SIMATIC PCS 7 全新一代 過程控制系統(tǒng)
基于西門子Simatic自動化產(chǎn)品及西門子PCS7控制系統(tǒng)的分布式計算機控制系統(tǒng)是目前世界上最先進的系統(tǒng)之一，其性能和可靠性已經(jīng)在眾多工業(yè)領(lǐng)域得到大量應(yīng)用，并取得優(yōu)秀的效果。
并且基于PCS7的系統(tǒng)，非常便于維護和擴展，而且具有豐富的中文資料和幫助文檔以及國內(nèi)的免費技術(shù)支持（400-810-4288），這也是西門子自動化產(chǎn)品優(yōu)越于其他產(chǎn)品的特點之一。
通過全集成自動化? （TIA）理念，西門子為所有過程自動化應(yīng)用在一個單一平臺上提供了統(tǒng)一的自動化技術(shù)，從輸入物流，包括生產(chǎn)流程或主要流程以及下游流程，直到輸出物流。這種統(tǒng)一的自動化技術(shù)更是促進了所有
公司運作的優(yōu)化，包括企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）級、管理執(zhí)行系統(tǒng)（MES）級、過程控制級直到現(xiàn)場級。
近年來，SIMATIC PCS 7 已躋身為世界領(lǐng)先的過程控制系統(tǒng)之林。作為 SIMATIC PCS 7 的最新版本， SIMATIC PCS 7 V9.1以其強大的功能、 高度的靈活 性及其卓越的性能提供了創(chuàng)新的解決方案， 使您在過程工業(yè)領(lǐng)域中始終位于不敗之地。SIMATIC PCS 7 無論在功能范圍上還是在應(yīng)用領(lǐng)域方面， 都超越了傳統(tǒng)過程控制系統(tǒng)的限制， 為您帶來諸多意想不到的更多可能性和新應(yīng)用。
SIMATIC PCS 7 無 縫 集 成 到 西 門 子 全 集 成 自 動 化（TIA，Totally Integrated Automation） 中， 包括適用于工業(yè)自動化所有層級中的各種產(chǎn)品、 系統(tǒng)和解決方案， 從企業(yè)管理級到控制級，一直到現(xiàn)場級，實現(xiàn)所有生產(chǎn)、 過程和交叉行業(yè)的所有領(lǐng)域統(tǒng)一可定制的自動化系統(tǒng)。
在過程工廠中，過程控制系統(tǒng)是實現(xiàn)投資增值的基礎(chǔ)： 通過過程控制系統(tǒng)可以操作、監(jiān)視和影響所有步驟和過程。
過程控制系統(tǒng)是生產(chǎn)過程的接口，可以進行安全生產(chǎn)和工廠控制，同時還可以作為中央數(shù)據(jù)庫執(zhí)行進一步優(yōu)化操作。過程控制系統(tǒng)功能越強大，系統(tǒng)優(yōu)化的潛能就越大。正是基于這一原因，SIMATIC PCS 7 的設(shè)計除了具有出色的系統(tǒng)性能之外，還具有獨特的可擴展性、高度的靈活性和集成性等特點。
過程控制系統(tǒng)從規(guī)劃和工程組態(tài)開始，提供功能強大的各種工具、功能和功能部件，在整個工廠生命周期的所有階段都可以實現(xiàn)低成本的工廠高效運作。
通過集成實現(xiàn)高性能
集成技術(shù)是 SIMATIC PCS 7 的一項重要優(yōu)勢，在以下方面尤為凸顯：
? 橫向集成到 TIA 中
? 縱向集成到各層級通訊中
? 系統(tǒng)集成工程組態(tài)工具
? 集成有其它諸多功能，包括批生產(chǎn)過程自動化、過程安全、能源管理、遠程控制等任務(wù)
? 集成有現(xiàn)場總線層級（驅(qū)動器、開關(guān)裝置等）組件
橫向集成
SIMATIC PCS 7 無縫集成到 TIA 中一個重要優(yōu)勢在于，將企業(yè)完整的過程鏈（從原材料入庫到成品出庫） 集成到自動化系統(tǒng)中。
