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当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
检修前准备
（1） 检修前准备好工具；
（2） 为**元件的功能不出故障及模板不损坏，必须用保护装置及认真作防静电准备工作；
（3） 检修前与调度和操作工联系好，需挂检修牌处挂好检修牌。

PLC有较高的易操作性。它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改。
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AS 单站 AS 410F


安全自动化系统可用于某些关键场合，如出现事故可能导致人身伤害，损坏工厂或污染环境。这些也被称为“故障安全自动化站”的 F/FH 系统可检测出过程中的故障以及自身的内部故障，这些故障与 ET200 分布式 I/O 系统的安全型 F 模板或通过现场总线直接连接的故障安全变送器相关联。一旦发生故障，系统将自动使设备处于安全状态。



设计
使用 PROFIsafe 规约，可以在自动化系统（控制器）和过程 I/O 之间通过 PROFIBUS 或 PROFINET 进行安全相关通信。选择 PROFINET IO 还是 PROFIBUS DP/PA 现场总线，会对安全相关系统的架构产生重大影响。


有关 PROFIBUS DP/PA 和 PROFINET IO 安全相关设计版本的信息，请参见“过程自动化的安全集成”一节，“简介”。


安全 SIMATIC PCS 7 自动化系统基于 AS 410S 标准自动化站（F 系统）的硬件或 AS 410H 容错自动化站（FH 系统）的硬件，这些自动化站采用 S7 F systems 来实现安全功能。


根据设计形式的不同，可以将其分为：


AS 单站 AS 410F，仅带有一个 CPU（安全相关）
AS 冗余站 AS 410FH，配 2 个冗余 CPU（安全型和高可用性型）
通过电源或工业以太网通信模块的冗余设计，可以灵活提高可用性（有关详细信息，请参见“使用灵活，可用性高，可以扩展”下面的“模块化 AS 410 系统”一节）。


所有 AS 410F / FH 系统均通过 TüV 认证，并符合 IEC 61508 标准的安全等级达到 SIL 3 的要求。


在具有多任务处理能力的系统中，一个 CPU 上可同时运行几个程序，可用于基本过程控制 (BPCS) 应用或安全型应用。这些程序之间不会相互影响，即 BPCS 应用中的故障不会对安全相关的应用产生影响，反之亦然。也可以完成具有很短响应时间的特殊任务。


按照“二选一”原理运行的冗余 FH 系统由两个设计完全相同的子系统组成。它们在电气上相互隔离以达到较佳电磁兼容性，并通过光缆实现相互同步。发生故障时，将从运行中的子系统无扰动切换到后备系统。两个子系统可存在于同一机架内，或分开较大 10 km。在运行中的子系统所处环境中存在较端影响状况时（例如，发生了火灾），空间上的分离提供了附加安全性。


FH 系统的冗余性仅用于增加可用性，与处理安全功能或相关的故障检测无关。


AS 套件的单独组态
安全型自动化系统的组态及其订货号可通过选择预先定义好的订货单位来定义。


可使用“选型和订货数据”一节中的表来选择相应系统的典型组合。这些层分为：


带有一个 CPU 的 AS 单站 AS 410F
带 2 个冗余 CPU 的 AS 冗余站 AS 410FH，安装在一个公用机架 (UR2-H) 上或两个单独的机架 (UR2) 上
使用西门子工业产品网上商城中两个相应的在线组态工具，可获得完整选型范围：


SIMATIC PCS 7 AS 410 单站组态器
SIMATIC PCS 7 AS 410 冗余站组态工具
在这里，应针对安全相关 AS 410 F/FH 自动化站来选择系统扩展卡，包括 S7 F systems 运行时许可证。


必须单独订购长于 1 m 的同步光纤电缆（每种情况下都需要 2 根电缆）。


可以在“过程自动化的安全集成”一章中订购对安全相关应用进行工程组态所需的组件：


S7 F 系统
F 编程工具，带有用于在工程组态系统中对安全相关用户程序进行编程的 F 块库
SIMATIC 安全矩阵
用于组态、运行和维护的便捷安全生命周期工具
后续的性能提高/
使用冗余 PROFIBUS (R1)
如果在组态、调试或运行过程中达到了由订购的系统扩展卡定义的系统限制，那么使用相应数量的 CPU 410 扩展包（100 个 PO/500 个 PO）就可以。*进行硬件改动。


