那里有卖西门子S7-300内存卡
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西门子今天在北京举办“西门子能源管理集团化工行业峰会”,ZD展示了西门子针对化工行业客户在能源管理领域提供的的业务组合,并与业界专家和客户共同探讨如何助力化工行业提升能源可靠性和效率。
“西门子拥有覆盖面广的能源管理业务组合,致力于实现电网互联、全集成能源管理和高度灵活的电力供应。ZG化工行业市场规模稳定增长,市场发展潜力巨大。我们希望与化工行业的客户紧密合作,针对他们在能源管理领域所面临的痛点,帮助他们应对在电力供应的可靠性、能效及环保方面面临的挑战,”西门子(ZG)有限公司执行副总裁、西门子大中华区能源管理集团总经理麦明锐(Markus Mildner)表示。
化工行业的电力供应面临的首要挑战是供电的可靠性。作为重资产行业,化工行业在生产过程中必须确保大量大型机电设备连续不间断的运转,持续、稳定的电力供应成为连续生产的先决条件。此外,随着市场环境和产业政策的变化,化工行业面临的整体能效挑战正在不断加大。一方面,能源成本、劳动力成本不断上升;另一方面,政府对高能耗、高污染生产方式的监管和遏制力度不断加大。更高的能源效率成为解决这一问题的关键。后,十三五期间政府及社会对于环保生产的要求越来越高,化工行业必须寻求更加清洁的能源,分布式发电成为大势所趋。因此,可靠、GX和环保的电力供应及能源管理是化工企业保证稳定生产、降低运营成本、实现可持续发展的重要保障之一。
针对化工行业的具体需求,西门子能源管理集团凭借其业界的涵盖高中低压的输配电技术,以及高度自动化和智能化的能源及数字电网解决方案和服务,致力于为化工行业提供GX、可靠和绿色的能源管理解决方案。
2017年2月,西门子与京博石化签订战略合作框架协议,助力京博石化工厂的数字化和智能化转型。京博石化为ZG化工企业500强公司,在业务快速增长的同时,也面临着面向“ZG制造2025”的产业升级。此次西门子能源管理集团六家工厂次共同签订框架合同,将为京博石化提供35千伏及10千伏变压器、中压柜、400伏低压柜、监控后台保护等产品,为京博炼厂打造完整、智能的能源供应及管理方案,标志着西门子与化工行业客户的新型战略合作伙伴关系转型又迈出坚实一步。
“西门子能源管理集团行业峰会”是继“西门子能源管理集团ZG百城巡展”之后推出的又一大市场战略举措,旨在通过举办系列行业峰会,向客户提供行业优选解决方案,加强与行业客户的交流与合作,从而进一步拓展能源管理的行业应用。此次化工行业峰会是系列行业峰会的站,未来将针对轨道交通、数据ZX等行业举办峰会,让万千ZG客户领略西门子能源管理解决方案在行业应用方面的无限潜能。
1.1标准概述
IEC61850是新一代的变电站自动化系统的国际标准,它规范了数据的命名、数据定义、设备行为、设备的自描述特征和通用配置语言。同传统的IEC60870-5-103标准相比,它不仅仅是一个单纯的通信规约,而是数字化变电站自动化系统的标准,它指导了变电站自动化的设计、开发、工程、维护等各个领域。该标准通过对变电站自动化系统中的对象统一建模,采用面向对象技术和独立于网络结构的抽象通信服务接口,增强了设备之间的互操作性,可以在不同厂家的设备之间实现无缝连接。智能化一次设备和数字式变电站要求变电站自动化采用IEC61850标准。IEC61850是至今为止为完善的变电站自动化标准,它不仅规范保护测控装置的模型和通信接口,而且还定义了数字式CT、PT、智能式开关等一次设备的模型和通信接口。采用IEC61850国际标准可以大大提高变电站自动化技术水平、提高变电站自动化安全稳定运行水平,节约开发验收维护的人力物力,实现完全的互操作,如图1所示。
IEC61850与传统的SCADA协议不同的是,它不仅是一个简单的协议,更涉及到通信网络性能要求、对象建模、系统和项目管理等多方面的规范要求。IEC61850采用面向对象的建模方法和抽象、分层映射的技术,通过规范系统和项目管理以及一致性测试等途径来保证其目标的实现,并且IEC61850不仅适用于变电站自动化系统内部网络通信,也适用于配电自动化、电能计量系统、发电厂自动化系统、风力发电以及其它工业领域。
图1:IEC61850与数字化变电站(SAS)之间的相互关系:
1.2 制造报文规范MMS
制造报文规范(Manufacturing Message Specification,MMS)是网络上实时处理和监控系统信息交换的国际标准,由国际标准化组织和国际电工委员会工业自动化技术委员会TC184工业组负责制定和发展,它适合于在不同的设备、应用、发展商和领域内提供通用信息服务,例如:MMS提供的读(Read)服务允许网络上的设备、应用或计算机从另外一个设备、应用或计算机内读取所需的变量,而不管这个变量是在可编程逻辑控制器、机器人、远方终端设备或智能电子设备内。MMS已经广泛应用在制造、石油化工、电力工业和太空探索等领域。
MMS由以下各部分组成:
1) 服务规范(Service Specification)那里有卖西门子S7-300内存卡
2) 协议规范(Protocol Specification)
3) 机器人伴同标准(Robot Companion Standard)
4) 数字控制器伴同标准(Numberical Controller Companion Standard)
5) 可编程逻辑控制器伴同标准(Programmable Logical Controller Companion Standard)
6) 过程控制系统伴同标准(Process Control System Companion Standard)
上列各部分中,部分服务规范和第二部分协议规范是其核心,服务规范包含的定义
有:①虚拟制造设备(Virtual Manufacturing Device,VMD);②网络上节点间的信息交换;③与VMD有关的属性和参数。协议规范定义的是通信规则,包括:①信息格式;②通过网络的信息顺序;③MMS层与ISO/OSI开放模型的其他层的交互,而3)-6)则是针对不同的应用领域的伴同标准。
MMS提供了丰富的针对对等式实时通信网络的一系列任务,已经成为许多工业领域的控制设备的通信协议,例如CNC、可编程逻辑控制器、机器人、电力领域中的远方终端设备(RTU)、能源管理系统(EMS)、重合器、开关等IED设备。许多流行的计算机平台都支持基于MMS的互联,在软件支持上,更多的API、图形界面、网关、字处理、电子表格、关系型数据库都支持MMS,从通信连接上看,MMS在以太网、令Pai总线、串行接口RS-232C、OSI、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易实现,如图2所示:
图2:MMS在IEC61850报文结构中的位置
1.3 IEC61850标准的体系结构
变电站自动化系统由各种IED 组成,主要完成变电站内设备的控制、监视和保护功能,并实现系统配置、通信管理和软件管理等系统维护功能。IEC 61850 标准将变电站自动化系统在逻辑上划分为3 层(即变电站层、间隔层和过程层),并将具体应用功能分解为许多常驻在不同IED 内、彼此间相互通信的单元,称为逻辑节点(logical node,LN),然后以LN 为对象建立变电站内IED 的统一的数据和服务模型,旨在解决不同厂商提供的IED间的数据交换、信息共享等问题。
遵循IEC 61850 标准的变电站自动化系统主要包括:①主站自动化系统软件(人机界面、数据库及系统管理等);②间隔层装置(保护、测控单元等);③过程层设备,包括电子式电流/电压互感器(electronic current/potential transducer,ECT/EPT)、智能断路器/隔离开关、合并单元等;④工程化工具(如配置工具等),用于管理IEC 61850所定义的的通信模型,并满足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(一致性测试)的规范要求,如图3所示:
图3:IEC61850与数字化变电站接口与体系结构
1.4数据模型
在了解数据模型之前,首先需要了解一些关于IEC61850 的重要概念
智能电子设备(IED):实际的物理设备,如开关、断路器,综保等。
功能:变电站自动化系统执行的任务,如:母线保护、联锁、报警管理等。
逻辑设备(LD):一种虚拟设备,聚合逻辑节点和数据,物理设备可以包含一个或多个LD。
逻辑节点(LN):用来描述系统功能的基本单位,是数据对象的容器,可以任意分配到
IED,每个逻辑节点和内部的数据都有具体的语义,并通过他们的服务与外部进行交互。
在IEC61850 中,一个IED 设备的外部性能通过Server 服务器类来表征,Server 服务器可以包含一个或多个逻辑设备,一个逻辑设备可以包含多个逻辑节点,在IEC61850 中一些逻辑节点是电力系统实设备的映射。一个IED 设备要实现特定功能必然需要这些逻辑节点来终实现操作、控制的功能。可以简单理解逻辑设备是IED 设备实现具体一个功能的抽象容器,在这个容器中包含了实现功能所需的相应的逻辑节点。
下图4描述了从一个实际的项目中如何对实际的物理设备建模的完整过程:
图4:设备建模的完整过程
就针对一个具体的IED设备模型而言,下图5描述了该物理设备中所包含的内容及其交互关系:
图5:数据模型所包含的内容及交互关系
下图6为一个实际的IED物理设备所包含的相关内容,该图描述了该LED设备中其中一个逻辑设备”Tampa_Control”的逻辑节点”Q0XCBR1”断路器的”位置Pos”数据的相关状态 “stVal和ctlVal”。
图6:一个实际的IED设备所包含的内容
2 “IEC61850 Server Library”软件包概述
2.1 “IEC61850 Server Library”通信概述