過程控制系統(tǒng)主要負責主生產(chǎn)過程的自動化操作。與此同時，還可以在 SIMATIC PCS 7 中集成其它所有附加設(shè)施（如由低壓或中壓開關(guān)裝置構(gòu)成的電氣基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)） 或樓宇管理系統(tǒng)。
通過將相應(yīng)的 SIMATIC 標準組件（自動化系統(tǒng)、工業(yè) PC、 網(wǎng)絡(luò)組件或分布式 I/O 單元） 集成到過程控制系統(tǒng)中， 可以確保各組件完美匹配， 并通過諸如簡化選擇、降低庫存或提供全球支持等措施實現(xiàn)投資高回報。
縱向集成
企業(yè)層的通信包括現(xiàn)場級、 控制級、 過程級、 以及企業(yè)管理和資源規(guī)劃級（ERP）。 通過基于國際工業(yè)標準的標準化接口和內(nèi)部系統(tǒng)接口， SIMATIC PCS 7 可以在企業(yè)內(nèi)部隨時隨地地獲取過程數(shù)據(jù)進行分析、 規(guī)劃、 協(xié)調(diào)以
及優(yōu)化工廠操作流程、生產(chǎn)流程和業(yè)務(wù)過程。
中央工程組態(tài)
SIMATIC PCS 7 憑借按級分類且品種繁多的功能、 統(tǒng)一的操作員控制畫面以及相同架構(gòu)的工程組態(tài)和管理工具， 獲得了客戶一致認可。 中央工程組態(tài)系統(tǒng)中包含有大量工具， 用于集成系統(tǒng)的工程組態(tài)和批生產(chǎn)自動化的組態(tài)、 安全功能、 物料傳輸或遠程控制系統(tǒng)， 從而在整個生命周期內(nèi)實現(xiàn)投資增值。 通過降低組態(tài)成本和培訓成本， 將總擁有成本（TCO）降至最低。
功能多樣化
根據(jù)典型過程自動化或客戶特定的要求， 可以對 SIMATICPCS 7 進行以下功能擴展， 例如：
? 批生產(chǎn)過程自動化（SIMATIC BATCH）
? 安全保護功能（過程自動化安全集成）
? 物料傳輸?shù)穆窂娇刂疲⊿IMATIC Route Control）
? 遠程設(shè)備的遠程控制（SIMATIC PCS 7 TeleControl）
? 智能電子設(shè)備管理（SIMATIC PCS 7 PowerControl）
同時， 在控制系統(tǒng)中無縫集成更多其它功能可以優(yōu)化企業(yè)過程從而進一步降低運行成本。 例如， SIMATIC PCS 7 中除了包含能源管理和資產(chǎn)管理工具， 還可以進行高質(zhì)量的閉環(huán)控制并提供行業(yè)特定的自動化解決方案和功能庫。
量身定制的性能
SIMATIC PCS 7 正是憑借其獨特的可擴展系統(tǒng)架構(gòu)， 才能夠在低成本實施各種自動化解決方案和經(jīng)濟運行過程控制工廠中大顯身手。
基 于 標 準 SIMATIC 組 件 搭 建 的 模 塊 化 系 統(tǒng) 平 臺， 使 得SIMATIC PCS 7 用戶受益匪淺。 其統(tǒng)一性可以靈活擴展硬件和軟件， 無論是在系統(tǒng)內(nèi)外都可以做到完美交互。 SIMATIC PCS7 過程控制系統(tǒng)的架構(gòu)采用以下設(shè)計： 根據(jù)客戶要求組態(tài)設(shè)備和控制器， 從而完美匹配工廠規(guī)模。 將來如果工廠產(chǎn)品提升或需要進行工藝更改， 則可以對控制系統(tǒng)隨時進行擴展或重新組態(tài)。 工廠規(guī)模擴增時， SIMATIC PCS 7 可以隨之非常便捷地進行擴展， 因而無需為工廠擴容花費高昂的擴容成本。
所有等級的系統(tǒng)都具有可擴展性。 僅僅是控制器一項， 就有多個性價比不同且功能相互兼容的自動化系統(tǒng)可供用戶選擇：
? SIMATIC S7 AS mEC RTX 模塊化的嵌入式控制器作為一款低成本的自動化系統(tǒng).