除提高性能外，也可以扩展 PROFINET 功能。如果需要使用冗余 PROFINET (R1) 来代替 PROFINET 系统冗余 (S2)，那么可以使用the "CPU 410 扩展包 PN Red”来扩展该功能。


通过 PROFIBUS DP 实现 I/O 连接
分布式过程 I/O 可以直接或通过从属 PROFIBUS PA 现场总线集成到 PROFIBUS DP 段。带有分布式过程 I/O 的多个 PROFIBUS DP 段可以在 AS 410F/FH 系统上操作。


CPU 410-5H Process Automation 中已集成进一个 PROFIBUS DP 接口。使用西门子工业产品网上商城中或选型和订货数据中的在线组态工具，可通过每个 AS 410F 以及 AS 410FH 的每个子系统的附加 CP 443-5 PROFIBUS DP 接口（保护涂层），配置较多 4 个附加 PROFIBUS DP 接口。


按照“高可用性自动化系统”一章中说明的方法将过程 I/O 连接到 FH 系统（冗余站）的 2 个冗余 PROFIBUS DP 总线。


过程自动化安全集成技术不支持 FOUNDATION Fieldbus (FF) H1 和 FF 设备。


通过 PROFINET 实现 I/O 连接
安全相关 AS 410F/FH 自动化站可通过 PROFINET IO 与远程 I/O 站（例如，ET 200M 或 ET 200SP 远程 I/O 站）相连。此时，在自动化系统中，仅能使用 CPU 内部集成的 PROFINET 接口（双端口交换机）。详细信息，请参见章节摴套远墓收习踩蓴、摷蚪阌。


通过工厂总线进行通信
如果安全自动化系统的 CPU 中集成的 PROFINET 接口不用于 PROFINET IO，那么这些接口也可用于连接至工业以太网工厂总线。否则，AS 410F 和 AS 410FH 的两个子系统可各通过一个 CP 443-1 通信模块（带保护涂层）连接到工厂总线。


工厂总线可通过环形结构来实现，如果对可用性要求很高，也可配置为冗余结构。当存在两个冗余环时，需要使用两个符合 AS（AS 410F）或 AS 子系统（AS 410FH）配置两个 IE 接口/通信模块并通过两个环（4 路连接）。这样就能够允许出现双重故障，例如在环网 2 上的总线电缆断线的同时，环网 1 的交换机发生故障。


运行系统许可证
安全相关自动化系统配有用于 100 个过程对象 (PO) 的 SIMATIC PCS 7 AS Runtime 许可证以及 S7 F Systems RT 许可证。采用额外的 100、1,000 或 10,000 PO 运行许可证，可对支持 100 PO SIMATIC PCS 7 AS 运行许可证进行扩展。附加实时运行授权的过程对象可加到已存在的过程对象中。与附加运行许可的数量和种类 (如 100 或 1000) 无关。



概述
使用可通过不同类型 CPU 进行扩展的 S7-400 自动化系统，可得到 AS 410 自动化系统的替代系统。可在采用 SIMATIC PCS 7 V7/V8 的工厂中使用的这些系统分类如下：


标准自动化系统
高可用性自动化系统
安全相关的自动化系统
标准自动化系统
AS 414?3、AS 414?3IE、AS 416?2、AS 416?3、AS 416?3IE 和 AS 417?4 标准自动化系统非常坚固耐用，具有很高的处理和通信性能。


AS 414-3 和 AS 414-3IE 是面向具有较小数量结构的小规模应用量身定制的。它们通过基于 S7-400 控制器系列的模块化和可扩展的系统，满足了低成本入门级解决方案的要求。大量数量框架可通过 AS 416-2、AS416-3/416-3IE 和 AS 417-4 自动化系统加以实施。这些系统是中型和大型工厂的可以选择系统。


