湖南西门子PLC总代理商

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W = f (l) : 在任选的单位运行长度 [l] 上的载荷密度

Wdl  : 在微小运行距离(dl)上的输送量

   上述表明：要计算获得输送量，需通过称量传感器检测到煤流的单位长度的瞬时重量信号，同时速度传感器检测到速度脉冲信号。通过控制仪表将重量信号与速信号进行乘积运算，从而求得输送量，并通过输送量积算求得累积量。

3.工艺设备主要参数

物料粒度：         0～80mm

物料散密度：       800kg/m3

物料水分：         10～12％

物料温度：         常温

给料方式：         圆盘给料

皮带驱动电机：     3.7KW 3φAC380V

圆盘驱动电机：     15KW 3φAC380V

轴端编码器:        600P/RDC12V～24V     

给料机输送带宽度：       800mm

输送机能力范围：      10～100t/h

输送机速度：        0.1m/s～1m/s

输送机倾斜角度：        0℃

输送机头、尾滚筒中心距：  3m～3.5m

配料秤系统精度：        优于0.5%

四、  控制系统构成

1．系统总貌

整个自动配煤装置为生产现场无人化管理，所有的操作和监视均在中央控制室中进行，系统采用分布式计算机监控管理方式，主要由两套西门子S7-300PLC、两套WINCCV6.0

监控软件及工控机、48套SIMOVERT MASTERDRIVES6SE70工程型变频器、24台CFC-200回路调节控制器、3套OSM等控制单元构成一个基于TCP/IP100M光纤工业以太环网的SCADA系统。其中各关键装置如：PLC、变频器、调节控制器、分布式I/O之间数据传输采用Profibus-DP协议通讯方式，以确保高实时性和高动态响应要求，Profibus通讯速率高可达12Mbit/S,8个节点网络系统的总线循环时间快可至0.2ms，在全球制造业自动化和流程工业自动化的总安装站点数已突破1千万，比任何其它现场总线标准高出许多，它的节点设备数量占有率目前稳具全球，它是全球范围内目前唯一能够以标准方式应用于所有领域并贯穿整个过程链的现场总线。这种系统架构充分利用发挥了西门子SIMATIC自动化产品的资源，具有高可靠性，强抗干扰能力和灵活的可扩充性，可独立完成对设备的数据采集，精度控制，监控联锁。上位机WINCCV6.0组态软件作为HMI，通过操作画面对实时数据进行监控，报警，实现生产工艺过程参数的实时曲线、历史趋势显示、报警记录、配方管理、产量统计、各类数据归档和安全连锁保护，同时通过VBA编程实现Excel报表输出、打印及预览等功能。系统需要监测重量、速度、位置、缺料、堵料、皮带打滑、电机启停、电流、转距和转速等一千多个模拟量I/O和数字量I/O控制点,具有48个PID闭环控制回路和2套远程监控系统操作站。整套系统通过光纤交换机进入Ethernet与焦业公司的其它焦化工艺段及厂级管理网进行衔接，达到管控一体化水平

    2．系统配置

   本系统24台配煤秤分为两个工艺段各为12台，每个工艺段控制单元由1个S7-315-2DPCPU主站（含1个本地扩展主站）及2个ET200M从站、12个CFC-200及6SE70变频器配带CBP2从站所组成，两个工艺段控制单元经光纤工业以太网进行互连，两台带有WinCCV6.0的工控机组成配煤系统操作员站，其中一台兼有工程师站功能。

