SIMATIC PCS 7 全新一代 过程控制系统

基于西门子Simatic自动化产品及西门子PCS7控制系统的分布式计算机控制系统是目前世界上最先进的系统之一，其性能和可靠性已经在众多工业领域得到大量应用，并取得优秀的效果。

并且基于PCS7的系统，非常便于维护和扩展，而且具有丰富的中文资料和帮助文档以及国内的免费技术支持（400-810-4288），这也是西门子自动化产品优越于其他产品的特点之一。

通过全集成自动化® （TIA）理念，西门子为所有过程自动化应用在一个单一平台上提供了统一的自动化技术，从输入物流，包括生产流程或主要流程以及下游流程，直到输出物流。这种统一的自动化技术更是促进了所有

公司运作的优化，包括企业资源规划（ERP）级、管理执行系统（MES）级、过程控制级直到现场级。

近年来，SIMATIC PCS 7 已跻身为世界领先的过程控制系统之林。作为 SIMATIC PCS 7 的最新版本， SIMATIC PCS 7 V9.1以其强大的功能、 高度的灵活 性及其卓越的性能提供了创新的解决方案， 使您在过程工业领域中始终位于不败之地。SIMATIC PCS 7 无论在功能范围上还是在应用领域方面， 都超越了传统过程控制系统的限制， 为您带来诸多意想不到的更多可能性和新应用。

SIMATIC PCS 7 无 缝 集 成 到 西 门 子 全 集 成 自 动 化（TIA，Totally Integrated Automation） 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， 从企业管理级到控制级，一直到现场级，实现所有生产、 过程和交叉行业的所有领域统一可定制的自动化系统。

在过程工厂中，过程控制系统是实现投资增值的基础： 通过过程控制系统可以操作、监视和影响所有步骤和过程。

过程控制系统是生产过程的接口，可以进行安全生产和工厂控制，同时还可以作为中央数据库执行进一步优化操作。过程控制系统功能越强大，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，还具有独特的可扩展性、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。

通过集成实现高性能

集成技术是 SIMATIC PCS 7 的一项重要优势，在以下方面尤为凸显：

• 横向集成到 TIA 中

• 纵向集成到各层级通讯中

• 系统集成工程组态工具

• 集成有其它诸多功能，包括批生产过程自动化、过程安全、能源管理、远程控制等任务

• 集成有现场总线层级（驱动器、开关装置等）组件

横向集成

SIMATIC PCS 7 无缝集成到 TIA 中一个重要优势在于，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，还可以在 SIMATIC   PCS 7 中集成其它所有附加设施（如由低压或中压开关装置构成的电气基础结构） 或楼宇管理系统。

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 I/O 单元） 集成到过程控制系统中， 可以确保各组件完美匹配， 并通过诸如简化选择、降低库存或提供全球支持等措施实现投资高回报。

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进行分析、 规划、 协调以

及优化工厂操作流程、生产流程和业务过程。

中央工程组态

SIMATIC PCS 7 凭借按级分类且品种繁多的功能、 统一的操作员控制画面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。 中央工程组态系统中包含有大量工具， 用于集成系统的工程组态和批生产自动化的组态、 安全功能、 物料传输或远程控制系统， 从而在整个生命周期内实现投资增值。 通过降低组态成本和培训成本， 将总拥有成本（TCO）降至最低。

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 SIMATICPCS 7 进行以下功能扩展， 例如：

• 批生产过程自动化（SIMATIC BATCH）

• 安全保护功能（过程自动化安全集成）

• 物料传输的路径控制（SIMATIC Route Control）

• 远程设备的远程控制（SIMATIC PCS 7 TeleControl）

• 智能电子设备管理（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过程从而进一步降低运行成本。 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功能库。

量身定制的性能

SIMATIC PCS 7 正是凭借其独特的可扩展系统架构， 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， 无论是在系统内外都可以做到完美交互。 SIMATIC PCS7 过程控制系统的架构采用以下设计： 根据客户要求组态设备和控制器， 从而完美匹配工厂规模。 将来如果工厂产品提升或需要进行工艺更改， 则可以对控制系统随时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， 因而无需为工厂扩容花费高昂的扩容成本。

所有等级的系统都具有可扩展性。 仅仅是控制器一项， 就有多个性价比不同且功能相互兼容的自动化系统可供用户选择：

• SIMATIC S7 AS mEC RTX 模块化的嵌入式控制器作为一款低成本的自动化系统.

