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西门子工业广域网SCADA系统的组成及使用4. SINAUT ST7的功能
(1)事件驱动的数据传输
SINAUT ST7软件提供在CPU与CPU之间,或CPU与ST7cc控制中心之间以事件驱动方式进行数据传输。可以显示连接失败、CPU 或控制中心故障。故障排除后,数据将自动更新。
(2)时钟功能
可以通过一台DCF77无线时钟或GPS时钟接收装置,给整个网络上的CPU及ST7cc控制中心提供日期和时间,使系统具有准确的时间,并且保证了数据时间标记的一致性。
(3)远程编程和远程诊断
使用 SINAUT的行业的终端分布区域很广,终端发生故障时,需要工作人员到达现场才能解决。为此 SINAUT ST7可以提供通过WAN 网络进行远程编程和远程诊断的功能。SIMATIC 和SINAUT为站自动化和WAN通信提供的所有诊断和编程功能都可以通过WAN执行。
(4)通过短消息发送报警信息给工作人员
CPU可以发送事件驱动的报警短消息到工作人员的移动电话,同时,工作人员也可以发送短消息到CPU来确认报警事件。
1. SINAUT ST7的组成
WAN是地理上分布很广的广域网(Wide Area Network)的缩写。西门子的 SINAUT ST7 为广域网通信提供了强大而灵活的解决方案,其专用的硬件和软件使该系统可以在广域网内实现可靠的数据传输。它由站、节点终端以及一个或多个控制中心组成,系统的各部分用数据传输媒体连接。
(1)站和节点终端
TIM传输模块是SINAUT ST7系统的核心硬件,安装了TIM传输模块的S7-300/400可以扩展为SINAUT站或节点终端。
一个SINAUT站可以通过两个接口连接广域网,从而实现通信通道的冗余。这两个接口可以连接相同或不同类型的广域网,例如一个专线网络加一个拨号网络。
(2)控制中心
有3种不同形式的控制中心:
1)基于S7-300/400的控制系统的控制中心。仅需要站上现有的过程数据的当前过程映像。通过输入命令、设定值或参数可以影响站过程控制。这种控制中心也可以用来扩展PC 控制中心的功能,例如用操作员面板作数据输出和用作紧急操作系统。
2)基于WinCC的PC控制中心SINAUTST7cc。这是用于SINAUTSTST和老系统SINAUT ST1的理想控制中心系统。它专门用于SINAUT系统上的事件驱动和时间标记数据传输,通过WinCC 冗余软件包,可以设置为冗余系统。
3)SINAUT ST7sc是通过OPC连接其他供应商的控制中心。SINAUT ST7和ST1可以通过“数据访问接口”与其他制造商的控制中心系统连接。ST7sc具备扩展缓冲机制,可以防止在OPC客户机出现故障时丢失数据。可以将ST7sc连接至非冗余或冗余客户机。
2. SINAUT ST7可以使用的广域网
下列广域网(WAN)可以用于ST7的数据传输∶
(1)传统的WAN
可以用下列传统的WAN进行数据传输专线网络(铜质电缆、光纤电缆、专用的或租用的专线)、专用无线网络、模拟电话网和数字ISDN电话网、移动无线网络GSM。
(2)基于以太网的WAN
在站和控制中心之间或各个站之间可以通过以太网进行SINAUT通信∶
1)通过无线局域网和用于以太网的特殊无线设备(例如SCALANCE W)进行通信。
2)通过光纤导线和具有光纤端口的SCALANCEX交换机,*长通信距离可达26km
3)通过使用ADSL或GPRS的公共网络和互联网进行通信。
3. 本地数据存储
TIM模块可以提供多达1MB的存储空间,可以保存那些通信连接或通信伙伴发生故障时不能丢失的数据。提供的存储容量*多可以容纳32000个报文。
可以对要发送的数据分配不同的优先级。高优先级可以立即建立拨号连接,低优先级的数据*初将保存在 TIM 中,然后在适当的时候发送,所有这些通信控制功能都是由 TIM 自动实现的。用户需要做的只是在组态时配置必要的连接,以及在程序中定义要传输的数据。
由于TIM模块保存的是带时间标记的数据,因此要求数据的接收方必须具有处理带时间标记数据的能力,尤其是涉及到历史数据归档的时候。即使控制系统接收数据延迟了数小时甚至数天,SINAUTST7cc或ST7cs控制中心都能够确保所有的报警、事件及归档输入使用来自远程站的时间标记。
