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上海晉營自動化科技有限公司
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S7-400 是 SIMATIC 控制器家族中功能強(qiáng)大的 PLC。通過它，可以使用全集成自動化 (TIA)，實(shí)現(xiàn)的自動化解決方案。S7-400 是一個用于制造業(yè)和過程工業(yè)系統(tǒng)解決方案的自動化平臺。它靈活的模塊化結(jié)構(gòu)和高度的性能裕量，使 S7-400 比所有其它的 PLC 遠(yuǎn)為優(yōu)越。
S7-400
功能強(qiáng)大的PLC，滿足中、高性能要求。 要求苛刻的任務(wù)的解決方案。 品種齊全的模塊和性能分級的 CPU，適應(yīng)自動化任務(wù)。 通過簡單實(shí)施分布式結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)靈活的使用；操作簡單的連接方法。 的通訊和網(wǎng)絡(luò)連接選件。 方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計。 當(dāng)控制任務(wù)增加時，可自由擴(kuò)展。 多CPU運(yùn)行：多個 CPU 在一個 S7-400 中央控制器中同時運(yùn)行。
通過多處理器計算擴(kuò)大 S7-400 的整體性能。例如，復(fù)雜的任務(wù)可以分解為各種技術(shù)，如開環(huán)控制、計算或通訊，并分配給不同的 CPU。每個 CPU 可賦與其本地的 I/O。 模塊化：
功能強(qiáng)大的 S7-400 背板總線和可以直接連接到 CPU 的通訊接口可以實(shí)現(xiàn)許多通訊線路的高性能操作。例如，這允許把一條通訊線路用于 HMI 和編程任務(wù)，一條通訊線路用于高性能和等距運(yùn)動控制組件，一條通訊線路用于普通 I/O 現(xiàn)場總線。還可以執(zhí)行額外需要的與 MES/ERP 系統(tǒng)或 Internet 的連接。 工程和診斷：
尤其是在使用采用高性能工程組件的大量自動化解決方案時，使用 SIMATIC 工程工具可以極為有效地組態(tài)和編程 S7-400。為此，提供有可語言（如 SCL）、用于順序控制的圖形工程工具、狀態(tài)圖和技術(shù)功能圖。
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S7-400H
采用冗余設(shè)計的容錯自動化系統(tǒng)。 適合對故障安全要求很高的應(yīng)用。滿足重啟動費(fèi)用高、昂貴的停機(jī)、極少的監(jiān)控以及很少的維護(hù)的過程應(yīng)用。 冗余的集中功能。 提高 I/O 的可用性：網(wǎng)管型 I/O 配置。 也可作為標(biāo)準(zhǔn) I/O 使用：單邊配置。 熱后備：發(fā)生故障時，可自動切換到備用設(shè)備。 采用 2 個獨(dú)立機(jī)架或一個分開的中央機(jī)架進(jìn)行配置 經(jīng)過冗余 PROFIBUS-DP 來連接切換的 I/O。
S7-400F/FH
故障安全型自動化系統(tǒng)，大大提高了工廠生產(chǎn)過程的安全性 符合 IEC 61508 SIL3、DIN V 19250 AK6 和 EN 954-1 Cat.4 等安全要求。 如果需要，也可通過冗余設(shè)計而實(shí)現(xiàn)容錯 安全相關(guān)的 I/O 不增加接線: 通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 進(jìn)行安全通訊 基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和 ET 200M 標(biāo)準(zhǔn)模塊可以使用在自動化系統(tǒng)的非故障安全型應(yīng)用場合 隔離模塊，用于在一個 ET 200M 的安全模式中組合使用故障安全型模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。ST 70 產(chǎn)品樣本:
您也可在產(chǎn)品目錄 ST 70 中找到有關(guān) SIMATIC S7-400 的信息：
西門子S7-400系列PLC 應(yīng)用領(lǐng)域