高可用性自动化系统
采用高可用性自动化系统的目标是较大限度降低生产中断的风险。根据基本设计的不同，可以将其分为：


AS 单站：只带一个 CPU 的 AS 412-5-1H、AS 414?5?1H、AS 416?5?1H 和 AS 417?5?1H，例如用于以下应用：
以后扩展为冗余系统
UR1 机架上的冗余配置，包括 2 个单站，4 个同步模块和 2 个同步光纤电缆
AS 冗余站：带两个冗余 CPU 的 AS 412-5-2H、AS 414-5-2H、AS 416-5-2H 和 AS 417-5-2H，安装在一个普通的机架 (UR2-H) 或两个单独的机架 (UR2) 上
安全相关的自动化系统
安全自动化系统（F/FH 系统）可用于安全应用。在这些应用中，意外事件可导致人身伤害，并带来工厂损失或环境污染。这些系统基于高可用性自动化系统的硬件，可通过 S7 F 系统的安全功能进行扩展。


根据设计形式的不同，可以将其分为：


AS 单站
只带 1 个 CPU 的 AS 412F、AS 414F、AS 416F 和 AS 417F（安全型）
AS 冗余站
带有两个冗余 CPU（安全相关和高可用性）的 AS 412FH、AS 414FH、AS 416FH 和 AS 417FH
这些安全型 F/FH 系统与 ET 200 分布式 I/O 系统的安全 F 模块一起使用或与直接通过现场总线连接的故障安全发送器一起使用，不仅可以检测过程中的故障，而且还可以检测其系统自身的内部故障。一??发生故障，系统将自动使设备处于安全状态。FH 系统的冗余性仅用于增加可用性，与处理安全功能或相关的故障检测无关。


所有 F/FH 系统均通过 Tü 认证，安全等级高达 SIL 3 (IEC 61508)。



设计
模块机架
仅具有一个 CPU 的自动化系统（AS 单站）可安装在 UR1 机架（18 个插槽）或 UR2 机架（9 个插槽）上。


由两个电气隔离的冗余子系统组成的自动化站（AS 冗余站）可以安装在一个带分段背板总线的 UR2-H 紧凑型机架上，或安装在两个单独的机架上（UR1 或 UR2）。通过两个机架的这种设计，可物理分离冗余子系统，如通过一个防火隔板并间隔 10 km。由于采用了电气隔离，系统不会受到 EMC 干扰。


冗余电源
如果有两个为系统供电的单独电源，则可使用冗余电源来提高自动化系统的可用性（2 个电源为一个 AS 单站供电，或 1 个或 2 个电源为 AS 冗余站的每个子系统供电）。


通过工业以太网 (IE) 工厂总线进行通信
每个标准自动化系统都通过 CP 443-1 通信模块连接到工业以太网工厂总线。


如果集成在高可用性的安全自动化系统中 CPU 的 PN/IE 接口没有用于 PROFINET IO，则可使用该接口来连接到工业以太网工厂总线。否则，1H/F 系统（AS 单站）和 2H/FH 系统的两个子系统（AS 冗余站）将可以分别通过一个 CP 443-1 通信模块来连接到工厂总线。


通过 PROFIBUS DP 实现的 I/O 连接
分布式过程 I/O 可以直接或通过下层现场总线（PROFIBUS PA 或 基金会现场总线 H1）集成到 PROFIBUS DP 段。


带有分布式过程 I/O 的多个 PROFIBUS DP 网段可在标准自动化系统、1H/F 系统（AS 单站）或 2H/FH 系统（AS 冗余站）上运行。下表概括介绍了可组态的 PROFIBUS DP 接口的数目和类型。

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SIMATIC PCS 7
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概述


SIMATIC PCS 7 V9.0 系统架构


通过 SIMATIC PCS 7 为新的视角留出空间
如今，SIMATIC PCS 7 已跻身为世界良好的过程控制系统之林。其创新的解决方案，可**满足过程工业领域中的各种特殊需求。SIMATIC PCS 7 凭借其强大的功能、高度的灵活性和**的性能，突破了传统过程控制系统的局限性，为过程工业的前进方向展示了一幅新的蓝图。


