SIMATIC PCS 7过程控制系统的过程控制以单站结构或者服务器结构内的操作员站的方式集成了外站远程控制中心(RTU)(也可以选用冗余设计)。无需配设额外的自动化系统,SIMATICPCS 7系统就可以使用或者连接远程控制专用数据。对于大型程序规模,PCS 7 TeleControl操作员站(单站/服务器)仅优先用于远程控制模式(专用型)。对于小型程序规模,除 RTU外(双通道模式),服务器或者单站也可以控制中心工厂区域内的 SIMATIC PCS 7 自动化系统。
如果要对 PCS 7 TeleControl操作员站(单站/服务器)的工程组态,则需要通过数据库自动化技术 (DBA) 和 SIMATIC PCS 7 TeleControl块库对 SIMATIC PCS 7 过程控制系统的工程师站的功能进行扩展。
为了与 RTU 通讯,SIMATIC PCS 7 TeleControl 使用了SINAUT ST7、DNP3 与 Modbus RTU(使用串行和 TCP/IP 通讯连接)以及 IEC60870-5-101(串行)和 IEC 60870-5-104(以太网 TCP/IP)等协议。
通过与 RTU 串行连接,可使用以下组件在控制中心端(PCS 7TeleControl OS 作为单站或服务器)以一种更为经济实惠的方式进行远程控制连接。
SINAUT TIM 通讯模块
(SINAUT ST7 远程控制协议)
TCP/IP 串行转换器
例如,MOXA 或Lantronix 公司的相关设备(远程控制协议DNP3、Modbus RTU、IEC 60870-5-101)
可直接通过以太网 TCP/IP 或通过 TCP/IP WAN 路由器将远程站连接到SIMATIC PCS 7 工厂总线(远程控制协议 SINAUT ST7、DNP3、ModbusRTU、IEC 60870‑5‑104)。而在使用 SINAUT ST7 远程控制协议时,除了可以使用 TCP/IP WAN路由器还可以使用 SINAUT TIM 通信模块或者作为另一种连接方式。
表格“可集成外站”中列出了当前的各种连接方式(具体取决于 RTU类型和通信类型)。
设计S7-300
概述
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件:
A CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUSDP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根据具体要求,也可使用下列模块:
负载电源 (PS) 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC电源电压。
接口模块 (IM) 用于连接多层配置中的中央控制器 (CC) 和扩展单元 (EU)。
SIMATIC S7-300 可通过跨 CC 和 3 个 EU 分布的Zui多 32个模块来操作。所有模块均在外壳中运行,并且无需风扇。
适合扩展环境条件的 SIPLUS 模块:
适合温度范围 -25 至 +60 °C、较高湿度、冷凝和结霜负荷条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
S7-300 的简单设计使其功能多样,易于维护:
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位锁紧螺钉。
集成背板总线:
集成的背板总线;背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码,更换极为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
如果用户需要使用 8个以上插槽来安装其自动化任务中的信号模块、功能模块或通信处理器模块,则可以将 S7-300(CPU 312 和CPU 312C 除外)扩展:
中央控制器和3个扩展机架Zui多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 进行扩展:
1 个扩展装置Zui远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的Zui远距离为 10m。
物理隔离安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:Zui大 10 m
灵活的安装选件:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以Zui大限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通讯模块。
多点接口 (MPI),集成到 CPU 中;
用于连接编程器/PC、HMI 系统和其它 SIMATIC S7/C7 自动化系统的低成本解决方案。
通过 PROFIBUS DP 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信模块或配有集成式 PROFIBUS DP接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
SIMATIC S7-300
(使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S7-400
(使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC C7
(通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,或通过 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带 IM 308
SIMATIC 505
出于性能原因,每条线路上连接的主站不得超过 2 个。
以下设备可作为从站连接:
ET 200 分布式 I/O 设备
S7-300,通过 CP 342-5
CPU 313C-2 DP,CPU 314C-2DP,CPU 314C-2 PN/DP,CPU 315-2 DP,CPU 315-2PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP 和 CPU 319-3PN/DP
C7-633/P DP,C7-633 DP,C7-634/P DP,C7-634 DP,C7-626DP,C7-635,C7-636
现场设备
带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,只使用 MPI功能,通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信模块或配有集成式 PROFINET 接口的CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