? SIMATIC PCS 7 AS RTX Microbox 緊湊型自動化系統(tǒng)
? S7-400 系列的模塊化自動化系統(tǒng)， 作為標準、 容錯和安全相關(guān)的系統(tǒng)
自動化性能可以完全滿足工廠 / 工廠單元的要求， 因而可避免因工廠擴容而帶來的高額費用。
工程組態(tài)性能
就規(guī)劃和工程組態(tài)而言， 提高性能就意味縮短時間和降低成本。 SIMATIC PCS 7 提供有一種特殊功能， 可以與 COMOS 結(jié)合使用： 即集成了從過程描述到自動化應(yīng)用的規(guī)劃流程。
標準的系統(tǒng)界面、 嚴格的面向?qū)ο蟛僮饕约敖y(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理， 可以確保包含系統(tǒng)文檔自動更新在內(nèi)的所有規(guī)劃步驟內(nèi)數(shù)據(jù)的一致性。
通過高級工程組態(tài) (AdvES) 選件包， SIMATIC PCS 7 還可使用其它規(guī)劃工具
進行高效的工程組態(tài)。 例如， 從 CAD/CAE 工具中成功導(dǎo)入工廠數(shù)據(jù)。
此外， 只需成倍增加過程變量的類型、 模型的解決方案以及使用參數(shù)處理， 即可自動生成 AS 組態(tài)。
運行性能
隨著自動化工程組態(tài)層級結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展， 與信息技術(shù)的結(jié)合越來越緊密， 過程控制也變得日趨復(fù)雜。 同時， 不斷增加的成本壓力對操作員輸入的直觀性和正確性要求也越來越高， 因此需要提高操作員的輸入效率并將停機時間和維護工作量降至最低。 SIMATIC PCS 7 中操作員可快速準確地輸入并同時進行安全、 直觀的過程控制。 同時該系統(tǒng)中還包含各種工具以進行可靠的過程優(yōu)化。
過程控制和維護
除了增加過程控制的透明度之外， SIMATIC PCS 7 還可以監(jiān)控產(chǎn)品的質(zhì)量和關(guān)鍵績效指標以提高過程工廠的生產(chǎn)率， 確保生產(chǎn)過程更為靈活、 工廠效率更高和投資回報更為安全。
SIMATIC PCS 7 的操作員系統(tǒng)作為生產(chǎn)過程的窗口， 是實現(xiàn)工廠控制直觀安全的基礎(chǔ)。 系統(tǒng)架構(gòu)靈活可擴展： 從單用戶系統(tǒng)到采用冗余的客戶端 / 服務(wù)器架構(gòu)的多用戶系統(tǒng)。 操作員界面采用最新的 NAMUR 規(guī)范（過程工業(yè)中的自動化技術(shù)用戶協(xié)會） 和 PI 規(guī)范 (Profibus International) ， 與工廠的交互操作更為便捷、 直觀和易于操作。 符合人體工程學的設(shè)計符號、 以任務(wù)為導(dǎo)向的面板、 統(tǒng)一的狀態(tài)信息表示以及優(yōu)化的報警功能， 都便于進行安全過程控制。
SIMATIC PCS 7 中集成的報警管理系統(tǒng)具有較高的操作性能，可以保證工廠運行的經(jīng)濟安全。 它重點關(guān)注基本報警類型，在發(fā)生意外時為操作員提供相應(yīng)的提示信息， 并致力于降低工廠操作員的工作量。
通過預(yù)防性和預(yù)測性維護策略， 可以降低總擁有成本。 通過SIMATIC PCS 7 的工廠資產(chǎn)管理系統(tǒng)， 可以持續(xù)監(jiān)視關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備（如泵、 閥、 蒸餾塔或電機） 的運行， 并在需要維護之前適時采取相應(yīng)維護措施， 而無需固定的維護計劃， 也不會有工廠意外停工的風險。
過程優(yōu)化
