基于现场总线技术的西门子SIMATICNET系列产品在制药业中应用

网络系统共分为3层结构,分别为:现场控制层、过程监控层、生产管理和市场经营管理层。

1)现场控制层

PROFIBUS是一种用于过程自动化的现场总线技术,其灵活的网络配置和对分布式I/O设备的总线连接方式使得控制系统在布线方面的工程成本大幅度降低,工程实施大大简化,系统可靠性和系统功能大大提高。

PROFIBUS的通讯协议完全满足规范化和标准化的要求,它的开放性允许来自不同制造商的标准化部件实现兼容和集成。

我所的现场I/O控制采用PROFIBUS-DP总线进行I/O分布式配置,共分8个PLC单元。PLC-1~PLC-3为52号建筑新风机组和空调机组的控制单元。PLC-4担负着52号建筑空调冷站工艺冷站和动力站的监控任务。PLC-5为52号建筑的照明和变配电系统的控制单元。PLC-6将对53号建筑的空调机组和冷站进行监控。PLC-7为52号建筑的工艺设备控制单元,主要控制设备有:转瓶机、灭菌柜,干燥箱等。PLC-8为能源监控单元,主要完成对我所空压站、纯水处理站、工业蒸汽、水塔等动力设施的监视或控制。

对悬浮培养、灭活、乳化、分装等工艺过程的监视或控制,将视我所配置的工艺处理控制设备通讯接口状况,或集成于PLC-7的PROFIBUS-DP总线上(此时要求这些工艺处理控制设备接口满足PROFIBUS通讯协议),或集成于工业以太网上(此时要求这些工艺处理控制设备接口满足TCP/IP通讯协议)。

2)过程监控层

上述8个控制单元全部挂接于PROFIBUS总线上,以完成与上位操作站或彼此之间的通讯处理,从而形成整个网络系统的过程监控层。

根据8个控制单元的不同功能,在PROFIBUS总线上设置了4个独立操作站和1个WINCC服务器。4个独立操作站分别为:HVAC系统操作站、照明/变配电系统操作站、工艺设备控制操作站和能源监控操作站。HVAC系统操作站针对PLC-1~PLC-4,PLC6这5个控制单元,照明/变配电系统操作站针对PLC-5控制单元,工艺设备控制操作站针对PLC-7控制单元,能源监视系统操作站针对PLC-8控制单元。这些操作站将安装SIMATICWINCC视窗控制中心以生成用户所需的多种SCADA功能—工艺过程图形、报警信息处理、数据收发、记录和曲线、图表显示、数据存储和报表生成、打印输出等。

所有8个控制单元的数据信息将通过WINCC服务器传输至工业以太网的相关数据服务器中,以供系统的全集成使用。

考虑到我所未来的规划项目的升级,在PROFIBUS总线层上预留了以下系统的网络接口:

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