• SIMATIC PCS 7 AS RTX Microbox 紧凑型自动化系统

• S7-400 系列的模块化自动化系统， 作为标准、 容错和安全相关的系统

自动化性能可以完全满足工厂 / 工厂单元的要求， 因而可避免因工厂扩容而带来的高额费用。

工程组态性能

就规划和工程组态而言， 提高性能就意味缩短时间和降低成本。 SIMATIC PCS 7 提供有一种特殊功能， 可以与 COMOS 结合使用： 即集成了从过程描述到自动化应用的规划流程。

标准的系统界面、 严格的面向对象操作以及统一的数据管理， 可以确保包含系统文档自动更新在内的所有规划步骤内数据的一致性。

通过高级工程组态 (AdvES) 选件包， SIMATIC PCS 7 还可使用其它规划工具

进行高效的工程组态。 例如， 从 CAD/CAE 工具中成功导入工厂数据。

此外， 只需成倍增加过程变量的类型、 模型的解决方案以及使用参数处理， 即可自动生成 AS 组态。

运行性能

随着自动化工程组态层级结构的不断发展， 与信息技术的结合越来越紧密， 过程控制也变得日趋复杂。 同时， 不断增加的成本压力对操作员输入的直观性和正确性要求也越来越高， 因此需要提高操作员的输入效率并将停机时间和维护工作量降至最低。 SIMATIC PCS 7 中操作员可快速准确地输入并同时进行安全、 直观的过程控制。 同时该系统中还包含各种工具以进行可靠的过程优化。

过程控制和维护

除了增加过程控制的透明度之外， SIMATIC PCS 7 还可以监控产品的质量和关键绩效指标以提高过程工厂的生产率， 确保生产过程更为灵活、 工厂效率更高和投资回报更为安全。

SIMATIC PCS 7 的操作员系统作为生产过程的窗口， 是实现工厂控制直观安全的基础。 系统架构灵活可扩展： 从单用户系统到采用冗余的客户端 / 服务器架构的多用户系统。 操作员界面采用最新的 NAMUR 规范（过程工业中的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。 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 中集成的报警管理系统具有较高的操作性能，可以保证工厂运行的经济安全。 它重点关注基本报警类型，在发生意外时为操作员提供相应的提示信息， 并致力于降低工厂操作员的工作量。

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 的工厂资产管理系统， 可以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， 而无需固定的维护计划， 也不会有工厂意外停工的风险。

过程优化

除了用于优化工厂和过程控制的那些功能之外， SIMATIC PCS7 还包含有大量的工具和性能特性支持这些过程优化。 其中包括：

• 监视控制性能

• 先进过程控制

• 过程数据归档（Process Historian）

通过监视控制环路的质量， 确保维护高效的工厂运作。 通过监视控制性能， 可在性能降低时， 及时地进行选择性的维护或控制器优化措施。

通过包括多变量控制、 预测控制、 超驰控制在内的先进过程控制 (APC)， SIMATIC PCS 7 可用于提高工厂效率、 降低生产成本、 提高产品质量、 生产安全或加强环境保护。 这些 APC解决方案已包含在标准块库中， 仅需少量花费即可进行实施操作。

当前数据和历史数据是所有优化操作的基础。 通过 ProcessHistorian， 可以安全直观地对数据进行实时存储和分析。 通过对诸如过程变量、 过程报警或批生产数据等信息进行长期归档， 可快速访问这些工厂历史数据。 可以

通过 InformationServer 从 Process Historian 中快速访问这些数据， 并使用Microsoft 的报表系统中的标准报表按照用户指定的方式更为清晰的对这些数据进行处理。

