西门子CPU319-3PN/DP处理单元原装        西门子CPU319-3PN/DP处理单元原装

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 发展的需要和周边居民对空气环境改善的期盼，广州水泥厂于2004 年4 月开土动工迁建，并计划于2005 年上半年建成投产。该项目总投资10 亿元，建成后将达到年产230 万吨水泥的规模。集散控制系统以下对新广州水泥厂环保迁建工程项目6000t/d） 集散型控制系统的系统规模、系统功能、操作功能等性能进行介绍。 
西门子公司在此项目上使用的是新一代集DCS 和PLC 的优点于一身的集散控制系统PCS7，系统结构如下图所示。 
它的主要特点如下： 
· 打破了DCS 和PLC 的界限由于PCS7 AS 控制站采用的硬件与SIMATIC S7-400 系列 
高档控制器相同，这样就可以使得PCS7 的控制器和S7-400 控制器在硬件上是兼容的, 从而解决了硬件平台不一样的问题，系统的安装、维护、管理和备件的问题都得到了解决。在硬件统一的基础上，PCS7 更进一步实现了软件的统一。在PCS7 的工程师站可以对PCS7 的控制器、操作员站进行编程和组态。同时，可以将整个项目有关的组态信息，如I/O 点数、I/O 规范（ 量程范围、信号制等）、联网设备的地址、现场设备的设置参数（ 如变频器） 等都统一地存储在一个一的组态文件中，并且这些组态信息可以下载到PCS7 的控制器中，当需要更换现场设备时，可以直接更换，有关的设备设置信息可以由控制器直接下载到有关的现场设备中，从而避免设备设置错误，减少停机时间。 
· 更加方便的组态工具 
PCS7 的主要组态工具为CFC（ 用于模拟控制的组态） 和SFC（ 用于逻辑控制的组态），同时保留了语句表和梯形图的编程方式。各种不同的编程方式所做的用户程序，经过编译后生成统一的程序块，经过有关的OB 块调用后即可执行。 
· 融合了现场总线技术 
由于采用了目前市场的PROFIBUS 总线技术，PCS7 既可以支持I/O 站又可以支持其它高速现场设备如变频器等。所有的现场设备都可以通过工程师站进行组态、参数设置、监控、诊断等。 
网络结构 
采用三层网络结构：监控终端网（ 普通办公室以太网10/100Mbps）、系统总线（ 高速工业以太网10/100Mbps）和现场总线（PROFIBUS 12Mbps）。通过三层网络实现监控终端、监控系统、控制器、工程师站和现场设备的连接。监控系统采用冗余服务器/ 客户机结构。当一台服务器故障时，客户机可以自动登录到另外一台服务器上。当故障的服务器修复后重新投入时，
CEMAT 是西门子公司专门针对水泥厂设计的工艺控制软件，并且在恶劣的环境中经历多年的验证。该系统在水泥行业广受欢迎，使用厂家数量不断攀升。西门子基于对水泥生产过程工艺的深刻理解，联合世界上众多水泥生产厂家一起设计开发了CEMAT 系统。开发和支持CEMAT 的工程师们在水泥行业的从事经历可以追溯到35 前。CEMAT 现在是基于西门子的过程控制系统PCS7，它为现代的、面向未来的、经济型的水泥解决方案提供了的、开放的系统架构。 
STEP7 程序管理器 
STEP7 程序管理器是SIMATIC S7 系列编程语言，用来处理变量连锁控制。STEP7 可以用IEC-1131 标准编程语言（STL，LAD，FBD，CFC，SFC 和SCL） 进行编程。在PCS7 中，CFC、SFC 和SCL 作为主要的组态工具，用于完成传统DCS 中西门子CPU319-3PN/DP控制单元连续过程控制任务的组态。如果在一个项目中，有很多离散过程如联锁控制等，则可采用STEP7 中其它几种编程语言，很方便地进行编程，这是对传统DCS 系统处理离散控制任务能力不强的一个补充。 
CFC 

SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP, 处理器含有 384 KB工作存储区, 1. 接口MPI/DP 12MBIT/S, 2.接口以太网PROFINET, 带有 2个 PORT SWITCH,必须有 MMC卡

• CPU 具有中等规模的程序存储器和程序框架
• 对二进制和浮点数运算具有较高的处理能力
• 在具有集中式和分布式I/O的生产线上作为集中式控制器使用
• 在PROFINET上实现基于组件的自动化
• PROFINET 代理，用于基于部件的自动化（CBA）中的 PROFIBUS DP 智能设备
• PROFINET I/O 控制器，用于在PROFINET上运行分布式I/O
• 用于 2 端换机的 PROFINET 接口
• 组合 MPI/PROFIBUS DP-主/从接口
• 在PROFIBUS上实现等时模式

CPU 运行需要 SIMATIC 微存储卡(MMC)

CPU 315-2 PN/DP 具有中等规模程序量.除了分布式I/O结构，它还可用于分布式自动化结构。可在SIMATIC S7-300中用作PROFINET IO控制器以及标准PROFIBUS DP主站。CPU 315-2 PN/DP还可用作分布式智能从站(DP从站)。