S7-400 電 話：18221796961（同微信號）
擁有中端到性能的功能強(qiáng)大的 SIMATIC S7-400 PLC。
模塊化、無風(fēng)扇設(shè)計，高度的擴(kuò)展能力，全面的通訊和網(wǎng)絡(luò)能力，方便實(shí)施的分布式結(jié)構(gòu)，以及用戶友好的運(yùn)行處理，使得SIMATIC S7-400是中、高性能應(yīng)用中滿足特別復(fù)雜的控制任務(wù)的理想的解決方案。
SIMATIC S7-400 的應(yīng)用領(lǐng)域包括：
汽車工業(yè)（如生產(chǎn)線） 機(jī)械設(shè)備制造，包括專用機(jī)械設(shè)備制造 倉儲技術(shù) 鋼鐵工業(yè) 樓宇管理系統(tǒng) 發(fā)電和配電 造紙和印刷工業(yè) 木材加工 食品和飲料工業(yè) 過程工程與組態(tài)，如：供水和污水處理 化工和石化 儀表和控制 包裝機(jī)械多種性能等級的 CPU，具有用戶友好功能的全系列模板，可為用戶定制實(shí)施自動化控制任務(wù)。
任務(wù)擴(kuò)展時，可通過使用附加模塊隨時對控制器進(jìn)行擴(kuò)展，并且成本不會太高。
SIMATIC S7-400 是一個通用的控制器：
具有高電磁兼容性和抗震性，可大限度地用于工業(yè)領(lǐng)域。 可帶電連接、斷開模塊。
S7-400H
在自動化技術(shù)的許多領(lǐng)域中，有關(guān)可用性、自動化系統(tǒng)故障安全的要求一直在提高。在許多領(lǐng)域，設(shè)備停機(jī)可能造成極為高昂的費(fèi)用。這里，只有冗余系統(tǒng)才能滿足其可用性要求。
SIMATIC S7-400H 所具有的容錯性可以滿足這些要求。即使在一個或多個故障導(dǎo)致部分控制器失靈時也能繼續(xù)運(yùn)行。因此實(shí)現(xiàn)了其可用性，這樣 SIMATIC S7-400H 及其適合用于以下應(yīng)用領(lǐng)域：
控制器故障后，過程重新啟動將會導(dǎo)致很高成本（通常在過程工業(yè)中）。 停機(jī)時間很寶貴的過程。 涉及貴重材料的過程（例如在制藥工業(yè)中）。 無人監(jiān)管的應(yīng)用。 涉及減少維護(hù)人員的應(yīng)用。訂貨數(shù)據(jù)
S7-400H 部件訂貨數(shù)據(jù)可在“S7-400/S7-400H/S7-400F/FH”下的相應(yīng)模塊找到。
S7-400F/FH
SIMATIC S7-400F/FH 故障安全自動化系統(tǒng)可使用在對安全要求較高的設(shè)備中。其可對立即停車過程進(jìn)行控制，因此不會對人身、環(huán)境造成損害。S7-400F/FH 具有兩種基本設(shè)計：
S7-400F:故障安全自動化系統(tǒng)。如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障，生產(chǎn)過程就轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài)，并中斷。 S7-400FH:
故障安全容錯自動化系統(tǒng)。如果在控制系統(tǒng)中發(fā)生故障，冗余控制系統(tǒng)部分將發(fā)生作用，并繼續(xù)控制生產(chǎn)過程。
使用附加標(biāo)準(zhǔn)模塊可以創(chuàng)建一個全集成的控制系統(tǒng)，在非安全相關(guān)和安全相關(guān)任務(wù)共存工廠中使用。使用相同的標(biāo)準(zhǔn)工具對整個工廠進(jìn)行組態(tài)和編程。
西門子S7-400系列PLC 設(shè)計
SIMATIC S7-400有多個型號：
S7-400：Power PLC，用于中、性能應(yīng)用，并采用模塊化、免風(fēng)扇設(shè)計。 S7-400H:
容錯型自動化系統(tǒng)使用冗余設(shè)計，可以用于故障安全型應(yīng)用。 S7-400F/FH:
故障安全自動化系統(tǒng)也使用冗余設(shè)計，同樣具備容錯能力。
S7-400
S7-400自動化系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。它擁有豐富的模塊，且這些模塊均可以獨(dú)立地組合使用。
一個系統(tǒng)包含下列組件：
