西门子TXP自动化系统介绍-as620.doc
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1、TXP控制系统西门子TXP自动化系统AP介绍一、 TXP系统概述l OM650-操作与监视系统l ES680-工程系统l DS670-诊断系统l AS620-自动化系统l SINET H1-通讯系统二、 AS620自动化系统概述1、 作用与任务AS620系统完成工业过程的自动化任务。AS620从过程获取测量的数值和状态,进行开环和闭环控制功能,传递产生的操作变量数值,校正数值及其对过程的命令。其他子系统利用AS620子系统作为过程的接口。AS620传递来自OM650操作员通讯和显示系统的命令至过程,从过程读出OM650、ES680或DS670系统所需要的信息,并传递这个信息到OM650.2、
2、分类l AS620B: FUMB变型:在一中央结构中,FUM模件(功能模件)被用于连接过程的探测器和执行机构。SIMB变型:BIM模块(信号模块)使分散结构可以配置,用总线连接SIM模块和中央系统组件。l AS620F:用于保护和控制任务的故障安全型态。APF:故障安全自动化处理器1) FUM-F用故障安全APF自动化处理器组态,并与FUM-F模块有关2) SIM-F用AG-F可编程序逻辑控制器组态,并与SIM-F模块有关AGF:故障安全可编程序控制器l AS620Tl 辅助系统3、 AS620的过程控制系统图l 现场层:包含探测器和执行机构l 单个控制:是自动化与过程的接口,FUM和SIM模
3、块完成模拟和二进制信号调节并驱动控制器l 分组控制:自动化处理器组成分组控制。处理开环控制和保护任务,并形成所有AS620应用中央组件。 控制系统概况图三、 AS620自动化系统的设计1、 AP自动化处理器l 概述AP自动化处理器是AS 620B和AS 620F自动化系统的中央组件,他是CPU(中央处理器)948/CPU948R。所有的次要AS620组件用系统总线通过此AP 进行连接;系统和设备保护功能在此AP中进行处理;此AP在辅组件的连接上起着重要的作用,这些PLC系统总是通过一个AP与上游的操作通讯和显示通讯的。l 基本结构2、 AS 620B自动化系统l AS 620B的组态及说明下图
4、为AS 620B的组态AS 620B的组态图l 分类1. AS 620B(FUM)2. AS 620B(SIM)1)、AS 620B(FUM)自动化系统l 机架介绍;(21槽位,其中19个FUM模件槽)l 机架的连接:1、 此机架占两个完全独立的底板总线,它在机架中各FUM模块之间提供连接。在AP中的一个IM 304接口模块和在EU901机架中的一个IM614接口模块提供在AP与一根总线之间的连接.2、 在一个链中,最多4个机架(每个用一个IM614)可连接到一个IM 304上,在一个链中到最后的IM 614的最大距离是100米。3、 在一个AS 620B系统中,允许多到六个机架,具有2*6=
5、12个IM614接口模块和多达114个FUM模件。l FUM机架在单、双通道的连接 下图为标准的冗余AP的双通道连接2)、AS 620B(SIM)自动化系统l 组成及其使用范围l ET 200U的连接:IM3088、IM318-B1. 直接的、不可切换的连接2. 可切换的连接 3、AS 620F自动化系统l AS 620F的组态及说明l 分类1. 带APF的AS 620F。有关安全的功能是在APF中执行的,并带有故障安全的FUMF功能模块,多达7个APF可以连接在一个AP上。2. 带AGF的AS 620F。APF和AGF不可混在同一个AP上 1)、带APF的AS 620F自动化系统l 机柜模件
6、的布置APF、接口模件、FUM模件安装在一个EU910机架中。如果模块超过12个,则安装在一个EU911机架中。l 机架的连接1. AP与APF的连接2. 连接的方式及距离l 使用IM611和IM621是通过两线光纤连接的,最大距离是2000米;l 使用IM651和IM661是通过铜线连接的,最大距离是225米;3. 容错结构4. 单通道结构 APF冗余连接 添加的模块可以容纳在EU911扩展机架中,此扩展机架通过IM631/641接口模块连接到EU910机架,多达3个EU911机架可通过IM631/641模块连接到一个EU910机架,这样,在一个APF系统中,FUM模块的最大数目是12(除S