（1）硬件配置组成（2套控制柜）

控制系统主要采用西门子SIMATIC系列产品，其硬件主要配置如下：

工控机：ADVANTECH IPC-610、P4/2.8GHz/80Gb/512Mb/CP1613网卡/19’LCD 2套。

电源：SITOP电源 24VDC/10A 2个；PS307 24VDC/5A电源模块  6套；

    UPS 3KVA在线式  2套。

PLC： CPU 315-2DP  2套；

SM 321 DI模板  18块；

SM 322 DO模板  8块；

SM 331 AI模板  4块；

        CP343-1 以太网模板 2块；

        CP342-5 DP模板 2块；

        ET200M IM153-1分布式接口模板  4块。

（2）驱动配置组成（8套变频柜）

    变频器采用西门子SIMOVERTMASTERDRIVES矢量控制系列产品，其产品配置如下：

    变频器：SIEMENS 6SE70234EC61 15KW 24台（控制圆盘驱动）；

           SIEMENS 6SE70210EA61 4KW   24台（控制皮带驱动）。

    Profibus-DP通讯板：CBP2   48块。

    变频操作面板：OP1S   2块。

    SITOP电源：380V AC/24VDC/10A   8个。

    驱动装置：SEW-EURODRIVE 轴装式电机/减速机一体化装置 48套。

（3）网络及软件配置

       OSM光纤交换机： TP226GK1105-2AE00   2套；

TP62 6GK1105-2AB10   1套。

      软件: STEP7 V5.3   1套；

            WINCC V6.0+SP3 RT 64K   2套；

                           RC 64K   1套；

            SOFTNET-S7 V6.2    2套。

（4）称重部件配置

   计量称重检测部件主要采用Yamato系列产品

称重传感器：UB2-100kg 48个。

测速单元：LE-627 24套。

回路调节控制单元：CFC-200C 24套。

自动标定驱动单元：ORIENTAL-MOTOR 2RK6GN 24套。

  3．网络通讯

为了满足在设备层、控制层及信息层的不同要求，西门子具有多种通信网络及解决方案供我们选择，主要有IndustrialEthernet、PROFINET、OPENIE、Profibus、AS-I、EIB、MPI、PtP、MODBUS和3964R等通信方式。

根据本系统的网络通讯要求和特点，在设备层与控制层之间我们选用了Profibus-DP通讯方式，其优点是适合实时性要求高、多个从站设备位置分散、快速周期性数据交换等场合，每套SIMATICS7-315-2DP CPU所集成的DP口作为分布式I/OET200M（2套）和CFC-200回路调节控制器（12套）的DP1主站，另一路由扩展CP342-5模块作为DP2主站，连接SIMOVERTMASTERDRIVES矢量变频器 SIEMENS6SE70+CBP2（24套从站），以上两路Profibus-DP网络确保了配煤系统的综合精度、快速数据交换、同步响应、可靠性、故障诊断和维护等方面的总体性能要求。

控制层与信息层采用TCP/IP工业以太网通讯，CP343-1以太网模板使S7-300PLC成为工业以太网的一个节点并通过Siemens OSMTP62光纤交换机建立起PC站对控制层的访问通道，操作站/工程师站配置SiemensCP1613网卡通过专用双绞线与OSM连接，3台OSM交换机通过光纤连接构成一个100M环形的主网，工业以太网适用于大规模数据的交换和远距离传输,是目前实现自动化系统与计算机系统间通讯的理想选择。

OSM具有如下特点：

·通讯可靠，网络出错后可迅速重构（<0.3秒）

·通过集成的冗余管理器可以实现快速介质冗余

·通过100Mbit/s的高速率和负载隔离技术实现网络性能的提升

·冗余环中的通讯速率为百兆，每个环上多可使用50个OSM

·使用多模光纤的两个模块间的大距离是3000m

·简单的网络配置和扩展诊断

·24V DC冗余供电

4．STEP7及WINCC编程组态

    配煤控制系统以SIMATIC Step7 V5.3和WinCCV6.0为软件开发平台；STEP7编程软件包主要完成S7-300、ET200M类型配置、物理地址配置、硬件组态配置、网络通信端口配置、OB、FB、FC编程等任务，WinCCV6.0是SIMATIC全集成自动化的重要组成部分，它向用户提供了极大的应用灵活性和系统开方性，在工业自动化领域有着广泛的应用，是当今的HMI/SCADA软件。

（1）STEP7编程及硬件组态

    PLC软件设计中充分利用STEP7的结构化编程方式，根据不同的需要建立起公共的功能块，经参数传递来反复进行调用，因而整个系统程序层次分明，易于理解和修改。

SIMATIC STEP7 H/WConfig中组态配置内容包括：硬件名称和类型选择、模块安装次序、模块I/O地址、GSD文件安装、DP网络参数（主从站地址、传输速率、操作模式）等。

