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那里有賣西門子CPU312
![]() | 6ES7312-1AE14-0AB0 SIMATIC S7-300,CPU 312 帶 MPI 的中央處理器, 集成電源 24V DC, 內(nèi)存 32 KByte, 需要微型存儲(chǔ)卡 |
西門子今天在北京舉辦“西門子能源管理集團(tuán)化工行業(yè)峰會(huì)”,重點(diǎn)展示了西門子針對(duì)化工行業(yè)客戶在能源管理領(lǐng)域提供的優(yōu)秀的業(yè)務(wù)組合,并與業(yè)界專家和客戶共同探討如何助力化工行業(yè)提升能源可靠性和效率。
“西門子擁有覆蓋面廣的能源管理業(yè)務(wù)組合,致力于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)、全集成能源管理和高度靈活的電力供應(yīng)。中國(guó)化工行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)定增長(zhǎng),市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。我們希望與化工行業(yè)的客戶緊密合作,針對(duì)他們?cè)谀茉垂芾眍I(lǐng)域所面臨的痛點(diǎn),幫助他們應(yīng)對(duì)在電力供應(yīng)的可靠性、能效及環(huán)保方面面臨的挑戰(zhàn),”西門子(中國(guó))有限公司執(zhí)行副總裁、西門子大中華區(qū)能源管理集團(tuán)總經(jīng)理麥明銳(Markus Mildner)表示。
化工行業(yè)的電力供應(yīng)面臨的首要挑戰(zhàn)是供電的可靠性。作為重資產(chǎn)行業(yè),化工行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中必須確保大量大型機(jī)電設(shè)備連續(xù)不間斷的運(yùn)轉(zhuǎn),持續(xù)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)成為連續(xù)生產(chǎn)的先決條件。此外,隨著市場(chǎng)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)政策的變化,化工行業(yè)面臨的整體能效挑戰(zhàn)正在不斷加大。一方面,能源成本、勞動(dòng)力成本不斷上升;另一方面,政府對(duì)高能耗、高污染生產(chǎn)方式的監(jiān)管和遏制力度不斷加大。更高的能源效率成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。后,十三五期間政府及社會(huì)對(duì)于環(huán)保生產(chǎn)的要求越來(lái)越高,化工行業(yè)必須尋求更加清潔的能源,分布式發(fā)電成為大勢(shì)所趨。因此,可靠、高效和環(huán)保的電力供應(yīng)及能源管理是化工企業(yè)保證穩(wěn)定生產(chǎn)、降低運(yùn)營(yíng)成本、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障之一。
針對(duì)化工行業(yè)的具體需求,西門子能源管理集團(tuán)憑借其業(yè)界優(yōu)秀的涵蓋高中低壓的輸配電技術(shù),以及高度自動(dòng)化和智能化的能源及數(shù)字電網(wǎng)解決方案和服務(wù),致力于為化工行業(yè)提供高效、可靠和綠色的能源管理解決方案。
2017年2月,西門子與京博石化簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,助力京博石化工廠的數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型。京博石化為中國(guó)化工企業(yè)500強(qiáng)公司,在業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)的同時(shí),也面臨著面向“中國(guó)制造2025”的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。此次西門子能源管理集團(tuán)六家工廠*次共同簽訂框架合同,將為京博石化提供35千伏及10千伏變壓器、中壓柜、400伏低壓柜、監(jiān)控后臺(tái)保護(hù)等產(chǎn)品,為京博煉廠打造完整、智能的能源供應(yīng)及管理方案,標(biāo)志著西門子與化工行業(yè)客戶的新型戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系轉(zhuǎn)型又邁出堅(jiān)實(shí)一步。
“西門子能源管理集團(tuán)行業(yè)峰會(huì)”是繼“西門子能源管理集團(tuán)中國(guó)百城巡展”之后推出的又一大市場(chǎng)戰(zhàn)略舉措,旨在通過(guò)舉辦系列行業(yè)峰會(huì),向客戶提供行業(yè)優(yōu)選解決方案,加強(qiáng)與行業(yè)客戶的交流與合作,從而進(jìn)一步拓展能源管理的行業(yè)應(yīng)用。此次化工行業(yè)峰會(huì)是系列行業(yè)峰會(huì)的*站,未來(lái)將針對(duì)軌道交通、數(shù)據(jù)中心等行業(yè)舉辦峰會(huì),讓萬(wàn)千中國(guó)客戶領(lǐng)略西門子能源管理解決方案在行業(yè)應(yīng)用方面的無(wú)限潛能。
1.1標(biāo)準(zhǔn)概述
IEC61850是新一代的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),它規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義、設(shè)備行為、設(shè)備的自描述特征和通用配置語(yǔ)言。