过程自动化安全集成

过程工业（生产和处理一些易爆的或对健康有害的物料和混合物的行业） 通常具有复杂的生产顺序， 因此过程自动化中任何故障和错误都可能带来致命后果。

因此西门子公司推出了安全性技术， 旨在不对生产过程造成不利影响的情况下， 通过技术措施， 将对人员、 工厂及环境的潜在危险降至最低。 因此需要使用一个可靠的安全仪表系统（SIS， safety instrumented system）， 在发生危险事件时自动使工厂处于安全状态， 在设定的条件下继续运行， 并在发生安全相关的事件时， 降低不利影响。

过程自动化的安全集成功能提供了种类广泛的产品， 并为过程工业中有关安全、 容错的应用提供基于西门子安全相关系统的服务。 同时还提供了完整的安全相关功能， 从记录和转换信号的安全仪表， 到安全和容错控制， 以及执行器（例如定位器、 阀和泵）。

过程自动化安全集成功能的巨大潜能在与 SIMATIC PCS 7 结合运用时， 可以获得最大程度的发挥。 安全相关产品范围具有高度的模块化和灵活性， 因此可单独定义过程控制系统中安全相关系统的集成度， 以及控制器、 现场总线和过程 I/O的冗余度（柔性模块化冗余）。 由于降低了空间需求、 硬件和布线的范围， 以及减少了装配、 安装和工程组态费用， 因此在将安全相关系统完全集成到 SIMATIC PCS 7 中时， 可以为工厂的整个生命周期节省一大笔开销。

与 SIMATIC PCS 7 一同执行的安全技术与安全应用程序均十分高效， 并且符合国家标准和国际标准， 例如：

• IEC 61508 — 安全规范的基本标准， 同时也是安全相关系

统设计和运行的标准

• IEC 61511 — 过程工业中特定应用的标准

安全系统集成到 SIMATIC PCS 7 中有以下优势：

• 同一个工程组态系统可用于基本过程控制和安全相关应用

• SIMATIC PCS 7 操作员站上， 安全相关应用集成到操作方便的过程可视化系统中， 在过程可视化系统中， 在过程可视化系统中自动显示安全相关故障信息

• 可对基本过程控制和安全相关自动化的统一数据管理（包括过程可视化和诊断）， 因此在 BPCS 和 SIS 之间不存在复杂的数据管理

• 可将安全相关硬件集成到 SIMATIC PCS 7 资产管理中， 进行诊断和预防性维护

• 节约系统的软 / 硬件、 工程、 维护和培训成本

2.3系统功能

本系统采用上位机加现场工作站，取代常规的二次仪表、部分继电设备。该系统在中央控制室设置操作员站和工程师站，实行对设备生产过程中的运行状况、设备保护、参数采集、处理、调节等集中控制和管理，实现生产过程的自动化控制和生产数据的综合管理，从而达到保证产品质量，提高生产效率，改善企业管理水平等目的。

电气及其自动化系统：采用上位机+PLC以及工业现场总线技术以实现对整个控制系统的控制和监视。

PLC控制系统对厂区各生产过程进行分散控制；再由通讯系统、监控计算机等组成的中央控制系统(布置在中控室)对全站实行集中管理。PLC 系统各站与计算机之间由工业以太网进行数据通信。

操作功能

(1)具有在线和离线对系统组态、修改下载功能

(2)控制和数据采集功能

逻辑控制

用标准功能块或简单的系统控制语言实现逻辑控制，并有计数、计时等模块供组态选择。

数据采集功能

对部分生产过程中关键工艺参数需要历史存储功能。

(3)显示功能

操作站应支持以下几类画面；卖方应在技术标书中说明这些标准画面的细节和最大数量，以及画面之间的联系方法。

菜单画面、流程图画面、控制分组画面、趋势曲线画面、报警汇总画面

(4)报警功能

报警分为系统部件故障报警和工艺过程报警（绝对值报警、偏差报警、变化速度报警）两类。无论当时屏幕上是何种画面，系统对任一报警都应以突出显示（闪烁、颜色改变等）或声音方式（卖方说明音调数量及选择方法）通知操作员，操作站或打印机上的所有报警都带有日期和时间标记。

(5)报表功能

卖方应在技术标书中说明系统是否以及怎样支持中文报表打印。用报表生成软件应可以建立和修改报表，并可以对报表的各个字段进行组态。报表功能可由程序控制、报警控制和操作员控制启动。报表可指定任一台打印机完成打印。