Siemens SIMATIC PCS 7: Bộ điều khiển, I/O phân tán ET 200 và mạng lưới

Siemens SIMATIC PCS 7 là gì?

Siemens SIMATIC PCS 7 là một hệ thống điều khiển phân tán được thiết kế dành riêng cho các ngành công nghiệp quy trình liên tục và theo mẻ. Các ứng dụng điển hình bao gồm sản xuất hóa chất, dầu khí, phát điện, xử lý nước, dược phẩm, chế biến thực phẩm, kim loại, xi măng và các nhà máy khác nơi chu kỳ vận hành dài, chẩn đoán rõ ràng và việc thay đổi hệ thống được kiểm soát là những yếu tố quan trọng.

Một hệ thống PCS 7 thường bao gồm Hệ thống Thiết kế, một hoặc nhiều Hệ thống Tự động hóa, máy chủ và máy trạm Hệ thống Điều hành, mạng truyền thông công nghiệp, cũng như I/O phân tán. Cấu hình cụ thể có thể dao động từ một dự án đơn giản chỉ với một trạm duy nhất đến một nhà máy quy mô lớn sử dụng nhiều máy chủ dự phòng. Vì hệ thống được thiết kế như một tổng thể tích hợp, nên việc lựa chọn module dự phòng không bao giờ được thực hiện chỉ dựa trên hình dáng bên ngoài hay dòng sản phẩm. Cần xem xét kỹ phiên bản PCS 7, danh sách phần cứng đã được phát hành, firmware, giấy phép đối tượng quy trình, khái niệm dự phòng, giao diện truyền thông và cách đấu dây tại hiện trường.

Bộ điều khiển và Hệ thống Tự động hóa

Hệ thống Tự động hóa, thường được viết tắt là AS, thực hiện logic điều khiển, đọc tín hiệu quy trình, ghi đầu ra, quản lý chẩn đoán và trao đổi dữ liệu với các trạm vận hành và kỹ thuật. Trong các kiến trúc PCS 7 hiện hành, các hệ thống AS 410 dựa trên dòng CPU 410 là lựa chọn trung tâm cho các dự án điều khiển quy trình mới. Tài liệu của Siemens xác định CPU 410-5H Process Automation và CPU 410E Process Automation là các bộ điều khiển có khả năng mở rộng, với các tùy chọn dành cho ứng dụng tiêu chuẩn, độ sẵn sàng cao và ứng dụng liên quan đến an toàn, tùy thuộc vào cấu hình hệ thống.

CPU 410-5H được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu hệ thống tự động hóa hiệu suất cao và có khả năng mở rộng. Nó có thể được cấu hình như một bộ điều khiển đơn hoặc một cặp dự phòng. CPU 410E cung cấp nền tảng liên quan cho các phạm vi đối tượng quy trình nhỏ hơn trong khi vẫn giữ nguyên phương pháp kỹ thuật PCS 7. Các nhà máy hiện có cũng có thể chứa các hệ thống AS 41x trước đó. Các bộ điều khiển kế thừa này vẫn quan trọng cho việc bảo trì, nhưng tính phù hợp, vị trí vòng đời và lộ trình nâng cấp của chúng phải được kiểm tra so với phiên bản PCS 7 chính xác.

Trước khi thay thế bộ điều khiển, hãy ghi lại số đơn đặt hàng đầy đủ, phiên bản phần cứng, firmware, thẻ mở rộng hệ thống hoặc dung lượng đối tượng quy trình, cách bố trí giá đỡ và nguồn điện, các mô-đun đồng bộ, bộ xử lý truyền thông, cấu hình dự phòng và phiên bản kỹ thuật PCS 7. Bản sao lưu dự án đã được xác minh và quy trình tắt máy và khôi phục đã được phê duyệt là rất cần thiết.

Cách ET 200 I/O tích hợp vào PCS 7

Bộ vào/ra phân tán đưa tín hiệu quy trình đến gần hơn với cảm biến và cơ cấu chấp hành, giảm chiều dài dây cáp trường, đồng thời giúp tổ chức các khu vực nhà máy dễ dàng hơn. Các dòng sản phẩm SIMATIC ET 200 cung cấp các mô-đun giao diện, vào/ra số và tương tự, mô-đun hỗ trợ giao thức HART, tùy chọn an toàn khi lỗi (fail-safe), cũng như các thành phần đáp ứng các yêu cầu khác nhau về tủ điều khiển và môi trường làm việc.