SIMATIC PCS 7 无缝集成到西门子全集成自动化（TIA）中，包括适用于工业自动化所有层级中的各种产品、系统和解决方案，从企业管理层到控制层，一直到现场层，流程和混合行业的所有部门都能够实现集成化，定制化的自动化。


集成产品和系统系列以及基于此系列的解决方案，可实现更快速、更精确的顺序控制，并可将共享硬件、工程组态和工程工具中集成安全功能应用于连续和非连续过程自动化中。



功能
在过程自动化中实现更大灵活性
在工厂中，过程控制系统是实现较佳价值增值的基础：通过过程控制系统可以操作、监视和影响所有步骤和过程。


过程控制系统性能越高，系统优化的潜能就越大。正是基于这一原因，SIMATIC PCS 7 的设计除了具有出色的系统性能之外，还具有*特的可扩展性、高度的灵活性和集成性等特点。过程控制系统从规划和工程组态开始，提供功能强大的各种工具、功能和功能部件，在整个工厂生命周期的所有阶段都可以实现低成本的工厂高效运作。


通过集成获得灵活性
集成是 SIMATIC PCS 7 的特殊优势之一。集成包含许多方面：


横向集成到 TIA 中
纵向集成到各层级通信中
系统集成工程组态工具
集成有现场级的各种组件，包括驱动装置、开关柜等等
集成有其它诸多功能，包括批生产过程自动化、路径控制、过程安全、能源管理、远程控制等
横向集成


SIMATIC PCS 7 可无缝集成到 TIA，将企业完整的过程链（从原材料入库到成品出库）**集成到自动化系统中。


过程控制系统主要负责主生产过程的自动化操作。与此同时，所有附属设施，如低压或中压开关设备或楼宇管理系统等电力基础设施，也可以集成到系统中。


通过将相应的 SIMATIC 标准组件（自动化系统、工业 PC、网络组件或分布式过程 I/O）集成到过程控制系统中，可确保各组件**协同，并通过诸如简化选型、降低库存或提供**支持等措施实现丰厚**。


纵向集成


企业层的通信包括现场级、控制级、过程级、以及企业管理和资源规划级 (ERP)。通过基于国际工业标准的标准化接口和内部系统接口，SIMATIC PCS 7 可以在企业内部随时随地地获取过程数据，对工厂操作流程、工艺流程和业务流程进行分析、规划、协调及优化。


*工程组态


SIMATIC PCS 7 凭借按级分类且品种繁多的功能、统一的操作员控制以及相同架构的工程组态和管理工具，获得了客户一致认可。*工程师站包含有大量的工具，可实现集成系统的工程组态以及对批生产自动化、安全功能、物料输送或远程控制系统的组态，从而在整个生命周期内实现丰厚的投资增值。通过降低组态成本和培训成本，将整个工厂生命周期的总拥有成本 (TCO) 较小化。


功能多样化


根据典型过程自动化或客户特定的要求，可以对 SIMATIC PCS 7 进行以下功能扩展，例如：


批生产过程自动化 (SIMATIC BATCH)
功能安全和保护功能（过程自动化安全集成）
物料输送的路径控制 (SIMATIC Route Control)
远程设备的远程控制 (SIMATIC PCS 7 TeleControl)
电气开关装置自动化 (SIMATIC PCS 7 PowerControl)
同时，在控制系统中无缝集成更多其它功能，可以优化企业的生产过程，进一步降低系统的运行成本。例如，SIMATIC PCS 7 中除了包含能源管理和资产管理工具，还可以进行高质量的闭环控制并提供行业特定的自动化解决方案和库。



定制自动化
正是凭借*特的可扩展系统统架构，SIMATIC PCS 7 才能够在低成本实施各种自动化解决方案和经济运行过程控制工厂中大显身手。


基于标准 SIMATIC 组件搭建的模块化系统平台，使得 SIMATIC PCS 7 用户受益匪浅。其统一性可以灵活扩展硬件和软件，无论是在系统限值内外，均可做到**交互。SIMATIC PCS 7 过程控制系统的架构可以根据客户要求对仪表和控制系统进行组态，以较佳匹配工厂规模。将来如果将来工厂产能提升或需要进行工艺更改，则可以随时对控制系统进行扩展或重新组态。工厂规模扩增时，SIMATIC PCS 7 可以随之非常便捷地进行扩展。因而*为工厂扩容花费高昂的费用。