電源模塊(PS)：用于將120/230 V AC 或 24 V DC電源連接至SIMATIC S7-400。 CPU：
針對各種性能范圍，都可以提供集成有PROFIBUS DP接口的不同CPU。視型號的不同，也可以為它們配供集成式PROFINET接口。使用PROFIBUS接口，多可以連接125個PROFIBUS DP從站。PROFINET接口多可以連接256個PROFINET IO設(shè)備。SIMATIC S7-400的所有CPU 可以處理極為大型的組態(tài)。此外，在單個中央控制器的多值計算模式下，多個CPU可以協(xié)同工作，據(jù)此，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。這些CPU 處理速度極快，具備確定性的響應(yīng)時間，因此，其機(jī)器周期時間極短。 信號模板（SM），用于數(shù)字量（DI/DO）和模擬量（AI/AO）的輸入/輸出。 用于連接總線和點(diǎn)對點(diǎn)連接的通訊處理器 (CP)。 功能模板（FM）：
用于諸如計數(shù)、定位和凸輪控制等高要求任務(wù)的專家級系統(tǒng)。
根據(jù)要求，也可使用下列模塊：
接口模板(IM)：用于連接中央控制器和擴(kuò)展單元。SIMATIC S7-400的中央控制器工作時可支持多達(dá)21個擴(kuò)展單元。 SIMATIC S5 模塊：
在相關(guān)的SIMATIC S5擴(kuò)展單元中可以尋址SIMATIC S5-115U/-135U/-155U的所有輸入/輸出模塊。此外，在S5 EU 或者直接在CC（借助適配器套接件）中都有可能使用SIMATIC S5的特定IP和WF模塊。
戈爾內(nèi)格拉特鐵路（Gornergrat Bahn）是條全電氣化齒軌鐵路，游客可乘著登山火車攀上海拔達(dá)3000米以上的山峰，一覽馬特宏峰的美景。在冬季，軌道旁一望無際的皚皚白雪映照著高遠(yuǎn)的天空與白云，讓列車好似在天上穿梭。這條云間鐵路目前正在使用基于云的軌道交通控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、IT基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用軟件均由西門子提供。
西門子集中式軌道自動化交通控制系統(tǒng)“Iltis”已為瑞士聯(lián)邦鐵路公司（SBB）和許多私營鐵路公司提供了20多年的軌道運(yùn)行控制和監(jiān)測服務(wù)。戈爾內(nèi)格拉特鐵路（GGB）也在使用此系統(tǒng)。這條齒軌鐵路始建于1898年，全程爬升1500米，連接采爾馬特和戈爾內(nèi)格拉特之巔。天氣好的時候，游客可于海拔3089米的山巔將壯麗風(fēng)光盡收眼底。
GGB鐵路將旅客從采爾馬特站，直接送上戈爾內(nèi)格拉特之巔，全程共用時33分鐘，垂直爬升高度為1469米。
GGB是歐洲第二高的鐵路。它環(huán)山而建，不僅在緩緩爬升時仿佛穿行在云間，就連它的控制系統(tǒng)也設(shè)在“云上”。該控制系統(tǒng)被稱為“Iltis as a Service”，它基于云而建，可作為一項服務(wù)被授權(quán)給GGB，讓其使用軌道交通控制系統(tǒng)的全部功能。這樣的使用方式有明顯的優(yōu)勢，客戶不必再為硬件和軟件投入巨資。同時，維護(hù)及任何必要的維修工作都由西門子直接完成，無需技術(shù)人員親臨現(xiàn)場。采爾馬特的調(diào)度員仍負(fù)責(zé)運(yùn)行控制系統(tǒng)來監(jiān)控整個系統(tǒng)和控制道岔。所有底層技術(shù)和計算功能都安裝在位于瑞士瓦利塞倫的西門子數(shù)據(jù)中心內(nèi)。
游客可以在戈爾內(nèi)格拉特觀景臺上遠(yuǎn)眺欣賞羅薩峰及瑞士點(diǎn)杜富爾峰（海拔4634米）、阿爾卑斯山脈第二大冰川戈爾內(nèi)冰川，以及包括馬特宏峰在內(nèi)的29座海拔在4000米以上的山峰。
安全
“Iltis as a Service”基于三大計算機(jī)原則，在提供Iltis功能時可兼顧可用性與安全性。西門子服務(wù)器通過一條冗余固定線段與采爾馬特的Iltis操作站相連。保護(hù)這條線路不受外部威脅是保證配置正常運(yùn)行的關(guān)鍵，而這可通過使用安全技術(shù)實(shí)現(xiàn)。調(diào)度員也有權(quán)選擇激活現(xiàn)場的備用計算機(jī)，以在采爾馬特自主操作GGB連鎖。