“IEC61850 Server Library”软件包是西门子推出的基于S7-300/400作为服务器端的IEC61850规约的通信解决方案,通过该软件包,可以将S7-300/400 “虚拟”为一个IEC61850服务器端设备,之后S7-300/400 可以支持在IEC61850总线上的过程变量导出,下图7为“IEC61850 Server Library”软件包通信总览:
图7:“IEC61850 Server Library“软件包通信总览
“IEC61850 Server Library “软件包具有如下特征:
1) 功能完全的功能块库,支持德语及英语的在线帮助。
2) 每个IEC61850 客户端设备将通过一个ISO-On-TCP连接服务器。
3) 多可以支持100 Data-Attribute及10 DataSet(每个DataSet包含100个Data-Attributes):
4) Data-Attribute支持如下数据类型,如图8所示:
图8:”IEC61850 Server Library”所支持的数据类型
描述
新的模块化 SIMATIC S7-1200 控制器是我们新推出产品的核心,可实现简单却高度精确的自动化任务。SIMATIC S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计,功能强大、投资安全并且完全适合各种应用。
可扩展性强、灵活度高的设计,可实现高标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能,使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。
SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化,旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态兼容,可确保实现简化开发、快速启动、精确监控和高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能,帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个前所未有的水平。
优势
SIMATIC HMI 基础面板的性能经过优化,旨在与这个新控制器以及强大的集成工程组态兼容,可确保实现简化开发、快速启动、精确监控和高等级的可用性。正是这些产品之间的相互协同及其创新性的功能,帮助您将小型自动化系统的效率提升到一个前所未有的水平。
SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、强大的集成技术功能和可扩展性强、灵活度高的设计。它实现了通信简便,有效的技术任务解决方案,并完全满足一系列的独立自动化系统的 应用需求。
使用完全集成的新工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic,并借助 SIMATIC WinCC Basic 对 SIMATIC S7-1200 进行编程。SIMATIC STEP 7 Basic 的设计理念是直观、易学和易用。这种设计理念可以使您在工程组态中实现GX率。一些智能功能,例如直观编辑器、拖放功能和“IntelliSense”(智能感知)工具,能让您的工程进行的更加迅速。这款新软件的体系结构源于对未来创新的不断追求,西门子在软件开发领域已经有很多年的经验,因此 SIMATIC STEP 7 的设计是以未来为导向的。
设计和功能
SIMATIC S7-1200 CPU
SIMATIC S7-1200 系统有三种不同模块,分别为 CPU 1211C、CPU 1212C 和 CPU 1214C。其中的每一种模块都可以进行扩展,以完全满足您的系统需要。可在任何 CPU 的前方加入一个信号板,轻松扩展数字或模拟量 I/O,同时不影响控制器的实际大小。可将信号模块连接至 CPU 的右侧,进一步扩展数字量或模拟量 I/O 容量。CPU 1212C 可连接 2 个信号模块,CPU 1214C 可连接 8 个信号模块。后,所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左侧均可连接多达 3 个通讯模块,便于实现端到端的串行通讯。
安装简单方便
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都有内置的卡扣,可简单方便地安装在标准的 35 mm DIN 导轨上。这些内置的卡扣也可以卡入到已扩展的位置,当需要安装面板时,可提供安装孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安装在水平或竖直的位置,为您提供其它安装选项。这些集成的功能在安装过程中为用户提供了大的灵活性,并使 SIMATIC S7-1200 为各种应用提供了实用的解决方案。.