H/W硬件配置如下图所示：

）WINCC应用

运行于Microsoft bbbbbbs XP下的bbbbbbs控制中心─WinCCV6.0为过程自动化领域中的，作为基础自动化系统重要组成部分，它将人机界面（HMI）系统、监控管理系统和数据库技术集成为一体，它采用标准微软SQLServer 2000数据库进行数据归挡存储，并提供了SIMATICMES/ERP的高效连接通道。利用WinCC可根据配煤炼焦生产工艺要求与控制内容，方便地制作配煤工艺流程界面、配方管理界面、各工艺和控制参数监测界面、网络通信状态界面、各设备顺序控制界面、报警指示和记录界面、趋势图记录界面等功能模块的设计，系统的各种控制参数、工艺参数及生成的数据库均可自动存储，实时查询，同时自动生成年、月、日报表供打印和预览。并启用WinCC中的VBA脚本语言(bbbbbb)来实现对数据库接口的ADO访问应用功能,从而能满足系统的扩展要求。

采用SIMATIC Step7+WinCCV6.0组合，可大大地降低系统开发的成本，缩短项目实施的周期，它具有应用灵活、规模可伸缩、使用简便、功能强大等特点。另外，在本项目中充分利用WinCC和Step7集成环境下的系统全局数据库技术，在变量的操作、存取、修改和逻辑块直接调用方面都给编程过程带来了极大的方便，这种面向对象的编程技术特性在今后的功能扩充、方案更改、系统优化和维护方面都具有很大的实用性，同时提高了整个控制系统的稳定性、灵活性和可扩展性，是分布式SCADA系统及工厂基础自动化层次的理想选择。

本例中根据系统工艺要求，应用WinCC所开发的监控系统界面，采用树型结构，具有多种画面调用手段，以方便操作者使用，我们设计了以下几个主要的功能画面：

故障报警界面─对于自动配煤中的一些重要的参数进行实时报警和自动生成故障记录表，并根据设备的故障性质，系统自动诊断并采取相应的处理，故障诊断报警内容包含：称重传感器故障、测速单元故障、负荷率过载、速度上下限、流量上下限、缺料、皮带断裂/跑偏、网络故障、偏差超限、电机过流/缺相/欠压/过压/短路等信息。

趋势与统计界面─实时显示主要变量的变化趋势并形成历史记录，供今后可以查找过去的过程数据记录，通过对各台给料机的历史趋势数据比较，进而可以为配比统计分析提供依据，从而进一步预测和提高焦炭的质量。

流程监控与操作界面─实现生产过程中各设备的顺序逻辑控制和系统协同操作运行，根据系统工艺流程的需求来确定运行方式、选择流程控制模式和相应配方。系统操作根据控制方式可分为手动、半自动和全自动，根据操作地点可分为现场就地操作、控制室操作、上位HMI集中操作，从而覆盖整个焦化配煤的工艺要求。

　　其它如系统调试工具、网络通信管理等界面主要为系统诊断、调试、网络状态分析、网络SNMP管理时所使用，限于篇幅就不再详述了。

5．变频器驱动的选型及参数设置

基于综合因素的考虑，本次配煤皮带/圆盘给料机驱动单元选用SIMOVERTMASTERDRIVES全数字多功能技术的电压源型变频器SIEMENS6SE70，该装置具有结构紧凑、可靠性高、功率因数高、输出纹波小、32位CPU全数字控制、故障自诊断处理、电机参数自动辨识、组态功能丰富等特点，功率单元采用IGBT组件，具有良好的驱动性能，它采用先进的转子磁场矢量控制策略，可以达到同直流传动系统相媲美的动、静态性能。可实现在低速状态下的平滑运行和高力矩输出、高精度的速度、力矩控制，以满足焦化配煤工业的恶劣现场环境要求。它同时具有强大的通讯功能，其驱动通讯可以分为四种协议：Profibus-DP、USS、CAN、SIMObbbb。本例中是选择CBP2通讯板来实现Profibus-DP开放式的现场总线的通讯控制。