除了用于優(yōu)化工廠和過程控制的那些功能之外， SIMATIC PCS7 還包含有大量的工具和性能特性支持這些過程優(yōu)化。 其中包括：
? 監(jiān)視控制性能
? 先進過程控制
? 過程數(shù)據(jù)歸檔（Process Historian）
通過監(jiān)視控制環(huán)路的質(zhì)量， 確保維護高效的工廠運作。 通過監(jiān)視控制性能， 可在性能降低時， 及時地進行選擇性的維護或控制器優(yōu)化措施。
通過包括多變量控制、 預(yù)測控制、 超馳控制在內(nèi)的先進過程控制 (APC)， SIMATIC PCS 7 可用于提高工廠效率、 降低生產(chǎn)成本、 提高產(chǎn)品質(zhì)量、 生產(chǎn)安全或加強環(huán)境保護。 這些 APC解決方案已包含在標準塊庫中， 僅需少量花費即可進行實施操作。
當前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)是所有優(yōu)化操作的基礎(chǔ)。 通過 ProcessHistorian， 可以安全直觀地對數(shù)據(jù)進行實時存儲和分析。 通過對諸如過程變量、 過程報警或批生產(chǎn)數(shù)據(jù)等信息進行長期歸檔， 可快速訪問這些工廠歷史數(shù)據(jù)。 可以
通過 InformationServer 從 Process Historian 中快速訪問這些數(shù)據(jù)， 并使用Microsoft 的報表系統(tǒng)中的標準報表按照用戶指定的方式更為清晰的對這些數(shù)據(jù)進行處理。
過程自動化安全集成
過程工業(yè)（生產(chǎn)和處理一些易爆的或?qū)】涤泻Φ奈锪虾突旌衔锏男袠I(yè)） 通常具有復(fù)雜的生產(chǎn)順序， 因此過程自動化中任何故障和錯誤都可能帶來致命后果。
因此西門子公司推出了安全性技術(shù)， 旨在不對生產(chǎn)過程造成不利影響的情況下， 通過技術(shù)措施， 將對人員、 工廠及環(huán)境的潛在危險降至最低。 因此需要使用一個可靠的安全儀表系統(tǒng)（SIS， safety instrumented system）， 在發(fā)生危險事件時自動使工廠處于安全狀態(tài)， 在設(shè)定的條件下繼續(xù)運行， 并在發(fā)生安全相關(guān)的事件時， 降低不利影響。
過程自動化的安全集成功能提供了種類廣泛的產(chǎn)品， 并為過程工業(yè)中有關(guān)安全、 容錯的應(yīng)用提供基于西門子安全相關(guān)系統(tǒng)的服務(wù)。 同時還提供了完整的安全相關(guān)功能， 從記錄和轉(zhuǎn)換信號的安全儀表， 到安全和容錯控制， 以及執(zhí)行器（例如定位器、 閥和泵）。
過程自動化安全集成功能的巨大潛能在與 SIMATIC PCS 7 結(jié)合運用時， 可以獲得最大程度的發(fā)揮。 安全相關(guān)產(chǎn)品范圍具有高度的模塊化和靈活性， 因此可單獨定義過程控制系統(tǒng)中安全相關(guān)系統(tǒng)的集成度， 以及控制器、 現(xiàn)場總線和過程 I/O的冗余度（柔性模塊化冗余）。 由于降低了空間需求、 硬件和布線的范圍， 以及減少了裝配、 安裝和工程組態(tài)費用， 因此在將安全相關(guān)系統(tǒng)完全集成到 SIMATIC PCS 7 中時， 可以為工廠的整個生命周期節(jié)省一大筆開銷。
與 SIMATIC PCS 7 一同執(zhí)行的安全技術(shù)與安全應(yīng)用程序均十分高效， 并且符合國家標準和國際標準， 例如：
? IEC 61508 — 安全規(guī)范的基本標準， 同時也是安全相關(guān)系
統(tǒng)設(shè)計和運行的標準
? IEC 61511 — 過程工業(yè)中特定應(yīng)用的標準
