西门子伺服电机代理|2023

西门子S7-200系列plc的端口是不隔离的，如果想使网络隔离，应考虑使用RS-485中继器或者EM277。
注意：
●具有不同电位的互联设备有可能导致不希望的电流流过连接电缆。
●这种不希望的电流可能导致通讯失败或者设备损坏。
●要确保用通讯电缆连接的所有设备有相同的参考电位，或者彼此隔离，来避免产生这种不希望的电流。
为网络确定通讯距离、通讯速率和电缆类型
网段的大长度取决于两个因素：隔离（用RS-485中继器）和波特率。但连接具有不同电位的设备是需要隔离。当接地点之间的距离很远时，有可能具有不同的地电位。即使距离较近，大型机械的负载电流也能导致地电位的不同。

表1 网络电缆的大长度
1 如果不是用隔离端和中继器，允许的大距离为50m。测量该距离时，从网段的个节点开始。到网段的后一个节点。
在网络中使用中继器
RS-485中继器为网段提供偏压电阻和终端电阻。目的是为了：
●增加网络的长度：在网络中使用一个中继器可以使网络的通讯距离扩展50m。如果使用两个中继器而且中间没有其他节点，网络的通讯距离按照所使用的波特率扩展一个网段的长度。在一个串联网络中，多可以使用9个中继器。（http://www.diangon.com/版权所有）但网络的长度不能超过9600m.
●为网络增加设备：在9600的波特率下。50米距离之内，一个网段多可以连接32个设备，使用一个中继器允许在网络上增加32个设备。
●在不同的网段之间电隔离：如果不同的网段具有不同的地电位，将他们隔离会提高网络的通讯质量。
一个中继器在网络中被算作网段的一个节点，但没有被指定站地址。

                      图1 带有中继器的网络
选择网络电缆
S7-200 网络使用RS-485标准，是用双绞线电缆。在一个网段上可以连接32个设备。

表2 网络电缆的通用指标 
引脚分配
S7-200CPU上的通信口是与RS-485兼容的9针D型连接器，符合欧洲标准EN 50170。下表给出了通信口的引脚分配。

表3  S7-200 CPU通信口引脚分配
网络连接器
利用西门子提供的两种网络连接器可以把多个设备很容易的连到网络中。两种连接器都有两组螺钉端子，可以连接网络的输入和输出。一种连接器仅提供连接到CPU的接口，而另一种连接器增加了一个编程接口。两种网络连接器还有网络偏置和终端偏置的选择开关，该开关在ON位置时的内部接线图，在OFF位置时未接终端电阻。接在网络端部的连接器上的开关应放在ON位置。如下图所示：
带有编程器接口的连接器可以把SIMATIC编程器或操作员面板接到网络中，而不用改动现有的网络连接。编程器接口的连接器把CPU来的信号传到编程器接口。                            

图2 网络连接器
     在其通讯模式中还有自由端口通讯、工业以太网通讯、调制解调器通讯、无线以太网通讯，具体介绍见网络型实验指导书。

 以西门子PCS 7全集成自动化控制技术为依托，青岛大炼油成功实现全国首例炼油厂全厂的DCS控制。青岛大炼油全厂DCS控制系统的成功应用，不但实现了炼油大型化、集约化生产的战略目标，更在高效、节能、环保等方面做到了全方位的创新和，堪为新一代全厂自动化控制系统的价值。

前言
　　由于我国工业经济快速发展，汽车消费市场成长迅速，能源的需求日益旺盛，导致我国成品油市场一度出现“油荒”现象。在炼油环节，我国炼油行业一直以来存在炼厂数量多、规模小、效率低下等问题，炼油行业亟需加快大型化、集约化的发展步伐。因此，近年来，千万吨炼油、大型炼油基地成为国内石油加工行业的热门词汇。

　　中石化青岛大炼油是中国座一次建设规模达到1000万吨炼油能力的炼油企业，投产后可实现年加工进口原油1000万吨，每月可为增加成品油供应近60万吨，能有效缓解成品油供应紧张的局面，降低我国高价成品油的进口量。同时，以青岛为中心的胶东半岛有望成为国内大的石化基地。

　　作为中石化调整国内炼化产业布局、打造环渤海湾炼化产业集群的重大战略项目，青岛大炼油主要技术经济指标均达到国内先进水平，整体技术装备和技术水平处于国内地位。青岛炼化厂区总占地面积达到222.1公顷，但整个厂区仅需500人管理，这得力于其全厂采用了全集成的自动化控制系统，不但实现了炼油大型化、集约化生产的战略目标，更在高效、节能、环保等方面做到了全方位创新和，堪为新一代全厂自动化控制系统的价值。

绿色炼油　　石油加工过程中会产生各种污染环境的物质#mdash;#mdash;废水、废气、废渣，这些污染物不仅污染了环境，还造成了物料和能量的大量流失与浪费。长久以来，使得炼油项目在人们印象中成为了重污染、高能耗的代名词。作为我国单系列千万吨级炼油项目#mdash;#mdash;青岛大炼油，也曾受到人们的诸多质疑。它是否能像预期的那样：“实现经济效益和环境效益俱佳”？是否能实现规模经济？是否能实现循环经济的发展模式？是否还能保持西海岸红瓦绿树、碧海蓝天的居住环境？

　　面对质疑，青岛大炼油迎难而上，率先引入绿色炼油、清洁生产的理念，从原料处理、加工到产品精制，均采用先进工艺技术；工艺装置和系统工程，均采用集成化的节能技术；生产经营管理采用全厂DCS控制系统，使得整个项目“技术先进、环保、规模经济”的鲜明特征凸显。