同傳統(tǒng)的IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)相比,它不僅僅是一個(gè)單純的通信規(guī)約,而是數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),它指導(dǎo)了變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、工程、維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的對(duì)象統(tǒng)一建模,采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口,增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作性,可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動(dòng)化采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850是至今為止為完善的變電站自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn),它不僅規(guī)范保護(hù)測(cè)控裝置的模型和通信接口,而且還定義了數(shù)字式CT、PT、智能式開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口。采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)可以大大提高變電站自動(dòng)化技術(shù)水平、提高變電站自動(dòng)化安全穩(wěn)定運(yùn)行水平,節(jié)約開(kāi)發(fā)驗(yàn)收維護(hù)的人力物力,實(shí)現(xiàn)*的互操作,如圖1所示。
IEC61850與傳統(tǒng)的SCADA協(xié)議不同的是,它不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的協(xié)議,更涉及到通信網(wǎng)絡(luò)性能要求、對(duì)象建模、系統(tǒng)和項(xiàng)目管理等多方面的規(guī)范要求。IEC61850采用面向?qū)ο蟮慕7椒ê统橄?、分層映射的技術(shù),通過(guò)規(guī)范系統(tǒng)和項(xiàng)目管理以及*性測(cè)試等途徑來(lái)保證其目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),并且IEC61850不僅適用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信,也適用于配電自動(dòng)化、電能計(jì)量系統(tǒng)、發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電以及其它工業(yè)領(lǐng)域。
圖1:IEC61850與數(shù)字化變電站(SAS)之間的相互關(guān)系:
1.2 制造報(bào)文規(guī)范MMS
制造報(bào)文規(guī)范(Manufacturing Message Specification,MMS)是網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)處理和監(jiān)控系統(tǒng)信息交換的標(biāo)準(zhǔn),由標(biāo)準(zhǔn)化組織和電工委員會(huì)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)TC184工業(yè)組負(fù)責(zé)制定和發(fā)展,它適合于在不同的設(shè)備、應(yīng)用、發(fā)展商和領(lǐng)域內(nèi)提供通用信息服務(wù),例如:MMS提供的讀(Read)服務(wù)允許網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備、應(yīng)用或計(jì)算機(jī)從另外一個(gè)設(shè)備、應(yīng)用或計(jì)算機(jī)內(nèi)讀取所需的變量,而不管這個(gè)變量是在可編程邏輯控制器、機(jī)器人、遠(yuǎn)方終端設(shè)備或智能電子設(shè)備內(nèi)。MMS已經(jīng)廣泛應(yīng)用在制造、石油化工、電力工業(yè)和太空探索等領(lǐng)域。
MMS由以下各部分組成:
1) 服務(wù)規(guī)范(Service Specification)
2) 協(xié)議規(guī)范(Protocol Specification)
3) 機(jī)器人伴同標(biāo)準(zhǔn)(Robot Companion Standard)
4) 數(shù)字控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Numberical Controller Companion Standard)
5) 可編程邏輯控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Programmable Logical Controller Companion Standard)
6) 過(guò)程控制系統(tǒng)伴同標(biāo)準(zhǔn)(Process Control System Companion Standard)
上列各部分中,*部分服務(wù)規(guī)范和第二部分協(xié)議規(guī)范是其核心,服務(wù)規(guī)范包含的定義
有:①虛擬制造設(shè)備(Virtual Manufacturing Device,VMD);②網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)間的信息交換;③與VMD有關(guān)的屬性和參數(shù)。協(xié)議規(guī)范定義的是通信規(guī)則,包括:①信息格式;②通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的信息順序;③MMS層與ISO/OSI開(kāi)放模型的其他層的交互,而3)-6)則是針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域的伴同標(biāo)準(zhǔn)。
MMS提供了豐富的針對(duì)對(duì)等式實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)的一系列任務(wù),已經(jīng)成為許多工業(yè)領(lǐng)域的控制設(shè)備的通信協(xié)議,例如CNC、可編程邏輯控制器、機(jī)器人、電力領(lǐng)域中的遠(yuǎn)方終端設(shè)備(RTU)、能源管理系統(tǒng)(EMS)、重合器、開(kāi)關(guān)等IED設(shè)備。許多流行的計(jì)算機(jī)平臺(tái)都支持基于MMS的互聯(lián),在軟件支持上,更多的API、圖形界面、網(wǎng)關(guān)、字處理、電子表格、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)都支持MMS,從通信連接上看,MMS在以太網(wǎng)、令牌總線、串行接口RS-232C、OSI、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易實(shí)現(xiàn),如圖2所示:
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圖2:MMS在IEC61850報(bào)文結(jié)構(gòu)中的位置
1.3 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)由各種IED 組成,主要完成變電站內(nèi)設(shè)備的控制、監(jiān)視和保護(hù)功能,并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、通信管理和軟件管理等系統(tǒng)維護(hù)功能。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在邏輯上劃分為3 層(即變電站層、間隔層和過(guò)程層),并將具體應(yīng)用功能分解為許多常駐在不同IED 內(nèi)、彼此間相互通信的單元,稱為邏輯節(jié)點(diǎn)(logical node,LN),然后以LN 為對(duì)象建立變電站內(nèi)IED 的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務(wù)模型,旨在解決不同廠商提供的IED間的數(shù)據(jù)交換、信息共享等問(wèn)題。
遵循IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括:①主站自動(dòng)化系統(tǒng)軟件(人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫(kù)及系統(tǒng)管理等);②間隔層裝置(保護(hù)、測(cè)控單元等);③過(guò)程層設(shè)備,包括電子式電流/電壓互感器(electronic current/potential transducer,ECT/EPT)、智能斷路器/隔離開(kāi)關(guān)、合并單元等;④工程化工具(如配置工具等),用于管理IEC 61850所定義的的通信模型,并滿足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(*性測(cè)試)的規(guī)范要求,如圖3所示:
圖3:IEC61850與數(shù)字化變電站接口與體系結(jié)構(gòu)
1.4數(shù)據(jù)模型
在了解數(shù)據(jù)模型之前,首先需要了解一些關(guān)于IEC61850 的重要概念
智能電子設(shè)備(IED):實(shí)際的物理設(shè)備,如開(kāi)關(guān)、斷路器,綜保等。
功能:變電站自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù),如:母線保護(hù)、聯(lián)鎖、報(bào)警管理等。
邏輯設(shè)備(LD):一種虛擬設(shè)備,聚合邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù),物理設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)LD。
邏輯節(jié)點(diǎn)(LN):用來(lái)描述系統(tǒng)功能的基本單位,是數(shù)據(jù)對(duì)象的容器,可以任意分配到
IED,每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語(yǔ)義,并通過(guò)他們的服務(wù)與外部進(jìn)行交互。
在IEC61850 中,一個(gè)IED 設(shè)備的外部性能通過(guò)Server 服務(wù)器類來(lái)表征,Server 服務(wù)器可以包含一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備,一個(gè)邏輯設(shè)備可以包含多個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn),在IEC61850 中一些邏輯節(jié)點(diǎn)是電力系統(tǒng)實(shí)設(shè)備的映射。一個(gè)IED 設(shè)備要實(shí)現(xiàn)特定功能必然需要這些邏輯節(jié)點(diǎn)來(lái)終實(shí)現(xiàn)操作、控制的功能??梢院?jiǎn)單理解邏輯設(shè)備是IED 設(shè)備實(shí)現(xiàn)具體一個(gè)功能的抽象容器,在這個(gè)容器中包含了實(shí)現(xiàn)功能所需的相應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn)。
下圖4描述了從一個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目中如何對(duì)實(shí)際的物理設(shè)備建模的完整過(guò)程:
圖4:設(shè)備建模的完整過(guò)程
就針對(duì)一個(gè)具體的IED設(shè)備模型而言,下圖5描述了該物理設(shè)備中所包含的內(nèi)容及其交互關(guān)系:
圖5:數(shù)據(jù)模型所包含的內(nèi)容及交互關(guān)系
下圖6為一個(gè)實(shí)際的IED物理設(shè)備所包含的相關(guān)內(nèi)容,該圖描述了該LED設(shè)備中其中一個(gè)邏輯設(shè)備”Tampa_Control”的邏輯節(jié)點(diǎn)”Q0XCBR1”斷路器的”位置Pos”數(shù)據(jù)的相關(guān)狀態(tài) “stVal和ctlVal”。
圖6:一個(gè)實(shí)際的IED設(shè)備所包含的內(nèi)容
2 “IEC61850 Server Library”軟件包概述
2.1 “IEC61850 Server Library”通信概述
“IEC61850 Server Library”軟件包是西門子推出的基于S7-300/400作為服務(wù)器端的IEC61850規(guī)約的通信解決方案,通過(guò)該軟件包,可以將S7-300/400 “虛擬”為一個(gè)IEC61850服務(wù)器端設(shè)備,之后S7-300/400 可以支持在IEC61850總線上的過(guò)程變量導(dǎo)出,下圖7為“IEC61850 Server Library”軟件包通信總覽:
圖7:“IEC61850 Server Library“軟件包通信總覽
“IEC61850 Server Library “軟件包具有如下特征:
