新一代過程控制系統SIMATICPCS7

田素娟，梁 文

（1.包頭職業技術學院，內蒙古 包 頭014000；2.內蒙古科技大學，內蒙古 包 頭014000）

1 引言

隨著工業自動化過程控制理論和計算機技術的迅速發展，生產工藝對控制系統的可靠性、運算能力、擴展能力、開放性、操作及監控水平等方面提出了越來越高的要求，傳統的DCS系統已經不能滿足當前過程自動化控制的設計標準和要求，SIMATIC PCS 7過程控制系統就是在這種形勢下開發的迎合需求的新一代過程控制系統。經過幾年的發展，SIMATIC PCS 7憑借極高的可靠性和優越的性價比成為了新一代DCS系統的典范。

2 SIMATIC PCS 7系統

以包鋼鋼軌生產線為例，舊的生產線全線采用繼電器控制，控制方式落后，控制精度差，沒有統一的過程控制系統，生產質量受到技術人員的熟練程度以及技術水平的影響很大，全線幾乎沒有現場級的傳感器，造成產品質量差市場受到壓縮，從而面臨生存危機。2005年公司與德國西門子、西馬克以及FEST公司簽訂合同引進上述公司的全部技術和生產設備建設了世界最先進的百米高速鋼軌生產線，2006年10月全線正式投產，先后為我國第一條高速鐵路、北京奧運會提供了大量優質產品，這條線上全部采用SIMATIC PCS 7以及TCS等新一代過程控制系統，取得了良好的經濟和社會效果。下面結合軌梁廠生產實際介紹一下該廠使用的SIMATIC PCS 7過程控制系統，SIMATIC PCS 7是西門子公司在TELEPERM系列集散系統和S5、S7系列可編程控制器的基礎上，結合最先進的電子制造技術、網絡通訊技術、圖形及圖像處理技術、現場總線技術、計算機技術和先進自動化控制理論（圖1），面向所有過程控制應用場合的先進過程控制系統，百米高速生產線開坯軋機BD1、BD2以及精軋機CCS全部采用SIMATIC PCS 7，這一系統實現了控制過程的可視化、自動化和簡單化，使復雜的控制程序變得簡單有效，對操作人員的依賴大大降低，從而節約了人力資源成本。

圖1 百米高速鋼軌生產線PCS 7系統

3 SIMATIC PCS 7應用特點

基于全集成自動化思想，SIMATIC PCS 7與PROFIBUS現場總線有機地結合在一起；吸收了各種先進技術，面向工藝；更分散的系統配置，特別適用于分散的過程控制應用場合；系統配置靈活，易于擴展；模塊化結構，通用的硬件模塊；強大的系統軟件，組態與編程輕松簡單；豐富的人機界面產品提高了監控與管理的水平。

圖2 傳統與現代控制系統對比

圖3 全集成自動化解決方案系統結構

隨著自動化技術的不斷發展和計算機技術的飛速進步，自動化控制的概念也發生著巨大的變化。在傳統的自動化解決方案中，自動化控制實際上是由各種獨立的、分離的技術和不同廠家的產品來搭配起來的，比如一個大型工廠經常是由過程控制系統、可編程控制器、監控計算機、SCADA系統和人機界面產品共同進行控制的。為了把所有這些產品組合在一起，需要采用各種類型和不同廠商的接口軟件和硬件來連接、配置和調試。全集成自動化思想就是用一種系統或者一個自動化平臺完成原來由多種系統搭配起來才能完成的所有功能（圖2）。應用這種解決方案，可以大大簡化系統的結構，減少大量接口部件，應用全集成自動化可以克服上位機和工業控制器之間，連續控制和邏輯控制之間，集中與分散之間的界限。同時，還可以為所有的自動化應用提供統一的技術環境，這主要包括：統一的數據管理、統一的通信、統一的組態和編程軟件（圖3）。

基于這種環境，各種各樣不同的技術可以在一個用戶接口下，集成在一個有全局數據庫的總體系統中。工程技術人員可以在一個平臺下對所有應用進行組態和編程。由于應用一個組態平臺，工程就變得簡單。

[1]張懷勇.西門子自動化系統實戰S7和PCS7應用實例[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[2]蘇昆哲.深入淺出西門子WinCC V6[M].北京：航空航天出版社，2005.