西門子ET 200iS在某著名藥廠的成功應(yīng)用

[摘要] 主要介紹了ET 200iS在某國內(nèi)某著名藥廠的成功應(yīng)用，以及如何解決自動(dòng)化控制系統(tǒng)在危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)用的相關(guān)問題。
[關(guān)鍵詞] ET 200iS；PROFIBUS-DP；本安型


一、項(xiàng)目簡介
　　項(xiàng)目所在地為杭州的一家國內(nèi)知名藥廠。某著名藥廠新上了一個(gè)醇提項(xiàng)目，控制系統(tǒng)采用了SIEMENS S7 300系列的315-2DP。采用了分布式控制，PROFIBUS-DP協(xié)議。觸摸屏采用了TP 270-10，子站采用了ET 200Is、ET 200M，上位機(jī)采用了DELL的臺(tái)式機(jī)，通訊模塊CP 5613，臨控軟件采了了WinCC。此生產(chǎn)線生產(chǎn)保健藥品。
3、控制點(diǎn)數(shù)
大約有將近200個(gè)點(diǎn)。

二、系統(tǒng)介紹
1、目的簡要工藝
用酒精來提取有用的藥物，再將廢酒精回收。
2、設(shè)計(jì)方案
　　由于灑精屬于易爆物品，所以在設(shè)計(jì)方案時(shí)特別考慮了安全性。整個(gè)系統(tǒng)的點(diǎn)數(shù)大約有將近二百個(gè)，分布較分散，采用分布式控制將大大減少布線量，使系統(tǒng)的控制層次較為分明，故考慮了分布式控制。用戶還要求能在現(xiàn)場操作，現(xiàn)場修改工作參數(shù)，采用觸摸屏將非常方便，可以實(shí)現(xiàn)柔性化操作，但目前還沒有防爆的觸摸屏，故采用了正壓防爆柜，將觸摸屏放置在柜內(nèi)，可用USB鼠標(biāo)進(jìn)行操作。還要求上位機(jī)監(jiān)控。用戶為了節(jié)約成本，閥門采用了氣動(dòng)閥門，將電磁閥放在安全區(qū)，再由PLC驅(qū)動(dòng)，這樣就不用本安型的電磁閥了。所以DO全部由ET 200M上的數(shù)字輸出模塊完成。SIEMENS的產(chǎn)品目前在國內(nèi)應(yīng)用非常普遍，口碑很好。人們信賴SIEMENS的產(chǎn)品，信賴MADE IN GERMAN。故最終選用了SIEMENS的產(chǎn)品作為其控制系統(tǒng)。

三、控制系統(tǒng)構(gòu)成
1、硬件配置
CPU：315-2DP；
觸摸屏：TP 270-10；
I/O站：ET 200Is（包含了PS、IM、DI、AI、AO模塊）,ET 200M（包含了
PS、IM、DO模塊）；
總線隔離器：包含在ET 200iS的軟件包里；
柜體：正壓柜，隔爆柜，RITTAL的控制柜；
通訊卡：CP5613；
通訊模塊：CP 343-1。
UPS：SANTAK電源；
開關(guān)電源：SITOP電源；
空氣開關(guān)：5SX2系列；
液位變送器：雷達(dá)式、超聲波式、電容式、音叉式；
溫度變送器：PT100；
流量變送器：轉(zhuǎn)子式；
壓力變送器：絕對式、相對式；
閥門：氣動(dòng)式；

2、軟件配置
軟件：STEP 7 V5.2,PDM V5.2,Protool/PRO,WinCC V5.1；

3、ET 200iS簡介
1）可直接掛在PROFIBUS-DP總線上。
2）安裝安便，可直接安裝在35 mm導(dǎo)軌上。模塊化，可在線插撥，便于維護(hù)。
3）在通過PDM軟件修改ET 200iS參數(shù)。
4）由于是本安型的，不用安全隔離柵，大大簡化了接線，減少了故障。
5）可用PDM在線監(jiān)測模塊的運(yùn)行狀態(tài)，如和硬件配置軟件綜合用，效果更好。

四、控制拓樸圖
　　采用S7 300系列中的315-2DP作為控制器，通訊采用PROFIBUS-DP協(xié)議，CPU站、ET 200M站、PC站、還有一個(gè)TP270放在安全區(qū)，三個(gè)ET 200iS站放在危險(xiǎn)區(qū)，經(jīng)過總線隔離器通到三個(gè)ET 200iS的PROFIBUS-DP接口。每個(gè)站獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。如下圖所示：

五、控制系統(tǒng)完成的功能
1、完成的功能
該控制系統(tǒng)完成了客戶要求，如手動(dòng)/自動(dòng)切換控制，現(xiàn)場信號(hào)的采集，流量的累加，對現(xiàn)場的監(jiān)控。
2、難點(diǎn)
1）現(xiàn)場對防爆的要求，比如觸摸屏如何安裝在危險(xiǎn)區(qū)，如何控制；
2）電磁閥的驅(qū)動(dòng)（因?yàn)镋T 200iS的DO是不能驅(qū)動(dòng)非本安的電磁閥的）
3）通訊的問題（因?yàn)楝F(xiàn)場的各個(gè)站點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)，有400多米，再加上用了總線隔離器，波特率不能太高，否則通訊不穩(wěn)定）
4）由于現(xiàn)場未知的因數(shù)較多，這些因素都可能導(dǎo)致CPU停機(jī)，故應(yīng)在CPU里加上一些相應(yīng)的中斷，以防止CPU停機(jī)，這樣可以避免不由于現(xiàn)場的因累導(dǎo)致的停機(jī)，比如，熱插撥、編程錯(cuò)誤、電源問題，I/O錯(cuò)誤等等。
5）ET 200iS對背板電流的限制。

六. 結(jié)束語
　　本系統(tǒng)在9月份投產(chǎn)以來，一直穩(wěn)定運(yùn)行，用戶對SIEMENS的產(chǎn)品非常信賴

七. 應(yīng)用體
1、ET 200iS由于是本安型的I/O站，所以省去了隔離柵，接線非常方便。整個(gè)系統(tǒng)看起來非常簡潔。
2、可以用硬件配置軟件在線監(jiān)測I/O站，發(fā)現(xiàn)哪個(gè)模塊出現(xiàn)了問題，再用PDM檢測，就可以快速判斷問題出在哪里。
3、S7 300的CPU可以在有故障的情況下繼續(xù)運(yùn)行（把需要的OB下載進(jìn)去），這種特性非常適合現(xiàn)場調(diào)試，還不影響設(shè)備的運(yùn)行，非常好。
4、采用了分布式設(shè)計(jì)，層次非常清楚。
5、軟件采用了模塊化設(shè)計(jì)，思路很清楚。
6、STEP 7有許多現(xiàn)成的軟件模塊，大大加快了調(diào)試的進(jìn)度。