工程组态中的灵活性与性能
过程工厂中的工程组态工作流程始终是一个挑战：多个参与者、众多不同的数据格式和多种接口经常会导致传输错误和系统中断，从而需要投入更多时间与成本。在多个不同部门之间交换数据时，信息常常会丢失或需要手动更正。


一种全集成化的解决方案现在**次可用于工厂项目的规划和归档记录：SIMATIC PCS 7 Plant Automation Accelerator。客户尤其将获益于一致的工程组态，自动化规划和控制系统之间不会发生系统中断。通过 SIMATIC PCS 7 Plant Automation Accelerator 的基于对象的方法，您可以在一个*数据平台上工作，从而确保基于一个电子式工作流程，实现从工厂组态直至自动化的全集成式规划。该工作流程的范围从规划到发出报价单（包括材料清单），自动生成 SIMATIC PCS 7 过程控制系统的过程控制数据（包括电气组态），直至受控的海量数据组态以及工厂的直接归档。


这种模块化组态方法提高了整体项目效率，较大程度降低了风险。高度标准化和简单组态还可在实施阶段节省时间与成本。规划与工程组态之间的简单同步避免了重复输入和接口损耗，缩短了项目运行时间。


运行中的灵活性
随着自动化工程具有多层次性，与信息技术的结合越来越紧密，过程控制也变得日趋复杂。因此，操作的直观易用性与准确性较从前更为重。只有这样，才能显着提高生产效率，缩短停机时间并减少维护数量。SIMATIC PCS 7 凭借高效的高级过程控制 (APC) 功能和优秀的操作员站，可实现过程显着优化以及轻松安全地过程控制。除此之外，严格的产品质量和性能指标监控，也提高过程的运行效率并降低运行成本。SIMATIC PCS 7 可出色实现灵活性、工厂可用性和投资安全性。


过程控制和维护


在 SIMATIC PCS 7 操作员站中，可通过各种视图对过程操作进行严密监控，并在必要时进行干预。系统架构灵活可扩展：从单用户系统到冗余客户端/服务器架构的多用户系统。操作员界面采用较新的 NAMUR 规范（过程工业自动化技术用户协会）和 PI 规范 (Profibus International)，与工厂的交互操作更为便捷、直观和易于操作。这些符合人体工程学的设计符号、以任务为导向的面板、统一的状态信息表示以及优化的报警功能，都便于进行安全过程控制。


SIMATIC PCS 7 中集成的报警管理功能，可在特定环境中处理各种关键报警消息，并指示详细的处理方式。因而，可较大减轻操作人员的工作强度。


通过预防性和预测性维护策略，可以降低总拥有成本。通过 SIMATIC PCS 7 Maintenance Station，维护工程师可持续监视关键生产设备（如泵、阀、蒸馏塔或电机）的运行，并在需要维护之前适时采取相应维护措施，而*制定维护计划，也不会有工厂意外停工的风险。


过程优化


SIMATIC PCS 7 支持各种过程优化方式，包括：


监视控制性能
高级过程控制
Process Historian
通过控制性能监视功能，监视闭环控制块的控制质量，并发出报警信号。如果发现性能下降，控制器将及时进行优化或采取相应的维护措施。


此外，SIMATICPCS 7 中集成的 I&C 库还通过经济高效的先进过程控制功能实现高质量的闭环控制：多变量控制、预测性控制或**驰控制。从而，显着提高中小型工厂的生产利润、产品质量、安全性和环保性。


总所周知，当前过程数据和历史过程数据是实施所有优化的基础。通过 Process Historian，可以安全直观地对数据进行实时存储和分析。并可快速调用在 Process Historian 数据库中管理的过程值、消息和批生产数据。并通过基于 Microsoft Reporting Services 的 Information Server 报表系统，对这些历史数据进行显示和相应处理。