　　绿色炼油、清洁生产的核心内容是通过全厂自动化、信息化的大力建设，促进生产经营管理过程的智能化和现代化，从而使得青岛大炼油项目有效降低了成本消耗、、增加了利润收益、优化了资源配置、控制了环境污染。

　　绿色炼油、清洁生产是青岛大炼油实施可持续发展战略、提高市场竞争力、实现环境效益和经济效益“双赢”的有效途径。

选择
　　青岛大炼油全厂采用“常减压＋延迟焦化＋加氢处理＋催化裂化”的加工方案，由16套工艺装置以及油品储运设施、公用工程系统及辅助生产设施组成，主要工艺装置包括：1000万吨/ 年常减压、250万吨/年延迟焦化、150万吨/年连续重整、410万吨/年柴油加氢、200万吨/年重油催化裂化、260万吨/年重油加氢脱硫、260万吨/年加氢裂化、20万吨/年聚丙烯等等，其中，9套装置创国内之，是目前我国单系列大的炼油装置。

　　青岛大炼油的规模大、技术新、人员少，无疑对过程控制系统的可靠性、复杂性、功能的完善性、系统的可维护性、人机界面的友好性、数据的可分析可管理性等各个方面都提出了非常高的要求，尤其是以下三点，更是决定了项目的成败：

　　1) 控制精度。炼油过程结合了精炼和化学处理过程，原油被按分子重量分成几个部分，这几个部分再被热能和催化剂作用裂解成其他更加有用的产品，整个炼油过程的关键就在于是否能实现对各项参数的严密高精度控制。同时，炼油厂能否盈利就要看每桶原油提炼出的高质量产品的数量，而获取每桶原油大产出的有效措施也是高精度的控制系统。

　　2) 可靠性。大炼油的石油提炼加工过程与一枚炸弹的唯一分别就是控制系统。石油提炼的很多工序都必须被严格的加以控制，以防止火灾和爆炸的危险，高度可靠的控制系统是炼油厂正常运行的基本保证之一。

　　3) 控制性能。大炼油的全厂过程控制系统中有几万个I/O点，要求系统必须能够在同一时间对成千上百个P I D回路进行全部处理。高性能是大炼油DCS控制系统的基本要求之一。

　　经过多方筛选和抉择，全集成的、结构完整、功能完善、面向整个生产过程的SIMATIC PCS 7过程控制系统，以其卓越的性能、高度的可靠性，成为了青岛大炼油全厂DCS系统的选择。谈到为什么选择PCS 7，青岛大炼油机动工程部主管陈主任指出：“运营、管理的独到之处，控制器的强大、可靠，以及西门子可信赖的性”都是PCS 7的取胜法宝。

实施方案
　　全厂布局紧凑集中，生产装置采用联合布置，设一个中心控制室，生产装置、公用工程及储运系统、全厂火灾、可燃气体、有毒气体的监控和报警控制系统（F#amp;GS）等均采用DCS控制系统进行集中操作、控制和管理，各装置及关键设备均设置了安全联锁保护系统（紧急停车系统），充分体现了“集约、高效、安全、稳定”的生产要求。

　　全厂DCS控制系统由工程师站、操作员站、中央归档服务器（CAS）、I/O卡、各类机柜和OPC服务器等设备组成，全厂I/O总点数近30000点。整个DCS系统共配置盘柜300面，操作员站61个、现场机柜室（FCR/FAR) 17个、中央控制室（CCR）1个。

　　在中央控制室中有108个生产操作台，共排成三排，所有重要的生产操作流程被全程监控，现场图像也可根据需要实时显示到监控屏幕中。“整个大炼油工程全部实现自动化管理，核心管理人员仅需要500名职工。”谈及全厂DCS控制系统中控室的徐工不无骄傲的说。按计划，整套生产设备四年才需要检修一次。

　　整个DCS控制系统的结构（详见图2）可以分为3层：控制器层，在该层实现对现场仪表的控制和监测逻辑；服务器层，该层起到数据通道的作用；操作员站层，该层提供HMI便于操作员控制/监测工艺流程。

　　系统的工程师站同时挂在两个网络上，即连接操作员/服务器的以太网和连接控制器的CPU的工业以太网。工程师站用于完成控制画面和控制策略的组态。

　　在控制器层和服务器层之间是1Gbit/s的冗余环网，称为系统总线，它连接起所有的控制器和服务器，承担数据交换的作用。在服务器层和操作员站层之间是1Gbit/s的冗余环网，称为终端总线，它连接起所有的服务器和操作员站，承担数据交换的作用。

　　系统选用高性能模块化的SCALANCE X-400交换机（图3）构成1Gbit/s的高速光纤冗余环网。当传输链路或环网中的SCALANCE X-400 交换机发生故障时，网络重构时间严格小于300ms，从而，大大增强了网络的可靠性。

　　系统总线通过冗余的光缆以星状结构拓展至各个现场机柜室（FCR/FAR）。现场控制器全部采用AS400（图4）的高性能卡件，使组态，集成更为方便。

　　系统的现场级控制采用的是PROFIBUS现场总线，不仅简单实现了控制系统的冗余；同时，使得现场级控制网络成为真正全分散、全数字化的控制网络。系统I/O站选用的是高密度配置的ET200M模块，ET200M通过两个IM153-2总线接口模块分别连接在两条PROFIBUS-DP总线上。每个ET200M单元均由2个IM153-2总线接口模块和其他若干数字量、模拟量输入输出模块组成。数字量、模拟量输入输出模块的数量和配置由现场站的所需控制和采集的点数所决定。