SIMATIC ET 200
(通过带有 PROFINET 接口的 CPU)
SIMATIC S7-400
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200proIM154-8 PN/DP CPU
通过 AS-Interface 进行过程通信
S7-300 具有一个通信模块 (CP 342-2),适合连接AS-Interface 总线的现场设备(AS-Interface 从站)。
更多信息,请参见通信处理器。
通过 CP 或集成接口(点对点)进行数据通信
通过 CP 340/CP 341 通信处理器或 CPU 313C-2 PtP 或CPU 314C-2 PtP 的集成接口,可经济有效地建立点到点连接。有三种物理传输介质支持不同的通信协议:
20 mA (TTY)(仅 CP 340/CP 341)
RS 232C/V.24(仅 CP 340/CP 341)
RS 422/RS 485
可连接以下设备:
SIMATIC S7、SIMATIC S5 自动化系统和其他公司的系统
打印机
机械手控制装置
扫描器,条码阅读器,等
特殊功能块包括在通信功能手册的供货范围之内。
6ES7 307-1BA01-0AA0电源模块(2A)6ES7 307-1EA01-0AA0电源模块(5A)6ES7307-1KA02-0AA0电源模块(10A)CPU6ES7 312-1AE13-0AB0CPU312,32K内存6ES7 312-1AE14-0AB0
6ES7 312-5BE03-0AB0
6ES7312-5BF04-0AB0CPU312C,32K内存 10DI/6DO6ES7313-5BF03-0AB0
6ES7313-5BG04-0AB0CPU313C,64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO6ES7313-6BF03-0AB0
6ES7313-6BG04-0AB0CPU313C-2PTP,64K内存 16DI/16DO6ES7313-6CF03-0AB0
6ES7313-6CG04-0AB0CPU313C-2DP,64K内存 16DI/16DO6ES7313-6CF03-0AM0CPU313C-2DP,64K内存 16DI/16DO组合件(6ES7313-6CF03-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)6ES7314-1AG13-0AB0CPU314,96K内存6ES7 314-1AG14-0AB0CPU314,128K内存6ES7314-6BG03-0AB0
6ES7314-6BH04-0AB0CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7314-6CH04-0AB0CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO6ES7314-6EH04-0AB0CPU314C-2PN/DP 192K内存/24DI/16DO/4AI/2AO6ES7 314-6CG03-9AM0CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO /4AI/2AO组合件(6ES7 314-6CG03-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0*2)6ES7315-2AG10-0AB0CPU315-2DP, 128K内存6ES7315-2AH14-0AB0CPU315-2DP, 256K内存6ES7 315-2EH13-0AB0
6ES7315-2EH14-0AB0CPU315-2 PN/DP, 256K内存6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2AK14-0AB0CPU317-2DP,512K内存6ES7 317-2EK13-0AB0
6ES7317-2EK14-0AB0CPU317-2 PN/DP,1MB内存6ES7318-3EL00-0AB0
6ES7318-3EL01-0AB0CPU319-3PN/DP,1.4M内存
基于四种基本拓扑形式(点到点、多点、星形和环形),可用这些介质类型实现具有不同结构的远程控制网络,例如,无线星形网络、专用线或DSL。如果将这些具有相同或不同介质类型的基本拓扑组合在一起,还可以设计出更为复杂的网络拓扑结构,甚至冗余通信路径。通过这种方法,能够以地结合本地环境和可能存在的系统架构。
移植现有的远程控制系统基于 SIMATIC S5 的 SINAUT ST1 站
对于现有工厂的迁移,还可以通过 SIMATIC PCS 7 TeleControl将基于 SIMATIC S5 的 RTU 集成到过程控制系统中。在此过程中,中央 TIM 通信模块中的 ST1 远程控制协议将转换为ST7 协议。
使用 Modbus RTU 通信的设备
使用 SIMATIC PCS 7 TeleControl,可以将含有 Modbus基础设施的现有工厂部分(在室外)集成到 SIMATIC PCS 7 中。采用 Modbus RTU 协议,通过串行线路或者TCP/IP 连接,可以将这些区段集成进 SIMATIC PCS 7。
具有 Modbus TCP/IP 接口的 RTU 可以直接集成,而第三方 RTU则需要使用特殊的接口转换器才能进行远程控制通信。
使用远程控制协议的第三方站
除 Modbus RTU 远程控制协议之外,DNP3(串行和 TCP/IP)、IEC60870-5-101(串行)和 IEC 60870-5-104(TCP/IP) 远程控制协议还支持实现第三方 RTU的控制中心接口。但需要 RTU 支持相应的协议并具有所需的接口转换器。
使用 OPC 的第三方站
使用 OPC 服务器的第三方 RTU 可以通过在 DBA技术上额外组态一些操作服务,使用 PCS 7 TeleControl 操作员系统集成到过程控制中。这样,SIMATIC PCS 7TeleControl 就可以在操作员系统(OPC 客户端)和 RTU(OPC 服务器)之间通过 OPC DA 进行数据交换。
SINAUT LSX 系统
通过 SIMATIC PCS 7 TeleControl,也可以移植现有SINAUT LSX 系统。SIMATIC S7 控制器(带有 EDC(事件驱动的通讯)远程控制协议,安装在 SINAUT LSX系统中)已通过 PCS 7 TeleControl S7 EDC 驱动程序集成到 SIMATIC PCS 7 TeleControl中(有关订货数据,请参见产品目录的“PCS 7 TeleControl 操作员系统部分)。”SINAUTLSX系统可以在所有层级甚至是新的系统架构上实施,从而用户可以根据需要,逐步进行现代化改造,而无需短期的过渡解决方案。