7、YS900外)+18+18+18=66个。四、AP的操作模式3、软件的任务和结构:AP是AS 620S系统的中央组件,用户程序在AP和它的CPU中执行,用户程序是基于AP系统软件,具有以下功能:l 用户程序随AP中的自动化任务而顺序控制l 监视和控制单个的控制层l 传递来自OM 650操作员通讯和显示系统的命令至各个控制层l 在AP中从输入/输出读出供自动化任务所需的信息,并通过OM650显象过程状态 AP系统软件包括:l CPU948/CPU948R的操作系统l APRED/S5155标准程序包l 通过SINEC H1 FO系统总线和SINEC L2 DP或SINEC L1总线用以通讯的SI
8、MATIC S5处理块结构如图:软件APRED 带功能块和基本操作的用户程序 AP系统软件(APSSW) AAPPRED 处理块 操作系统 SIMATIC S5:CPU948/948R 3、 AP系统软件的安装:在第一次调试前,在装入AP系统软件前,必须进行一次全面复位。通过CPU模块上的设置开关来进行。复位完成后,使用ES680来装载带有系统软件和用户程序的AS 620。4、 AP系统软件参数的设置:参数在离线方式是通过ES 680来转载的,许多参数可以在在线方式下进行编辑。5、 AP 通讯机理 结构如图:由图可知:l 状态传递:过程数值和参数从AP和/或它的次要组件传递到OM650 l 操
9、作员输入:通过OM650规定数值和AP及其次要组件的参数l 事件通讯:传递来自AP及其次要组件的消息到DS670和OM650l 过程图象处理:在AP 和以下各项之间的数据传递:1. 通过IM 614的FUMB2. 通过IM318-B,IM308-B的SIM-B3. 通过APF的FUMF4. 通过AG-F的SIM-B5. 其他的AP 6. APT(SIMADYND07. SIMATIC S5辅助件8. APT(SIMADYND09. SIMATIC S5辅助件10. 状态处理11. 操作员输入12. 事件通讯13. 过程图象传递14. 用户程序15. AP软件的参数16. 技术数据及规格西门子T
10、XP自动化系统AS620B(FUM)一、AS 620B-应用与概述1、AS620B是TELEPERM XP 的基本自动化系统,用于一般机组的保护、电厂闭环控制。2、AS 620B由下列组成:l AP自动处理器,它是中央处理部件l 单机控制或现场控制级的模块3、AS620B的组成:FUM型、SIM型,这两种型号可以混合,也就是说两种型号可以共享一个AP或者各有一个单独AP.如图FUM-BSIM-BSIM-BSIM-BSIM-BFUM-BAP SINEC H1 FO 分组控制 柜的总线 SINEC L2-DP 单个控制二、AS 620B(FUM)设计 1、介绍(P104) 21、冗余结构:如图所示
11、 单级控制级的功能块安装在EU901中。每个EU902机架可以安装19个功能块和2个IM614接口模件,为了保证高的利用率,每个功能块有两个总线接口,彼此独立。每个总线接口通过一个单独的机架总线与一单独的IM 614接口模块连接。 带有功能块的EU902机架通过IM314和IM614接口模块连接到AP。一个IM614接口模块连接到AP(A),另一个IM614接口模块连接到AP(B),从而形成了从AP到功能块的连续冗余总线。 串联的多达4个IM 614接口模件 组合在一起,构成一个母线链,通过一个IM 304模块连接到AP。这样允许最大6个机架具有总数619=114个功能块可被连到一个AP上。A
12、P与一母线的最后一个IM 614之间的最大距离是100米。 211工作原理介绍:(P106)为了监测FUM的故障情况,在A层机架中,装有一个SYS900监测模件。 一个冗余AP中FUM机架的两通道连接 22、单通道结构:如图所示AP与个功能块之间的连接仅由一个单通道组成。在机架中,只有EU901机架的机架155中安装I M614接口模件,在无冗余AP中,EU901机架的两通道连接是不可能的。 一个无冗余AP中FUM机架的单通道连接三、单机控制级功能模块(FUM) 1、任务FUM功能模块构成了过程控制系统与过程之间的接口,具体任务包括:l 采集、调节、处理、分配和检测信号和传感器电源l 处理单个
13、闭环和开环控制系统的独立自动化任务l 1毫秒分辨率的时间标记l 简单和l 精确诊断故障事件的监测功能2、基本设计 TXP系统中单机控制级功能模块基本上结构相同,主要区别是硬件和软件的功能相关部分,如图所示: 基本结构总线接口1 电源 微处理器 总线接口2 功能相关部分 在模块中,有两个独立的总线接口,当第一个总线系统故障时,系统会自动选择第二个总线系统,有毛病的模块则可被定位并在运行期间跟换。 除各种检测和诊断功能外,单机控制级还按选择的值采集二进制信号转换和/或模拟信号的变化。此系统加有一个1毫秒分辨率的时间标记,并将这些事件处理为“带时间的数据”。 21功能结构l 总线接口l 处理器部分l
