下位机执行机构，我将采用以太网的标准Tcp/IP协议实现WinCC与S7-300的通信，将现场的状态参数、控制参数等上传到监控层。这个变量传递的过程可以用图3来说明

1.5WinCC组态冗余的实现

通过两台独立计算机运行项目功能完全相同的WinCC组态项目，构成并行服务器来实现组态冗余结构，两台服务器通过以太网连接，并与PLC连接。每台服务器都带有其自身的过程连接和可用的数据归档，工作PLC站将过程数据和消息发送到两台冗余服务器。如果一台服务器发生故障，另一台将继续接收和归档来自PLC工作站的过程值和消息。出现故障的服务器重新工作后，冗余服务器为故障时间的归档执行同步，通过将丢失的数据重新传送到出故障的服务器，来消除故障引起的归档差别。

冗余服务器的组态实现：1．必须在两个冗余服务器上组态功能完全相同的WinCC组态项目（建议使用WinCC项目复制器）。2.对于WinCC冗余，需要同步服务器（建议使用设备的时间同步）。3. 配置冗余用户归档，实现用户归档同步。4. 组态在线消息同步。5.打开冗余编辑器，在“冗余伙伴服务器”项，输入冗余服务器的名称，并在“用户归档”项下，激活“用户归档的同步”。

本系统通过动态向导设置读取IP冗余地址，实现主S7-300数据监控。

1.6软冗余程序的设计

软冗余程序需要西门子提供的软冗余软件包及STEP7，在A站的Block中插入OB1（主循环程序块）、OB35（定时中断组织块）、OB100（暖启动调用程序块）、OB80（在主系统与备用系统切换时间超时，调用该块）、OB82（DP-SlaveET200站上的IM153-2模块出错报警，调用该功能块）、OB83（DP从站的接口模块与主站链接断开或链接重新建立时调用该块）、OB86（主从站通讯出错调用该块）、OB87（通讯失败调用该块）、OB122（外围设备访问出错调用该块）、OB121等组织块，并对其中的OB100、OB35、OB86进行编程。

用户需要在初始化程序中（OB100）定义冗余部分的数据区，该数据区可以包括：一个过程映像区，一个定时器区，一个计数器区和一个数据块区，S7-300同步的大数据量为8kBytes。本控制系统将每台锅炉的温度、压力采集值和运行状态参数分别放置在不同的DB数据块，并定义为需要冗余的数据块。

使用的是OB35的默认属性，即每100ms中断触发一次，可以根据实际的需要在CPU属性中修改中断的时间间隔。在OB35里调用FB101S’WR_ZYK’功能块，FB101块中封装了冗余功能的程序段，实现冗余功能。当执行‘SWR_START’程序块时，系统分配这些数据区，不能用S7的定时器和计数器，只能使用IEC标准的定时器和计数器。

OB35中的程序段也可以在OB1中实现，只是不使用中断的方式，而使用主循环的方式。

调用FB101时，你可以在线地读出RETURN_VAL参数的数值，如果为0，说明冗余链接正常。如果为8015说明数据同步的连接不成功，原因是CP342-5之间的FDL链接建立的不正确或物理链路不通，或者是FC100的VERB_ID参数与NETPRO中的ID号不一致。

2．结束语：

以上简要介绍了SIEMENS软件冗余系统的系统组成、工作原理、程序编制，整个系统组成简单、构成灵活、程序编制比较容易。系统在某输油站投入运行以来,保证了系统无故障停机运行,提高了工作效率,降低了维护费用，以其可靠性、灵活性、便利性受到用户好评。