安全系統(tǒng)集成到 SIMATIC PCS 7 中有以下優(yōu)勢：
? 同一個工程組態(tài)系統(tǒng)可用于基本過程控制和安全相關(guān)應(yīng)用
? SIMATIC PCS 7 操作員站上， 安全相關(guān)應(yīng)用集成到操作方便的過程可視化系統(tǒng)中， 在過程可視化系統(tǒng)中， 在過程可視化系統(tǒng)中自動顯示安全相關(guān)故障信息
? 可對基本過程控制和安全相關(guān)自動化的統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理（包括過程可視化和診斷）， 因此在 BPCS 和 SIS 之間不存在復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理
? 可將安全相關(guān)硬件集成到 SIMATIC PCS 7 資產(chǎn)管理中， 進行診斷和預(yù)防性維護
? 節(jié)約系統(tǒng)的軟 / 硬件、 工程、 維護和培訓成本
2.3系統(tǒng)功能
本系統(tǒng)采用上位機加現(xiàn)場工作站，取代常規(guī)的二次儀表、部分繼電設(shè)備。該系統(tǒng)在中央控制室設(shè)置操作員站和工程師站，實行對設(shè)備生產(chǎn)過程中的運行狀況、設(shè)備保護、參數(shù)采集、處理、調(diào)節(jié)等集中控制和管理，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的綜合管理，從而達到保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善企業(yè)管理水平等目的。
電氣及其自動化系統(tǒng)：采用上位機+PLC以及工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)以實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的控制和監(jiān)視。
PLC控制系統(tǒng)對廠區(qū)各生產(chǎn)過程進行分散控制；再由通訊系統(tǒng)、監(jiān)控計算機等組成的中央控制系統(tǒng)(布置在中控室)對全站實行集中管理。PLC 系統(tǒng)各站與計算機之間由工業(yè)以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信。
操作功能
(1)具有在線和離線對系統(tǒng)組態(tài)、修改下載功能
(2)控制和數(shù)據(jù)采集功能
邏輯控制
用標準功能塊或簡單的系統(tǒng)控制語言實現(xiàn)邏輯控制，并有計數(shù)、計時等模塊供組態(tài)選擇。
數(shù)據(jù)采集功能
對部分生產(chǎn)過程中關(guān)鍵工藝參數(shù)需要歷史存儲功能。
(3)顯示功能
操作站應(yīng)支持以下幾類畫面；賣方應(yīng)在技術(shù)標書中說明這些標準畫面的細節(jié)和最大數(shù)量，以及畫面之間的聯(lián)系方法。
菜單畫面、流程圖畫面、控制分組畫面、趨勢曲線畫面、報警匯總畫面
(4)報警功能
報警分為系統(tǒng)部件故障報警和工藝過程報警（絕對值報警、偏差報警、變化速度報警）兩類。無論當時屏幕上是何種畫面，系統(tǒng)對任一報警都應(yīng)以突出顯示（閃爍、顏色改變等）或聲音方式（賣方說明音調(diào)數(shù)量及選擇方法）通知操作員，操作站或打印機上的所有報警都帶有日期和時間標記。
(5)報表功能
賣方應(yīng)在技術(shù)標書中說明系統(tǒng)是否以及怎樣支持中文報表打印。用報表生成軟件應(yīng)可以建立和修改報表，并可以對報表的各個字段進行組態(tài)。報表功能可由程序控制、報警控制和操作員控制啟動。報表可指定任一臺打印機完成打印。