CPU 315-2 PN/DP为采用软件来实现一些简单的工艺任务提供了一个理想的平台，例如：

• Easy Motion Control 运动控制
• 使用 STEP 7 块或运行软件“标准/模块化PID控制” 来实现闭环控制任务的解决方案

使用 SIMATIC S7-PDIAG 进行扩展过程诊断。

无需其他组件，通过CPU的集成组合就可以实现网络自动化解决方案。

CPU 315-2 PN/DP 装配有：

• 微处理器;
  处理器处理每条二进制指令执行时间约为 50 ns，每条浮点数运行指令约为 450ns。
• 384 KB 主存储器（相当于大约 128 K 条指令）；
  与程序组件执行相关的大容量工作存储器为用户程序提供了充分的空间。作为程序装载存储器的微型存储卡（为 8 MB）也允许将可以项目（包括符号和注释）保存在 CPU 中。装载存储器还可用于数据归档和配方管理。
• 灵活的扩展；
  多达 32 个模块，（４ 层结构）
• MPI/DP 组合接口；
  个集成的 MPI/DP 接口能同时建立 16 个与 S7-300/400的连接或与编程器、PC 和 OP 的连接。 在这些连接中，始终分别为 PG 和 OP 各保留一个连接。
  MPI 可以通过“全局数据通讯”与32个CPU组建简单的网络。
  该接口可从MPI接口重新设置为DP接口。
  PROFIBUS DP 接口:
  DP 接口可用作 DP 主站或 DP 从站运行。在该接口上，PROFIBUS DP从站可在等时模式下运行．支持 PROFIBUS DP V1 标准。这将增加 DP V1 标准从站在诊断和参数赋值能力的范围。
• 以太网接口；
  CPU 315-2 PN/DP 的第 2 个内置接口是一个基于以太网 TCP/IP 的 PROFINET 接口，带有双端换机。
  它支持下列协议：
  • S7通讯用于在SIMATIC控制器间进行数据通讯;
  • 通过 STEP 7 进行编程、启动和诊断的 PG/OP 通讯;
  • 与HMI和SCADA连接的PG/OP通讯;
  • 在PROFINET上实现开放的TCP/IP、UDP和ISO-on-TCP (RFC1006)通讯；
  • SIMATIC NET OPC-Server用于与其它控制器以及CPU自带的I/O设备进行通讯

• 口令保护;
  用户程序使用密码保护，可防止访问。
• 诊断缓冲;
  后500个故障和中断事件保存在该缓冲区中，供诊断使用。
• 免维护的数据后备;
  在电源后，CPU 自动保存所有数据（128KB），当重新上电后，可继续保留这些数据。

可参数化的特性

可以使用 STEP 7 对 S7 的组态、属性以及CPU的响应进行参数设置：

• MPI多点接口;
  定义站地址
• 启动；
  定义 CPU 的启动特性
• 同步循环中断；
  设置 DP 主站系统、过程映像分区编号和时间
• 循环/时钟存储器；
  循环时间和负载。设置时钟存储器地址
• 保持性；
  设置保持区
• 时钟中断;
  设定起始日期、起始时间和间隔周期
• 看门狗中断；
  周期设定
• 系统诊断；
  定义诊断报警的处理和范围
• 时钟；
  设定AS内或MPI上的同步类型
• 防护等级；
  定义程序和数据的访问权限
• 通讯；
  保留连接源
• Web；
  CPU 的 Web 服务器设置
• PROFIBUS DP 主站/从站接口;
  为分布式 I/O 分配用户地址。
• PROFINET 接口；
  使用 NTP 处理时间同步参数

显示功能与信息功能

• 状态和故障指示；
  发光二极管显示，例如，硬件、编程、定时器、I/O、总线故障以及运行状态，如RUN、STOP、Startup。
• 测试功能；
  可使用编程器显示程序执行过程中的信号状态，可以不通过用户程序而修改过程变量，以及输出堆栈内容。
• 信息功能；
  通过编程器以文本形式为用户提供存储能力信息、CPU的运行模式，以及工作存储器和装载存储器当前的使用情况、当前的循环时间和诊断缓冲区的内容。

集成的通讯功能

• 编程器/OP 通讯
• 全局数据通讯
• S7 基本通讯
• S7 通讯
• S5可兼容通讯
• 路由
• 数据记录路由
• PROFIBUS DP 主站/从站
• 通过 TCP/IP、ISO-on-TCP 和 UDP 进行开放式通讯
• PROFINET IO 控制器
• PROFINET CBA（基于组件的自动化）
• Web 服务器

系统功能

CPU 具有广泛的系统功能特性，诸如：诊断、参数赋值、报警、定时和测量等。

CFC 是一种简洁的图形组态工具，它采用了IEC-1131 的标准。使用CFC 有助于节省时间和费用，同时大大地简化了系统的组态和维护。用CFC 进行组态时是以功能块为基础的，系统配置了很多预编程的功能块。这些功能块以库的形式体现。每个功能块都有一个参数表，可根据实际工艺要求选择不同的参数。功能块在CFC 中的连接直接用鼠标点接。每个CFC 由6 页组成。功能块之间的连接可以在不同的CFC 之间的不同的页面上进行，连接标记由系统自动标出。因此，采用CFC 可以完成很复杂的大型控制任务。CFC