MASTERDRIVES 6SE70变频器部分参数设置如下：

上述参数设定方法有以下几种途径：

·装置自带的参数设定器（PMU）

·操作面板（OP1S）

·计算机（带SIMOVIS软件）

·SIMATIC自动化单元（带CBP2）

五、  系统控制功能

1．称重测控单元功能

    称重测控单元担负着整个配煤的煤量采集计量作用，也是整个配煤系统数据采集的基础，其控制核心为CFC-200仪表，它是集调节与演算为一体的多功能计量控制器，其内核为16位摩托罗拉68KCPU，它以Yamato出众的计量设计技术为基础、具有性能稳定、测量精度高、抗干扰性能强、功能齐全、接口多样化、故障自诊断、参数自整定及智能PID调节等功能特长，它主要完成负荷、流量、累积量的采集，CFC-200仪表通过Profibus-DP接口与西门子PLC溶合为一体，达到数据无缝、透明共享的预期效果。

2．PLC实现的功能

实现各台配煤给料机的流程启动和停止；故障诊断报警；仓料位、圆盘电机、给料皮

带电机的流程联锁和逆向启动、顺向停车的顺序控制；各台设备/各工艺段之间的安全联锁；各变频器的频率给定和速度控制；总配比流量的在线调整等功能。PLC按工艺要求完成系统的四种控制方式（现场就地控制、单台手动控制、单套联动控制、全自动控制）；另外，S7-300PLC作为Profibus-DP的网络主站，起着整个系统的控制核心作用，是确保系统内所有设备的协同运行的前提条件，并完成与上位机交换系统的所有过程参数和数据的任务。

3．上位机实现的功能

实现煤料配合比例工艺流程的自动监控；管理生产过程参数和状态；处理反映各种过程报警和历史报警；浏览各实时/历史趋势画面；生成各种报表供浏览/查询/打印；建立实时数据库及归档数据，为企业决策者提供工厂现场层实时过程数据、曲线及统计分析表。利用WinCC中的C语言脚本(bbbbbb)及提供的各类应用函数，来灵活地完成系统复杂的控制要求，并将配煤系统的前后工艺段有机地组合起来。

以上三者相辅相成，构成一套完整的自动配煤解决方案，整个配料系统综合精度优于0.5%。

4．项目中的难点问题及实施办法

配煤炼焦有2大工艺段，每个工艺段有12套，合计共有24套给料机，其配比的准确和稳定是焦炭质量保障的关键。

后备PID调节：但在实际运行中配煤系统的配比会受到外界多种因素的影响，如煤质、含水率、环境温湿度、粘度、粒度等因素，从而直接引起下料不畅通、结块、粘料等现象，影响配煤比例的恒定。针对上述情况，我们采用两套PID自动调节回路方案，正常情况下由CFC-200来执行调节，当上述情况造成流量震荡或偏差超限时，系统自动切换由PLC来完成后备PID调节，而此刻后备PID调节是根据所发生不同情况下的同种煤流量总和为目标对象进行闭环调节，从而优化了过程控制的性能和效果。   

   后备计量切换：系统在正常情况下，其计量功能是有称重测控单元来完成，它主要由UB2电阻应变式传感器和CFC-200仪表组成，一旦称重测控单元中的任何一方故障都将导致称重计量失败。因此，我们采用了后备容积计量功能，当一旦发生计量失败情况时，系统自动切换到容积计量模式，其设计思路为：在系统正常情况下由PLC对CFC-200所输出的煤流量进行密度逆运算，得出其在预置时间跨度内煤的瞬间密度，并不断进行跟踪刷新和存储，当进入容积计量模式后，PLC将根据所记忆的瞬间密度，进行流量运算和控制调节，而不影响系统的正常进行。

六、  项目运行

2006年8月15 日上午，中国炉─山西太钢7.63米焦炉（年产焦碳115万吨／

座）顺利投产了。整个配煤系统运行可靠、性能稳定、操作方便、自动化程度高、配煤准确率和焦炭质量稳定率都得到大幅度的提高，不尽降低了煤耗和能耗，还大大地提高了生产效率，达到了预期的效果，为太钢不锈钢年产能达到300万吨，成为全球产能大的现代化不锈钢企业打下了基础。

七、  应用体会

通过自动配煤项目设计、实施，进一步加深了对西门子SIMATIC自动化产品的了解。系统采用了工业以太网和Profibus-DP现场总线，实现了现场仪表、PLC、分布式I/O、操作站/工程师站、变频驱动器之间的相互通信，提高了数据传输的可靠性和抗干扰性，减少了大量线缆，现场安装、调试的工作量也大大降低，缩短了项目实施周期，更提高了工作效率和项目质量。