14、 电源:模块是通过机架中的总线带供电的1. 工作电压:(L+)直流24VDC工作电压通过面板的一个可更换的保险丝送到此模块的。模块从从工作电压引出它的辅助电压,用作直流24V传感器、转换器和执行机构。2. 负荷电压源:3. 总线接口电源:l 功能相关部分 22机械结构3、模块软件l 操作系统:在电机控制级,每个功能模块的软件分为:与模块类型无关的一个部分(操作系统)和是模块类型特有的另一部分(模块逻辑),功能模块的整个软件作为不变的固件装入模块的非易失性存储器中,模块逻辑的各个功能用参数配置来选择。操作系统软件被分为:控制部分;诊断和监测部分;通讯部分。l 中央模块监测功能l 故障信息l 生成
15、“带时间的数据”单机控制级功能模块能够从采集的模拟信号或二进制信号或从内部生成的信号,产生有时间标志的信号(称作信号DMZ),此时间标志具有1毫秒的分辨率。4、IM 614接口模件 41、应用及功能 42、功能结构 (如图) 供电单元 复位发生 时钟RAM/EPROM微处理器AP接口接口存储器FUM接口输入/输出接口(光电隔离) 功能结构分为下列部件:a) 电源:24VDCb) 处理器部分:微处理器、RAM、EPROMc) 输入/输出接口:AP接口、FUM接口、输入/输出接口5 硬件结构: 51插件介绍 52面板介绍6 功能介绍:l ANLAUF-进入IM电源接通后,模块处于“ANLAUF-I
16、M”。在此方式完成一次自检测,并检查AP硬件的连接,如发现错误,立即转换到“STOP”方式。检测成功完成后,IM614向AP请求它的专用参数,一旦设置好参数,模块就转换到“ANLAUF-FUM”方式l ANLAUF-进入FUM在此方式中,此机架中所有配置的功能模块的参数组都从AP传送到此接口模块。一旦它已收到参数组,主接口模块就设置FUM模块参数,一旦所有参数都已传送,则IM 614就转换到“RUN”方式。l RUN-运行在自动化系统的一个冗余结构中,一个机架的两个IM 614接口模件就收不同的总线状态技术要求,一个模块被赋予“主的状态,而第二模块则是“备用的”。主模块在不受干扰的循环操作中,
17、完成以下任务:a) 读各功能模块的输入过程图(APE-E)并将其传送到PA-FUMB-AP过程图。b) 传送PA-FUMBAP过程图到APc) 接受AP的PAAPFUMB过程图,并将其传送到输出过程图象(PAA-E)d) 输出单个过程图象PAAE到各FUM7、功能模块汇总71 带FUM210的二进制信号的传感器调节 此模块用于14个双转换接触点或28个单接点的防短路电源。 1)硬件结构:l 输入:此模块有28个二进制输入,通过它们可以调节和监控28个具有单接点的传感器或者14个具有转换触点的传感器。或者也可以接入标准的二进制信号。在信号处理上,传感器信号输入是通过一个电阻连接到一个在内部生成的
18、负电压上,以取得一个较高的开关电压,参考条件下,等于约44伏,输入电流总计约3毫安,此输入信号通过一个硬件平滑线路滤波,输入信号延迟时间总计约3毫秒。l 输出:此模块有14个防短路输出用于给传感器供电,输出的连续负荷能力总计为120毫安.2) 监测除中央模块的监测功能外,此模块还有一些监测功能,就它们有关短路或中断来说,需要非固态传感器的转换或单触点与一47K电阻的跨接,以下是被监察的:传感器或监测器线路的开路状态-传感器线路的对地短路传感器线路的相间短路传感器线路供电的故障传感器触点的跳动,此功能检查在规定时期内,由于一个缺陷传感器是否改变它的状态几次。 这个监测功能本身和监测时间都能参数化
19、的.这样每当传感器信号改变时,就防止了一个事件的重复输出。在转换触点时,必须遵守最大的转换时间200毫秒。3)故障信息:被监测功能识别的故障是:进入过程图象的故障-作为DMZ信息传送到过程控制级由面板上闪烁的“模块故障”发光二极管和面板灯批示系统新指示的故障。4):功能模块输入中调节的传感器信号适用于模块处理器进一步处理.读入的过程信号能由模块中的模拟数值取代,由此,通过一个中央模拟点来规定这些模拟数值,模拟测量信号,被进一点处理。在转换触点情况中,常开和常闭两种信号被调节和监测着,为此需要两个通道的模块,通过这个方法,监测功能校核了常开接触点信号的有效性,有效的常开接触点在相应的第一个通道的
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