上文介绍了 CPU 如何选型,今天继续。
第四步:网络结构
4.1 PROFIBUS DP 既是一个系统总线又是一个开放的通信系统,设计用于中等传输速率和短响应时间。因此,它最适合对以下设备进行控制:
? 直接连接的现场设备,如驱动器、电机起动器、分析仪、过程控制器或面板
? 分布式 I/O 设备,如 ET 200M、ET200PA SMART、ET 200iSP、和ET 200pro 远程 I/O 站
? 无缝集成的 PROFIBUS PA 现场总线或基金会现场总线 H1 上的变送器和执行器因为它也支持 HART 传输协议,因此,可将 HART 现场设备集成到 PROFIBUS DP 通信网络中。
总长度超过限制,则需要增加OLM中继器;如果是冗余光纤环网,需使用双光纤端口且相同型号的OLM.
4.2 PROFINET使用 SIMATIC PCS 7 过程控制系统时,PROFINET 主要用于自动化系统(控制器)与过程 I/O 之间的现场通信。组态 PROFINET 通信时,一般建议将现场设备通信与工厂通信分开。适用于 PROFINET IO 通信的 SIMATIC PCS 7 系统组件包括:
? 带有 CPU 410-5H(固件版本 V8.2)、具有全面 PROFINET 功能的自动化站(AS 单站和 AS 冗余站)
? SIMATIC PCS 7 AS RTX PROFINET 和 SIMATIC PCS 7 BOX RTX 带内置 PROFINET 接口
? 带有 IM 155-6 PN 接口模块和总线适配器的 SIMATIC ET 200SP HA
? 带有总线适配器的 SIMATIC CFU PA
? 带有 IM 153-4 PN 高性能型接口模块的 SIMATIC ET 200M
? 带有总线适配器的 SIMATIC ET 200SP除特定 PROFINET 产品外,工业以太网产品也可用作网络组件,如 SCALANCE X 交换机和介质转换器、FastConnect 连接元件以及电气和光纤传输介质。
说明:
无法在PROFINET接口使用冗余I/O。
不能在带有410-5H的系统中使用外部PROFINET接口模块。
如果没有组态topology拓扑,则接口模块上的PN口不分进/出;
若使用simatic manager组态了拓扑,则需要按照拓扑中的顺序严格接线(包括交换机的接口接线在内)。
关于网络结构的形式:
实际项目中用的最多的 还是线性、开环结构较多,且已够用。
对于复杂的星型、树形、嵌套环、网络型、混合型等架构,由于电缆用量多,线缆长,放线及维护困难,交换机多,成本较高,实际应用较少。
如果需要连接不同的PROFINET IO网络(子网掩码不同),则需要使用PN/PN连接器。以下找了几种常用结构的图:
第五,接口模块、信号模块选型
5.1 接口模块
ET200SP HA 分布式IO介绍:
5.2 过程 I/O模块统计控制系统输入/输出信号要求,选择相应类型的信号模块。
需要考虑的因素:信号类型(4~20mA / 0~10V /MODBUS RTU /HART等)、电阻类型(RTD/TC)、电压(24V /220V)、信号精度、抗干扰性、工作温度范围等。
适用于PCS7的分布式I/O系统比较:
选定接口模块后,在选择相应的信号模块,就相对简单了。
除了查找选型样本,最直截了当的方法是,在组态软件(Simatic Manager/TIA/Tia selection tool)中相应的接口模块下查找所需要的信号模块,这样也避免了兼容性错误。
上图中少了ET200PA Smart类型的模块,与ET200类似,是西门子近两年新推出的,价格更低,通道数更多。在文章末尾有相关资料链接。SIMATIC 过程控制系统 PCS 7 已发布模块 (V9.0 SP1):
5.3.Y-LINK、PA-LINK 链接模块
第六,系统架构
OS,上位机,泛指工程师站(ES)、服务器(OSS)、客户机(OSC)。
AS,下位机,自动化站,泛指PLC控制器、电源(PS)、通讯处理器(CP)、输入/输出模块和现场仪表等组成的I/O系统。
“服务器”通常是指物理机器。一个 OS 项目可以是 Single-user(单用户)项目、Multi-user(多用户)项目或者 Client(客户机)项目。“单用户或多用户系统”是指一个 OS 项目的类型。
根据安装的软件不同,PC站所具有的功能不同:
? Single station单站:PCS 7 Engineering 用于 AS/OS(包括 OS 运行时软件)
? Server服务器:PCS 7 OS Software Server
? Client客户端:PCS 7 OS Software Client
单站架构:
选择OS Single 单站数据包安装,每个单站均需要安装SQL、SIMATIC NET;
所有操作站均为独立的WINCC项目,工程师站也可以作为单站运行WINCC,每台PC产生各自独立的历史数据文件,即历史曲线、报警记录、操作记录都是独立的数据文件,需单独进行报警确认,归档备份等操作;
项目/画面更新方式:
a.在工程师站,可以通过SIMATIC Manager 建立OS项目,通过下载 PC Station 的方式更新项目到各个单站;
b.通过WINCC项目复制器wincc duplicator 复制项目到目标工作站,然后手动修改WINCC的计算机名称;
c.如果没有更改过变量管理、用户管理、画面树等项目系统属性,只是修改了画面,则可以通过拷贝相关PDL格式的画面文件到目标PC站进行覆盖替换即可。
冗余服务器C/S架构
Client/Server 客户端/服务器架构,如果 SERVER 服务器上安装的是WIN7 而不是 SERVER操作系统,则每个服务器下最多分配3个客户端,超过了会抢通讯,不稳定。
工程师站一般不建议运行WINCC项目,如果要运行,建议采用“启用OS模拟”的方式运行,这样不影响服务器的数据库;
项目更新方式:
通过工程师站下载更改到服务器,OS client会自动与分配的服务器同步。
如果更改的内容过多,不允许仅下载更改,则需严格按一下顺序执行完整下载:取消激活其中一台服务器中的WINCC——>完整下载——>激活运行——>等待15分钟数据同步完成——>再取消激活另一台服务器的WINCC,执行完整下载。
基于冗余 OS 单站对的扁平型系统配置,可使用参考站扩展为最多 8 个 OS 单站(其中ES/OS Single单站在PC站组态时对应的应用是WINCC application,OS参考站在PC站组态时对应的应用是WINCC application.ref)。
客户机/服务器多用户系统,包含最多 18 个 OS 服务器/服务器对,一切用于 12000 个过程对象 (PO) 和最多 40 个 OS Client客户机。
补充:通讯中Server和Client的区别
Q: 在做通讯时,Server和Client有什么区别 ?
A: 例如在使用TCP通讯建立连接时采用客户端服务器模式,这种模式又常常被称为主从式架构,简称为C/S结构,属于一种网络通讯架构,将通讯的双方以客户端(Client )与服务器 (Server) 的身份区分开来。使用C/S结构的通信常见的还有S7通信, ISO-on-TCP通信。
服务器的特征:被动角色,等待来自客户端的连接请求,处理请求并回传结果。
客户端的特征:主动角色,发送连接请求,等待服务器的响应。