另外深有体会的一点是：西门子SIMATIC自动化产品的产品链长、性能超群、覆盖面广、普及率高、网站内容丰富且更新快、各类文档资料齐全、客户技术服务响应快等等，这一切都为我们的实际工作带来了极大的便利和广泛的认可，预祝以SIMATIC品牌为代表的自动化产品在今后创新道路上再创。

前言

化工生产过程中相当大的一部分场所为具有爆炸危险性气体存在的危险场所，自动控制系统在这类场合下的应用一定要遵从符合防爆安全技术规范。在爆炸危险区内本质安全防爆（Ex-i）方式是自控设计者经常使用的方法，本安防爆在过程控制系统工程设计、施工、工程造价以及可操作性和维护性等方面相对于其他防爆形式（Ex-d、Ex-e、Ex-m等）具有明显的优越性。

西门子的全集成一体化控制系统在危险区的本安防爆应用方式上具有很大的灵活性。具有大量安全防爆产品可供用户设计成为满足不同要求的本安防爆系统，极大的方便了用户的选择和应用，用户可以根据自己的实际情况和资金情况涉及建立符合自己要求的防爆控制系统。

本文就西门子防爆系统的几种应用方式进行了探讨和总结，以求对防爆用户的设计应用有所帮助启发。

2.      爆炸性危险场所的划分  

在危险场所中安全地使用爆炸性环境用电气设备的前题条件是合理的选择、正确的安装和考虑系统日常生产运行时必要的维护。因此应根据其使用所在的危险场所的性质来合理的选择防爆电气设备。

危险场所就是由于存在着易燃易爆性气体、蒸气、液体、可燃性粉尘或者可燃性纤维而具有引起火灾或者爆炸危险的场所。典型的危险场所，如石油化工行业中爆炸性物质的生产、加工和贮存过程中所形成的环境。对爆炸性气体环境，按场所中危险物质存在时间的长短，将爆炸性气体环境危险区域划分为三个区，即分为Ex.Zone0区、Ex.Zone1区和Ex.Zone2区。

Ex.Zone0区：连续出现或长期出现爆炸性气体混和物的环境。

Ex.Zone1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混和物的环境。

Ex.Zone2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混和物的环境或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混和物的环境。

在工程实践中，Ex.Zone0区一般只存在于密闭的容器、贮罐等内部气体空间，在实际设计过程中Ex.Zone1区也很少存在，大多数情况属于Ex.Zone2区。

为实现电气设备防爆，工程上采取了多种防爆技术方法，并通过防爆认证，构成防爆电气设备，用来防止爆炸危险性环境形成及其爆炸。主要有隔爆、本安、增安、正压、充油、充砂、无火花型等形式的防爆电气设备。对于自控系统来说，常见的是隔爆和本安两种防爆技术方法。本安防爆技术又具有很多优点，如本质安全，结构简单，可带电检修等，在过程仪表自控系统中是选择。

本质安全型电气设备是从限制电路中的能量入手，通过可靠的控制电路参数设计，将潜在的电火花能量降低到可点燃规定的气体混合物能量以下，导线及元件、壳体表面的发热温度也限制在规定的气体混合物的点燃温度之下。本质安全防爆型式的设备内部，所有电路都是由在标准规定条件(包括正常工作和规定的故障条件)下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质安全电路。它又分为“ia”、“ib”两个等级，“ia”等级电气设备，是正常工作和施加一个故障和任意组合的两个故障条件下，均不能引起点燃的本质安全型电气设备；“ib”等级电气设备，是正常工作和施加一个故障条件下，不能引起点燃的本质安全型电气设备(参见GB38364标准)。本安防爆形式因对能量有严格的限制，因此只能应用于弱电设备中，设备其中Ex-ia设备适用于Ex.Zone0、1、2区或Ex-ib设备适用于Ex.Zone1、2区。本安防爆设备可以在带电情况下进行检修和校准，因此尤其适合过程自控系统应用。