“Iltis as a Service”在投入使用前須從瑞士聯(lián)邦運(yùn)輸局（BAV）處獲得試運(yùn)行的許可。2016年6月，BAV頒發(fā)許可證。2016年8月到12月期間，試運(yùn)行順利進(jìn)行，全面達(dá)成預(yù)期目標(biāo)。2017年初，系統(tǒng)投入常規(guī)運(yùn)行，證明了這個基于云的解決方案表現(xiàn)出色且。
模塊的診斷和過程監(jiān)控SIMATIC S7-400 的眾多輸入/輸出模塊具有智能功能：監(jiān)控信號采集（診斷）監(jiān)控來自過程的信號（硬件中斷）診斷智能診斷系統(tǒng)可用來確定模塊的信號采集（對于數(shù)字量模塊）或者模擬量處理（對于模擬量模塊）是否正常工作。在診斷分析中，必須區(qū)分可參數(shù)化和不可參數(shù)化的診斷消息：可參數(shù)化的診斷消息：僅當(dāng)通過適當(dāng)參數(shù)設(shè)置啟用之后，才會發(fā)送診斷消息。不可參數(shù)化的診斷消息：這些消息是自動發(fā)送的，即與參數(shù)設(shè)置無關(guān)。如果某個診斷消息處于激活狀態(tài)（例如，“無傳感器輸入”），則該模塊會觸發(fā)一個診斷中斷（如果已為該診斷消息設(shè)置了參數(shù)，則僅在相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置之后才會觸發(fā)中斷）。CPU 將中斷用戶程序或低優(yōu)先級任務(wù)的處理，并處理相關(guān)診斷中斷塊 (OB 82)。通過硬件中斷可以監(jiān)控過程信號，并且可以觸發(fā)對信號變化的響應(yīng)。
通過冗余 PROFIBUS DP 或系統(tǒng)冗余 PROFINET I/O 來連接切換式 I/O。S7-400F/FH故障安全型自動化系統(tǒng)，適用于具有很高安全要求的工廠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的安全要求（IEC 61508 的 SIL 3、DIN V19250 的 AK6 以及EN 954-1 的 Cat.4）如果需要，也可通過冗余設(shè)計來實(shí)現(xiàn)容錯不對安全相關(guān) I/O 進(jìn)行額外接線通過采用 PROFIsafe 行規(guī)的 PROFIBUS DP 實(shí)現(xiàn)安全通信基于帶有故障安全模塊的 S7-400H 和分布式 ET 200 I/O適用于非安全相關(guān)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)模塊也可以在自動化系統(tǒng)中使用隔離模塊用于在一個 ET 200M 的安全模式下組合使用故障安全模塊和標(biāo)準(zhǔn)模塊。
西門子S7-400H PLC在垃圾發(fā)電項目上的應(yīng)用
發(fā)布時間：2014-4-22 16:24:36 作者：西門子PLC代理 來源：www.xmzplc.com 瀏覽量：2203 【字體：大 中 小】
一、引言 隨著城市人口不斷擴(kuò)張，每天產(chǎn)生的城市垃圾越來越多，依靠傳統(tǒng)的填埋方式已經(jīng)無法滿足垃圾處理的需求，因此出現(xiàn)了垃圾焚燒廠來處理垃圾。由于垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽帶動汽輪機(jī)，進(jìn)而由汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電是一套行之有效的做法。目前，我國有多個城市都設(shè)有垃圾發(fā)電廠，一方面能緩解日益緊張的垃圾處理需求，同時又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，是一個兩全其美的方法。但是，在垃圾處理過程中，會產(chǎn)生大量煙氣，對大氣造成污染，所以需要一個煙氣凈化系統(tǒng)來對垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理。在天津濱海新區(qū)的垃圾發(fā)電項目中，使用到了基于西門子PLC S7-400H系列的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用冗余結(jié)構(gòu)，不會由于故障等原因造成停機(jī)，使得垃圾發(fā)電廠可以持續(xù)進(jìn)行煙氣凈化處理，保持了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 二、煙氣凈化工藝簡介 煙氣凈化系統(tǒng)的工藝過程如圖1所示： 