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1. 数字量输出模块
SM 322数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机起动器等负载。数字量输出模块将内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平,同时有隔离和功率放大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交流负载的双向晶闸管或固态继电器,以及既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载的小型继电器。输出电流的额定值为0.5~8A(与模块型号有关),负载电源由外部现场提供。
图2-45是继电器输出电路,某一输出点Q为1状态时,梯形图中的线圈“通电”,通过背板总线接口和光耦合器,使模块中对应的微型继电器线圈通电,其常开触点闭合,使外部负载工作。输出点为0状态时,梯形图中的线圈“断电”,输出模块对应的微型继电器的线圈也断电,其常开触点断开。
图2-46是固态继电器(SSR)输出电路,虚线框内的光敏双向晶闸管和虚线框外的双向晶闸管等组成固态继电器。SSR的输入功耗低,输入信号电平与CPU内部的电平相同,同时又实现了隔离,并且有一定的带负载能力。梯形图中某一输出点Q为1状态时,其线圈“通电”,使光敏晶闸管中的发光二极管点亮,光敏双向晶闸管导通,使另一个容量较大的双向晶闸管导通,模块外部的负载得电工作。图2-46中的RC电路用来抑制晶闸管的关断过电压和外部的浪涌电压。这类模块只能用于交流负载,其响应速度较快,工作寿命长。
双向晶闸管由关断变为导通的延迟时间小于1ms,由导通变为关断的*大延迟时间为10ms(工频半周期)。如果因负载电流过小使晶闸管不能导通,可以在负载两端并联电阻。
图2-47是晶体管或场效应晶体管输出电路,只能驱动直流负载。输出信号经光耦合器送给输出元件,图中用一个带三角形符号的小方框表示输出元件。输出元件的饱和导通状态和截止状态相当于触点的接通和断开。
继电器输出模块的负载电压范围宽,导通压降小,承受瞬时过电压和瞬时过电流的能力较强,但是动作速度较慢,寿命(动作次数)有一定的限制。如果输出量的变化不是很频繁,建议优先选用继电器型的输出模块。
固态继电器型输出模块只能用于交流负载,晶体管型、场效应晶体管型输出模块只能用
适用
于直流负载,它们的可靠性高,响应速度快,寿命长,但是过载能力稍差。
在选择数字量输出模块时,应注意负载电压的种类和大小、工作频率和负载的类型(电阻性、电感性负载、机械负载或白炽灯)。除了每一点的输出电流外,还应注意每一组的*大输出电流。
2. 数字量输入/输出模块
SM 323是S7-300的数字量输入/输出模块,它有两种型号可供选择。一种有8点输入和8点输出,输入点和输出点均只有一个公共端。另外一种有16点输入和16点输出(均为8点1组)。输入、输出的额定电压均为DC24V,输入电流为7mA,*大输出电流为0.5A,每组总输出电流为4A。输入电路和输出电路通过光耦合器与背板总线相连,输出电路为晶体管型,有电子保护功能。
3. 数字量输出模块的参数设置
双击硬件组态视图的机架中的数字量输出模块“D08xDC24V/0.5A”(订货号为6ES7
SK322-8BF00-0AB0),出现图2-48所示的属性对话框。点击“输出”选项卡的“诊断中断”复选框,可以设置是否产生诊断中断。在“诊断”区,可以逐点设置是否有下列的诊断功能断线、丢失负载电压L 、对M点短路和对L 点短路。
“对CPU STOP模式的响应”下拉式列表框用来选择CPU进入STOP模式时,模块各输出点的处理方式。如果选择“保持前一个有效的值”,CPU进入STOP模式后,模块将保持*后的输出值。如果选择“替换值”,CPU进入STOP模式后,可以使各输出点分别输出“0”或“1”。此时可以在对话框下面的“替代值”区的“替代‘1’”所在的行,为每个输出点设置替换值。复选框内出现“√”表示替代值为1,反之为0。
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