本安防爆技术的优点和特点使得其在过程自动控制领域获得了越来越广泛的应用，本文将以自控系统的本安应用作为重点进行讨论。

3.      西门子SIMATIC系统在安全防爆场所的几种应用解决方案

由于近年西门子全集成自动化（TIA）理念在西门子系统中的推广和应用，西门子SIMATIC系统尤其PCS7系统中增添了许多可供用户选择的丰富的安全防爆系统解决方案，大大加强了其在安全防爆领域的应用能力。而且由于本质安全型现场总线PROFIBUS-PA的推广应用，日臻成熟，为解决传统的安全防爆系统设计提供了更灵活、可靠的解决方案。本文主要介绍以西门子SIMATIC系统为核心构架完成一个安全防爆系统的几种典型解决方案。

(1)从点对点接线到点对点接线(Point toPoint)解决方案

即传统DCS/PLC+安全栅方案，见图1所示。这类本安防爆接口以隔离式和齐纳式安全栅为代表。应用特点是本安防爆现场仪表以点对点的接线方式通过电缆接至安全区控制柜内的安全栅，安全栅再以点对点的接线方式接至控制系统(DCS／PLC)的通用I/O卡。这是传统的本安防爆接口技术。

(2)本安防爆I/O卡板解决方案

本安防爆I/O卡板解决方案是在DCS／PLC的通用I/O卡板基础上增加本安电路，使之成为本安防爆卡板，可直接与现场两线制本安仪表相连接，省却安全栅环节，构成本安防爆控制系统，见图2所示。其本质与DCS/PLC+安全栅方案相同，但是减少了安全栅环节，节省了线路连接点，因此能够降低系统的故障点。而且这类本安模块如SIMATIC S7-300系列的本安防爆式ExI/O卡板SM322，SM321，SM331，SM332等，其防爆等级为Ex-ibIIC，可以挂接Ex.Zone1区内的本安仪表。由于本安防爆卡板使用了集成安全栅技术，减少了隔离式和齐纳式安全栅的使用，因此结构紧凑，节约了空间和费用。

(4)从点对点接线到总线(Point toBus) 解决方案

即本安防爆远程分布式I/O方案，产品包括总线式隔离安全栅和本安型的分布式I/O模块。其中极具代表性的是西门子ET200iSP系列本质安全分布式I/O。见图2所示：ET200iSP本身可以安装应用在Ex.Zone1区，通过点对点电缆连接至Ex.Zone 0区的本安仪表。

与从总线到总线(Bus to Bus)解决方案相比，其应用特点是：现场仪表仍可以采用传统4～20mA本安仪表，以点对点的接线方式接至分布式I/O，而分布式I/O向上则以经本安链接器485/iS隔离后的PROFIBUS-DP/iS（1.5Mbps）总线方式接至控制系统通信总线或现场总线网卡。ET200iSP不仅具有安全栅功能，为现场回路提供本质安全防爆，而且ET200iSP本身还具有很高的防爆安全等级，其I/O模块、电源模块和网关本身也采用本安防爆（ATEXII 2 G EEx ib IIC T4）。 因而ET200iSP可以直接安装在Ex.Zone1区，可对其所有电子模块（包括电源模块和总线连接模块）进行带电热插拔维护、操作。显然，这种本安防爆解决方案中，现场仪表仍可使用传统的4—20mA仪表。本安防爆远程分布式I/O方案是能兼顾FISCO现场总线方式和点对点方式两类应用方案优点的一种中间方案，也是本文将详细讨论的方案。　

除ET200iSP外，值得一提的是SIMATIC还有防爆ET200M分布式I/O方案可供用户选择。ET200M如果选用相应的防爆结构和S7-300系列的防爆ExI/O卡板后，其本身就构成无火花型防爆形式，可以直接安装在危险区。但ET200M本身的防爆级别要比ET200iSP低，只能安装在增安型(Exe)保护箱中，用于Ex.Zone 2区。ET200M的数据传输采用PROFIBUS-DP，高速率可达12Mbps，相比ET200iSP的1.5Mbps通讯速率要高。

 图5：ET200iSP结构组成

一个SIMATIC ET-200iSP 站点由一个密封电源、一个用于连接PROFIBUS-DP 的接口模块(可扩展32块电子模块)，和一个总线终端电阻模块组成。而且，其电源和接口模块均可进行冗余配置。

ET-200iSP的防爆电源是一个隔爆Ex-d的供电模块，由安全总线底板向各电子模块供电。电源模块本身的供电通过Ex-e端子实现，在危险区不允许拆开此连接。而且送电电源必须安装在安全区。