圖1 煙氣凈化系統(tǒng)工藝 由垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣，首先經(jīng)過脫酸系統(tǒng)，去除煙氣中包含的酸性氣體，在脫酸系統(tǒng)中加入石灰漿，作為原料，與氣體中的酸性物質(zhì)中和從而達(dá)到脫酸的目的。然后加入消石灰，，硅藻土等物質(zhì)，進(jìn)一步去除氣體中的酸性物質(zhì)。其次，氣體進(jìn)入到除塵系統(tǒng)，主要作用是去掉氣體中的灰塵；后，氣體到達(dá)脫硝系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)由尿素產(chǎn)生氨氣，用來去除氣體中的氮氧化物。經(jīng)處理后的氣體達(dá)到環(huán)保要求，經(jīng)煙囪排出，其中防白煙風(fēng)機(jī)會改變煙氣中的含水量，改變氣體排出后的視覺效果。 脫酸系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)以及鍋爐產(chǎn)生的灰渣，通過飛灰輸送系統(tǒng)采集到一起，后通過固化處理，填埋的指定區(qū)域。 三、控制系統(tǒng)組成 控制系統(tǒng)硬件的核心是西門子S7-400H系列PLC，本系統(tǒng)采用6套CPU414-5H冗余系列CPU，一旦主CPU由于某種原因停機(jī)，系統(tǒng)立即切換到副CPU工作，這樣可以保證控制系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。I/O模塊采用西門子分布式I/O，西門子ET200M系列，并通過IM153-2進(jìn)行DP通訊。主控室有5臺計算機(jī)，其中2臺為工程師站，用于程序的修改和調(diào)試；另外3臺是操作員站，由操作員對控制系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行操作。整個控制系統(tǒng)布置圖如圖2所示： 
圖2 煙氣凈化控制系統(tǒng) 四、控制系統(tǒng) 工作流程控制系統(tǒng)軟件采用STEP7 V5.5進(jìn)行設(shè)計，從功能上講共分為6部分，其中第1，2部分是兩條生產(chǎn)線，包含脫酸系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，脫硝系統(tǒng)，尿素制備系統(tǒng)；第3，4部分是公共部分，包含石灰漿制備，硅藻土制備，、輸送系統(tǒng)等；第5部分是飛灰輸送，將氣體中的灰渣和鍋爐中的灰渣收集起來；第6部分是飛灰固化，將收集后的灰渣作固化處理，為填埋做好準(zhǔn)備。 上位機(jī)共5臺，軟件使用WinCC V7.0，可以對設(shè)備進(jìn)行單體操作和流程控制。下面以1號生產(chǎn)線的除塵系統(tǒng)的流程控制為例，說明控制系統(tǒng)的工作流程，詳見圖3： 
圖3 煙氣凈化系統(tǒng)除塵流程控制 五、結(jié)束語 本套控制系統(tǒng)采用西門子先進(jìn)的S7-400H系列冗余系統(tǒng)，大限度的保證了客戶對煙氣凈化系統(tǒng)的要求，尤其是對系統(tǒng)穩(wěn)定性，持續(xù)性的要求。S7-400H冗余系統(tǒng)保證了系統(tǒng)即使出現(xiàn)故障的情況下，不會停機(jī)，保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。同時，上位機(jī)工程師站和操作員站界面友好，易于操作，設(shè)備狀態(tài)顯示和控制清晰可靠，報警狀態(tài)完備。該控制系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，安全穩(wěn)定，保證了煙氣凈化控制系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，得到了客戶的充分肯定，贏得了良好的口碑。
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