1) 功能*的功能塊庫(kù),支持德語(yǔ)及英語(yǔ)的在線幫助。
2) 每個(gè)IEC61850 客戶端設(shè)備將通過(guò)一個(gè)ISO-On-TCP連接服務(wù)器。
3) 多可以支持100 Data-Attribute及10 DataSet(每個(gè)DataSet包含100個(gè)Data-Attributes):
4) Data-Attribute支持如下數(shù)據(jù)類型,如圖8所示:
圖8:”IEC61850 Server Library”所支持的數(shù)據(jù)類型
說(shuō)明
S7-300 CPU 的六個(gè)性能等級(jí)
現(xiàn)有性能范圍極寬的分級(jí) CPU 系列,可用于組態(tài)控制器。
產(chǎn)品范圍包括 7 種標(biāo)準(zhǔn)的 CPU、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護(hù)型 CPU 以及 3 種工藝 CPU。
現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm
SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣?dòng)化設(shè)計(jì)的一部分,是銷量大的控制器。
應(yīng)用范圍
在*個(gè)實(shí)例中,SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案,特別是用于汽車工業(yè),一般機(jī)械工程,特別是特殊機(jī)械制造和機(jī)器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM),以及塑料加工、包裝行業(yè)、食品和飲料工業(yè)和加工工程
作為一種多用的自動(dòng)化系統(tǒng),S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的理想解決方案。
對(duì)于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅(jiān)固性的應(yīng)用,我們可以提供SIPLUS 設(shè)備。
特別是在后期加工工藝上,S7-300 可以用于以下行業(yè):
汽車工業(yè)
通用機(jī)械工程
特殊機(jī)器制造
系列機(jī)械工程,OEM
塑料加工
包裝行業(yè)
食品和飲料工業(yè)
加工工程
快速計(jì)數(shù)/fairs,可以直接訪問(wèn)硬件計(jì)數(shù)器
簡(jiǎn)單定位,直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器
帶有集成功能塊的 PID-Regulation
優(yōu)點(diǎn)
由于具有高處理速度,CPU 可以實(shí)現(xiàn)非常短的機(jī)器循環(huán)時(shí)間。
S7-300 系列 CPU 可以為各種應(yīng)用提供合適的解決方案,客戶只需為特定任務(wù)實(shí)際需要的性能付款
S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上,無(wú)需 I/O 模塊的插槽規(guī)則
現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實(shí)現(xiàn)分布式組態(tài)。
集成的 PROFINET 接口可以實(shí)現(xiàn)控制器的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)化,與其它運(yùn)行管理等級(jí)方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換
模塊寬度窄,可以實(shí)現(xiàn)緊湊式的模塊設(shè)計(jì)或者小型控制柜。
能夠把強(qiáng)大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口、集成的工藝功能或故障防護(hù)設(shè)計(jì)集成在一起,從而避免附加投資。
設(shè)計(jì)和功能
桌面 CPU 創(chuàng)新
設(shè)計(jì)
S7-300 可以實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài)。除了模塊,只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉(zhuǎn)到位。
這樣就實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)固而且具有 EMC 兼容性的設(shè)計(jì)。
隨用隨建式的背板總線可以通過(guò)簡(jiǎn)單的插入附加的模塊和總線連接器進(jìn)行擴(kuò)展。S7-300 系列豐富的產(chǎn)品既可以用于集中擴(kuò)展,也可用于構(gòu)建帶有 ET 200M 的分布式結(jié)構(gòu);因此實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)高效的備件控制。
擴(kuò)展選件
如果自動(dòng)化任務(wù)需要超過(guò) 8 個(gè)模塊,S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴(kuò)展裝置 (EU) 擴(kuò)展。中心架上多可以有 32 個(gè)模塊,每個(gè)擴(kuò)展裝置上多 8 個(gè)。接口模塊 (IM) 可以同時(shí)處理各個(gè)機(jī)架之間的通訊。如果工廠覆蓋范圍很寬,CC/EU 還可以相互間隔較長(zhǎng)距離安裝(長(zhǎng) 10m)。
在單層結(jié)構(gòu)中,這可以實(shí)現(xiàn) 256 個(gè) I/O 的大組態(tài),在多層結(jié)構(gòu)中多可以達(dá)到 1024 個(gè) I/O。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中,可以有 65536 個(gè) I/O 連接(多 125 個(gè)站點(diǎn),如通過(guò) IM153 連接的 ET200M)。插槽可自由編址,因此無(wú)需插槽規(guī)則。
S7-300 模塊種類豐富,還可以用在分布式自動(dòng)化解決方案中。
與 S7-300 具有相同結(jié)構(gòu)的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過(guò)接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。