SIMATIC PCS 7 V9.0 – 为新的视角留出空间
西门子成熟的 SIMATIC PCS 7 过程控制系统的新版本是数字化企业的另一个构建模块。


SIMATIC PCS 7 V9.0 促进了过程工业向数字化的逐步转换。通过硬件和软件创新，这一成熟的过程控制系统的新版本让迈向数字化的过程更加安全且更易规划。


SIMATIC PCS 7 完全基于 PROFINET。国际良好的工业以太网标准代表着新的大数据时代所需的直至工厂现场层的高性能实时通信。由于快速、可靠、冗余和高性能等特点，PROFINET 为客户提供了实现其数据的集成化诊断、监视与分析的新途径。由于可节省大量所需的电缆，它还可在工厂的整个生命周期内实现灵活和易于扩展的网络结构和巨大成本节约。


这些优点还反映在 SIMATIC PCS 7 V9.0 所实现的硬件创新上：**紧凑和高可用性的新型 SIMATIC ET 200SP HA 和 SIMATIC CFU 设备产品线支持 PROFINET，从而确保在工厂规划和运行中实现具有更大自由度。


当然，我们在 SIMATIC PCS 7 软件创新中全部采用了数字化：我们的面向过程自动化的数字化软件产品线和数字化服务将继续成为持续性战略开发过程中的组成部分，尤其在云端应用程序方面。


其结果是：SIMATIC PCS 7 V9.0 为我们的客户提供了扩展新视角以及在过程自动化中实现更大灵活性所需的空间。



更多信息
SIMATIC PCS 7 系统与工艺组件
采用产品目录ST PCS 7 中各种坚固耐用且功能强大的 SIMATIC PCS 7系统组件，您可组建一个性能**的过程控制系统，不仅可以大幅提高实施效率与操作品质，同时还可显着降低实施成本。所有组件之间的**交互，不仅确保高品质生产的持续稳定，而且还可较大缩短新产品的面市时间。


产品目录 ST PCS 7 中的 SIMATIC PCS 7 工艺组件，可无缝集成到过程控制系统中。因而可根据特定的自动化任务，量身定制系统组件的功能扩展范围。


所包括的产品系列有：


通过远程控制功能来监视与控制远程工厂设备
自动化技术，适用于中低压开关设备
将面向特定领域的自动化系统应用于水泥和采矿业以及实验室和培训设施
图形化对象，用于在特定任务中对过程可视化进行优化的
提供了用于工艺功能、成套设备和柜体集成、监控和分析机械资产以及构建自动化系统的块库（供暖、通风、空调 – FMCS/HVAC）
通过编辑器和函数块来高效组态小型或中型自动化系统，具有简易参数控制和材料管理功能
过程分析技术，根据新测量值和关键的质量与性能属性对产品开发和生产过程进行优化
仿真系统用于测试和调试与工厂特定相关的应用软件
灵活的高性能制造执行系统 (MES)
可对操作员系统进行系统给扩展，以集成进第三方控制器、可编程逻辑控制器和成套设备
提供了通过 SIMATIC PCS 7 来移植过程控制系统 APACS+/QUADLOG 或 Bailey INFI 90/NET 90 的产品
SIMATIC PCS 7 工艺组件对应有不同的 SIMATIC PCS 7 系统组件版本号和服务包。SIMATIC PCS 7 工艺组件的开发和测试取决于相应 SIMATIC PCS 7 系统组件，因此，版本控制和发布通常要用大约 3 到 6 个月。


使用附加产品集成更多其它功能
SIMATIC PCS 7 采用模块化设计，具有优秀的灵活性、可扩展性和开放性，可根据具体应用，在过程控制系统中集成其它组件和解决方案，以扩展和完善其功能。


SIMATIC PCS 7 的许多附加产品均由西门子及其外部合作伙伴共同开发（详细信息，请参见“产品目录 ST PCS 7”中的“SIMATIC PCS 7 过程控制系统附加产品”）。使用这些由系统制造商授权的软件包或硬件组件，可显着降低具体自动化任务的 SIMATIC PCS 7 实施成本。
供应西门子6ES74O7ODAO2OAAO
供应西门子6ES74O7OKAO2OAAO
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