每台ET-200iSP的 PROFIBUS DP接口模块多可连接64个模拟信号或128个数字信号。

ET-200iSP的模块化结构为用户提供了大限度的灵活性，可以连接NAMUR 数字量输入、电磁阀、模拟量输入/ 输出、HART输入/输出、热电耦以及热电阻等。所有电子模块均具有本安结构，而且在危险1区可对所有的电子模块(包括供电及总线连接模块)带电进行更换，即“热插拔”。

 HART 协议模板可实现与HART仪表的无缝集成。

采用弹簧压紧或螺钉快速连接现场本安设备。

（2）      ET200M   

在SIMATIC ET 200 产品系列中， ET 200M 是主要的分布式I/O系统，与SIMATICPCS7一起用于过程应用，支持在线修改( 使用有源总线模块设计)，它可使用丰富的S7-300 I/O模块包括S7-300标准信号模块，冗余信号模块，防爆输入/输出模块以及符合HART协议的防爆模拟量输入和输出模块。每个ET200M接口模块多可以连接8 个I/O 模块。ET 200M是在PROFIBUS-DP 现场总线上的从站，大数据传输速率为12 Mbit/s。

 ET200M模块本身采用无火花型防爆，即ATEX II 3 G EEx n II AT4，配合增安型防护箱，可安装在Ex.Zone2区，这已可满足大部分现场机柜安装地点的防爆要求，其连接的本安传感器/执行器可以用于Ex.Zone 1区。

ET 200M可选用有源总线模板进行配置。在非防爆环境中，允许带电热插拔操作，但在危险区使用时不能进行热插拔维护。

（3）      本安防爆I/O卡板

表1：SIMATIC  S7-300系列的隔离式Ex I/O卡板

（4）      RS485/IS耦合器

由于ET200iSP直接安装在Ex.Zone1区，进行本安操作需要本安PROFIBUS-DP总线。RS485-IS耦合器是一个“现场总线隔离器”，非本安的PROFIBUS-DP总线通过RS485-IS耦合器后成为本安的PROFIBUS-DP/iS总线。RS485/IS耦合器对总线进行隔离并限制其能量，使之处于安全范围之内，起到了总线中继和防爆隔离的作用。在危险区内，本安的PROFIBUS-DP/iS可以带电进行插接操作。

需要注意RS485-IS耦合器本身必须安装在安全区内。

（5）      DP/PA耦合器/链接器   

DP/PA耦合器/链接器实现PROFIBUS-DP到本安现场总线PROFIBUS-PA的转换和连接。PA本安现场总线还可以实现对本安现场总线仪表的馈电。

DP/PA耦合器（Coupler）的主要作用：

实现物理层的转换，并通过总线向现场仪表供电

实现安全栅隔离功能，使危险区与安全区电气隔离。

DP/PA链接器（bbbb）的主要作用：

 完成过程仪表与主控制器之间的数据通讯工作，它肩负着主设备和从设备的双重身份。作为主设备，它控制着内部总线的正常工作；作为从设备，它又担负着与上一层总线的通讯任务。

DP/PA链接器是一种非常简单的网关，它可互连PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA，但去耦传输速率。这就意味着PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA可以组合使用，而不会影响PROFIBUS-DP的性能。

（6）      本安操作员面板

如果防爆现场需要更多的信息显示和操作，在控制系统中设计选择防爆操作界面是非常必要的。安全防爆操作屏由于功率较大，大多采用隔爆形式实现防爆。

5.       西门子本安防爆系统的综合应用

前文所述4种本安防爆控制系统解决方案有各自的特点和应用场合，在实践中均有很多应用实例。而且SIMATIC系统还提供了很大的灵活性，用户可以很方便的利用一种解决方案组成自己的本安防爆控制系统。因为西门子的集成一体化思想在SIMATIC产品上的充分体现，我们可以通过一条PROFIBUS-DP现场总线将几种防爆解决方案统一在一个防爆控制系统中，如图5所示，甚至将防爆应用和非防爆应用统一在一个控制系统中。这常见于西门子PCS7系统中多区域、多场所、多站点的应用。

因此用户可以根据自己生产的特点，充分的利用不同防爆解决方案的特点，灵活组合几种防爆解决方案组成自己的本安防爆控制系统。图5是西门子SIMATIC本安防爆系统的综合应用。