节省空间的设计
所有的 SIMATIC S7-1200 硬件都经过专门设计,以节省控制面板的空间。例如,经过测量,CPU 1214C 的宽度仅为 110 mm,CPU 1212C 和 CPU 1211C 的宽度仅为 90 mm。结合通信模块和信号模块的较小占用空间,在安装过程中,该模块化的紧凑系统节省了宝贵的空间,为您提供了GX率和大灵活性。
SIMATIC S7-1200
可扩展的紧凑自动化的模块化概念
SIMATIC S7-1200 具有集成的 PROFINET 接口、强大的集成技术功能和可扩展性强、灵活度高的设计。它实现了简便的通信、有效的技术任务解决方案,并能完全满足一系列的独立自动化需求。
亮点
可扩展性强、灵活度高的设计
信号模块:
大的 CPU 多可连接八个信号模块,以便支持其它数字量和模拟量 I/O。
信号板:
可将一个信号板连接至所有的 CPU,让您通过在控制器上添加数字量或模拟量 I/O 来自定义 CPU,同时不影响其实际大小。SIMATIC S7-1200 提供的模块化概念可让您设计控制器系统,以完全满足您应用的需求。
内存
为用户程序和用户数据之间的浮动边界提供多达 50 KB 的集成工作内存。同时提供多达 2 MB 的集成加载内存和 2 KB 的集成记忆内存。可选的 SIMATIC 存储卡可轻松转移程序供多个 CPU 使用。该存储卡也可用于存储其它文件或更新控制器系统固件。
集成的 PROFINET 接口
集成的 PROFINET 接口用于进行编程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外,该接口支持使用开放以太网协议的第三方设备。该接口具有自动纠错功能的 RJ45 连接器,并提供 10/100 兆比特/秒的数据传输速率。它支持多达 16 个以太网连接以及以下协议:TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。
SIMATIC S7-1200 集成技术
SIMATIC S7-1200 具有用于进行计算和测量、闭环回路控制和运动控制的集成技术,是一个功能非常强大的系统,可以实现多种类型的自动化任务。
用于速度、位置或占空比控制的高速输出
SIMATIC S7-1200 控制器集成了两个高速输出,可用作脉冲序列输出或调谐脉冲宽度的输出。当作为 PTO 进行组态时,以高达 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脉冲序列,用于控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用其中两个高速计数器在内部提供对脉冲序列输出的反馈。当作为 PWM 输出进行组态时,将提供带有可变占空比的固定周期数输出,用于控制马达的速度、阀门的位置或发热组件的占空比。
PLCopen 运动功能块
SIMATIC S7-1200 支持控制步进马达和伺服驱动器的开环回路速度和位置。使用轴技术对象和国际认可的 PLCopen 运动功能块,在工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中可轻松组态该功能。除了“home”和“jog”功能,也支持移动、相对移动和速度移动。
驱动调试控制面板
工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的驱动调试控制面板,简化了步进马达和伺服驱动器的启动和调试操作。
它提供了单个运动轴的自动控制和手动控制,以及在线诊断信息。
用于闭环回路控制的 PID 功能
SIMATIC S7-1200 多可支持 16 个 PID 控制回路,用于简单的过程控制应用。借助 PID 控制器技术对象和工程组态 SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持编辑器,可轻松组态这些控制回路。另外,SIMATIC S7-1200 支持 PID 自动调整功能,可自动为节省时间、积分时间和微分时间计算调整值。
PID 调试控制面板
SIMATIC STEP 7 Basic 中随附的 PID 调试控制面板,简化了回路调整过程。它为单个控制回路提供了自动调整和手动控制功能,同时为调整过程提供了图形化的趋势视图。