ET 200SP HA là một nền tảng vào/ra quy trình quan trọng dành cho các kiến trúc PCS 7 hiện đại. Sản phẩm hỗ trợ giao tiếp PROFINET IO, mật độ kênh nhỏ gọn, khả năng mở rộng linh hoạt và cấu hình độ sẵn sàng cao (high-availability). Tùy theo thiết kế, có thể sử dụng các đường truyền mạng dự phòng và bộ điều khiển dự phòng nhằm duy trì kết nối ngay cả khi xảy ra sự cố đứt cáp, hỏng giao diện hoặc lỗi bộ điều khiển. ET 200M vẫn phổ biến trong các nhà máy PCS 7 đã được triển khai từ trước và vẫn còn giá trị khi xác định phụ tùng thay thế đang được lắp đặt hoặc lập kế hoạch nâng cấp từng giai đoạn.

Khi đặt hàng một bộ phận dự phòng I/O, hãy xác nhận nhiều hơn chỉ loại tín hiệu. Kiểm tra mô-đun giao diện, giá đỡ hoặc đơn vị đầu cuối, số kênh, dải điện áp hoặc dòng điện, cách ly, hỗ trợ HART, yêu cầu khu vực nguy hiểm, chứng nhận an toàn khi sự cố, firmware, đầu nối phía trước và phiên bản hệ thống mà mô-đun được phê duyệt. Một mô-đun I/O tương tự về mặt cơ học có thể có chức năng điện hoặc hành vi chẩn đoán khác nhau.

Kiến trúc truyền thông

PCS 7 tách biệt việc truyền thông theo chức năng hệ thống. Bus đầu cuối kết nối các máy khách vận hành, máy chủ vận hành, trạm kỹ thuật và các thành phần quản lý. Bus nhà máy kết nối các hệ thống tự động hóa với máy chủ vận hành và tài nguyên kỹ thuật. Ở cấp điều khiển và cấp trường, PROFINET IO và PROFIBUS DP có thể kết nối I/O phân tán, bộ điều khiển tốc độ, hệ thống quản lý động cơ, thiết bị trường và liên kết mạng.

Các bộ điều khiển AS 410 hiện đại bao gồm các giao diện PROFINET có thể kết nối thiết bị I/O từ xa như ET 200SP HA. Các hệ thống hiện hữu cũng có thể sử dụng bộ xử lý truyền thông, giao diện PROFIBUS, thành phần Ethernet công nghiệp, liên kết sợi quang và cơ chế dự phòng. Tên giao thức riêng lẻ không đảm bảo tính tương thích: cần so sánh cấu trúc mạng đã cấu hình, vai trò thiết bị, firmware, kế hoạch địa chỉ, phương tiện truyền dẫn, phương pháp dự phòng và danh sách module được phê duyệt.

Trước khi thay thế một thành phần truyền thông, hãy lưu giữ địa chỉ IP, địa chỉ PROFIBUS, tên thiết bị, cài đặt công tắc và vòng mạng, sơ đồ mạng và ảnh chụp màn hình cấu hình gốc. Đồng thời kiểm tra đầu nối, module sợi quang, điện trở cuối (termination), lớp chắn (shielding), tiếp đất (grounding) và nguồn điện. Nhiều sự cố rõ ràng liên quan đến bộ điều khiển hoặc I/O thực tế bắt nguồn từ lỗi cấu hình mạng hoặc lỗi ở tầng vật lý.

Những điều cần xác minh trước khi mở rộng hoặc thay thế

Các mô hình được khuyến nghị xem xét

Các thành phần sau đây là những điểm tham chiếu hữu ích khi xem xét một dự án PCS 7. Chúng không phải là sự thay thế tự động. Hãy xác nhận số đơn hàng đầy đủ, phiên bản phần cứng, firmware, phiên bản PCS 7, giấy phép, tính năng dự phòng và các phụ kiện đã lắp đặt trước khi đặt hàng.

Tài liệu tham khảo kỹ thuật chính thức

Tổng quan sản phẩm Siemens SIMATIC PCS 7

Kiến trúc tiêu chuẩn Siemens SIMATIC PCS 7

Thông tin sản phẩm Siemens SIMATIC ET 200SP HA

Các mô hình tự động hóa có sẵn

Khám phá một lựa chọn các mô hình tự động hóa công nghiệp của Siemens, ABB, GE và các hãng khác. Gửi cho chúng tôi mã phụ tùng đầy đủ và số lượng cần thiết để xác nhận tình trạng sẵn có hiện tại, điều kiện sản phẩm, phụ kiện đi kèm và các tùy chọn giao hàng.

Yêu cầu báo giá

Gửi mã phụ tùng Siemens đầy đủ, số lượng cần thiết, yêu cầu về điều kiện sản phẩm, điểm đến và ảnh chụp rõ ràng bảng tên nhãn hiệu. Đối với các dự án PCS 7, vui lòng cung cấp loại bộ điều khiển, phiên bản PCS 7, firmware, họ I/O và cấu hình mạng (nếu có).

Yêu cầu qua email WhatsApp

Email:[email protected]

WhatsApp:+86 18159889985