在这种结构中,可以设置冗余 OS服务器以满足更高的可用性要求。运行状况检查设备会监视运行在 OS服务器上的关键应用程序是否出现软件故障。如果检测到故障,则触发到冗余系统的切换机制。冗余 OS服务器的同步是自动、高速进行的。
OS 客户端不仅可以访问一对 OS 服务器/服务器对上的数据,可以访问多对OS 服务器对上的数据(多客户端模式)。这样就可以将一个工厂划分成几个工艺单元,将相应数据分配给几个 OS服务器/服务器对。这种分布式系统除了可扩展性以外,还能将各个工厂区域相互分开,从而提高了系统的可用性。
OS 服务器设计为具有客户端功能,使其可以从同一多用户系统中的其它 OS服务器上访问数据(归档、消息、标签、变量)。这意味着一台 OS 服务器上的过程图形可与其它 OS服务器上的变量相链接(与区域无关的显示)。
与 OS 单站类似,也可通过以下网络组件之一将 OS 服务器连接到工业以太网
IE:CP 1623 通信模块(预装在 SIMATIC PCS 7 工业工作站中)或 CP 1628 通讯模块,Zui大值与Zui多64 个自动化站进行通信
BCE:标准以太网卡 (10/100/1000 Mbps) 和可以与Zui多 8个自动化系统(非冗余站)进行通信的基本通信以太网
该 OS 服务器还具有两个可用于连接终端总线的板载 10/100/1000 Mbps以太网 RJ45 端口。
数据归档OS 单站和 OS 服务器中已包括一个高性能归档系统,运行时可组态,它基于Microsoft SQL Server,带有用于短期归档过程值(通常 1 至 4 个星期)和消息/事件(通常 2个月)的循环归档。该系统也可结合一个外部数据归档系统以长期存储数据。如,“过程数据归档和报告”部分中所述 ProcessHistorian 系统。
这些归档数据可保存在操作系统所支持的各种存储介质上。例如在 NAS驱动器上。
设计S7-300
概述
S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块,这些模块可进行各种组合。
系统包含下列组件:
A CPU:
不同的 CPU 可用于不同的性能范围,包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUSDP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
用于高速计数、定位(开环/闭环)及 PID 控制的功能模块(FM)。
根据具体要求,也可使用下列模块:
负载电源 (PS) 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC电源电压。
接口模块 (IM) 用于连接多层配置中的中央控制器 (CC) 和扩展单元 (EU)。
SIMATIC S7-300 可通过跨 CC 和 3 个 EU 分布的Zui多 32个模块来操作。所有模块均在外壳中运行,并且无需风扇。
适合扩展环境条件的 SIPLUS 模块:
适合温度范围 -25 至 +60 °C、较高湿度、冷凝和结霜负荷条件。防直接日晒、雨淋或水溅,在防护等级为 IP20机柜内使用时,可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。
设计
S7-300 的简单设计使其功能多样,易于维护:
安装模块:
只需简单地将模块挂在安装导轨上,转动到位锁紧螺钉。
集成背板总线:
集成的背板总线;背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连,总线连接器插在外壳的背面。
模块采用机械编码,更换极为容易:
更换模块时,必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构,可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。
现场证明可靠的连接:
对于信号模块,可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。
TOP 连接:
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线还可直接在信号模块上接线。
规定的安装深度:
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内,并有前盖保护。所有模块应有明确的安装深度。
无插槽规则:
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。
扩展
如果用户需要使用 8个以上插槽来安装其自动化任务中的信号模块、功能模块或通信处理器模块,则可以将 S7-300(CPU 312 和CPU 312C 除外)扩展:
中央控制器和3个扩展机架Zui多可连接32个模块:
总共可将 3 个扩展装置(EU)连接到中央控制器(CC)。每个 CC/EU 可以连接八个模块。
通过接口模板连接:
每个 CC / EU 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 CPU 旁边的插槽中并自动处理与扩展装置的通信。
通过 IM 365 进行扩展:
1 个扩展装置Zui远扩展距离为 1 米;电源电压也通过扩展装置提供。
通过 IM 360/361 扩展:
3 个扩展装置, CC 与 EU 之间以及 EU 与 EU 之间的Zui远距离为 10m。
物理隔离安装:
对于单独的 CC/EU,也能够以更远的距离安装。两个相邻 CC/EU 或 EU/EU 之间的距离:Zui大 10 m
灵活的安装选件:
CC/EU 既可以水平安装,也可以垂直安装。这样可以Zui大限度满足空间要求。
通信
S7-300 具有不同的通信接口:
连接 AS-Interface、PROFIBUS 和 PROFINET/工业以太网总线系统的通信处理器。
用于点到点连接的通讯模块。
多点接口 (MPI),集成到 CPU 中;
用于连接编程器/PC、HMI 系统和其它 SIMATIC S7/C7 自动化系统的低成本解决方案。
通过 PROFIBUS DP 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信模块或配有集成式 PROFIBUS DP接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 主站/从站接口的CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFIBUS DP上的分布式I/O处理与集中式I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
以下设备可作为主站连接:
SIMATIC S7-300
(使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S7-400
(使用带 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC C7
(通过配有 PROFIBUS DP 接口的 C7,或通过 PROFIBUS DP CP)
SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H,带 IM 308
SIMATIC 505
出于性能原因,每条线路上连接的主站不得超过 2 个。
以下设备可作为从站连接:
ET 200 分布式 I/O 设备
S7-300,通过 CP 342-5
CPU 313C-2 DP,CPU 314C-2DP,CPU 314C-2 PN/DP,CPU 315-2 DP,CPU 315-2PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP 和 CPU 319-3PN/DP
C7-633/P DP,C7-633 DP,C7-634/P DP,C7-634 DP,C7-626DP,C7-635,C7-636
现场设备
带有 STEP 7 的编程器/PC 或 OP 是总线上的主站,只使用 MPI功能,通过 PROFIBUS DP 也可部分提供 OP 功能。
通过 PROFINET IO 进行过程通信
SIMATIC S7-300 通过通信模块或配有集成式 PROFINET 接口的CPU 连接到 PROFINET IO 总线系统。通过带有 PROFIBUS 接口的CPU,可构建一个高速的分布式自动化系统,并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看,PROFINET IO 上的分布式 I/O 处理与集中式 I/O处理没有区别(相同的组态,编址及编程)。
可将下列设备作为 IO 控制器进行连接:
SIMATIC S7-300
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
SIMATIC ET 200
(通过带有 PROFINET 接口的 CPU)
SIMATIC S7-400
(使用配备 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU)
可将下列设备作为 IO 设备进行连接:
ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200proIM154-8 PN/DP CPU
通过 AS-Interface 进行过程通信
S7-300 具有一个通信模块 (CP 342-2),适合连接AS-Interface 总线的现场设备(AS-Interface 从站)。
更多信息,请参见通信处理器。
6ES7 307-1BA01-0AA0电源模块(2A)6ES7 307-1EA01-0AA0电源模块(5A)6ES7307-1KA02-0AA0电源模块(10A)CPU6ES7 312-1AE13-0AB0CPU312,32K内存6ES7 312-1AE14-0AB0
6ES7 312-5BE03-0AB0
6ES7312-5BF04-0AB0CPU312C,32K内存 10DI/6DO6ES7313-5BF03-0AB0
6ES7313-5BG04-0AB0CPU313C,64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO6ES7313-6BF03-0AB0
6ES7313-6BG04-0AB0CPU313C-2PTP,64K内存 16DI/16DO6ES7313-6CF03-0AB0
6ES7313-6CG04-0AB0CPU313C-2DP,64K内存 16DI/16DO6ES7313-6CF03-0AM0CPU313C-2DP,64K内存 16DI/16DO组合件(6ES7313-6CF03-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0)6ES7314-1AG13-0AB0CPU314,96K内存6ES7 314-1AG14-0AB0CPU314,128K内存6ES7314-6BG03-0AB0
6ES7314-6BH04-0AB0CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO6ES7314-6CG03-0AB0
6ES7314-6CH04-0AB0CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO6ES7314-6EH04-0AB0CPU314C-2PN/DP 192K内存/24DI/16DO/4AI/2AO6ES7 314-6CG03-9AM0CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO /4AI/2AO组合件(6ES7 314-6CG03-0AB0+6ES7 392-1AM00-0AA0*2)6ES7315-2AG10-0AB0CPU315-2DP, 128K内存6ES7315-2AH14-0AB0CPU315-2DP, 256K内存6ES7 315-2EH13-0AB0
6ES7315-2EH14-0AB0CPU315-2 PN/DP, 256K内存6ES7317-2AJ10-0AB0
6ES7317-2AK14-0AB0CPU317-2DP,512K内存6ES7 317-2EK13-0AB0
6ES7317-2EK14-0AB0CPU317-2 PN/DP,1MB内存6ES7318-3EL00-0AB0
6ES7318-3EL01-0AB0CPU319-3PN/DP,1.4M内存
维护站专门用于工厂资产管理(也被称为“车间资产管理”),即,管理公司资产中用于生产活动的固定资产。其任务包括对工艺系统中的设备(尤其是I&C 设备)进行高效的使用和管理,目标是保持和提高设备的价值。
为此,采用了以下维护策略:
修正性维护
对尚未处理的错误和诊断消息做出响应
通过冗余组态来控制或尽量减小故障风险
以修理和更换的形式进行维护
预防性维护
预防性诊断和维护
在实际发生故障之前,启动合适的维护措施
以时间确定型或状态确定型维护的形式进行维护(具体取决于损耗程度)
预测性维护
预测性诊断,适时检测潜在问题并确定剩余的使用寿命。
通过维护站,维护工程师可以检查自动化系统的硬件,评估其诊断消息和相关信息,并据此获得合适的维护措施。通过这种方式,维护工程师可以对整个维护周期(自诊断消息的出现、延伸至详细诊断信息的评估和维护措施的规划、启动和跟踪,直至其结束为止)进行规划、控制和归档处理。