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現場I/O站:使用現場總線技術，在設備現場直接采集現場儀表的信號,控制現場的執行機構。
現場總線ProfiBus:用于連接控制單元與操作員站以及管理網絡。
本系統采用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模塊相連構成系統的主站。CP342-5是用于連接S7-300和 profibus-DP的主/從站接口模塊
產品簡介
詳細介紹
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序列發生器診斷顯示
WinCC flexible/ProAgent 和 WinCC/ProAgent1) 同時具有圖像監控和序列發生器診斷的功能。這樣用戶就可在 HMI 設備上同時監控激活/故障步驟以及故障原因，如故障轉換條件
設備概述
設備概述以表格的形式顯示了所有的技術設備和各自的子設備（系統/機器部件）。在此顯示中，用戶能夠識別相應設備正處于哪個操作模式或狀態等。如果需要，用戶可以更改操作模式。
故障單元由屬性標記。
診斷細節顯示
診斷詳細視圖顯示了所發生的過程故障的故障操作數和發生時間。當時的狀態信息也可作為一種選擇予以顯示診斷結果或是以梯形圖(LAD)語句表(STL)顯示，或用符號表顯示并為每種顯示格式輸出來自 S7 符號表的帶符號和注釋的操作數只顯示那些操作數，并加強亮度來標記發生錯誤的故障屬性還可以切換到一個可掃描PLC中所有操作數的當前狀態的視圖。
運動顯示
運動視圖用于對調試提供支持每條運動線包含一條注釋行,它描述運動（例如X軸),實施運動的二個作用，控制運動用的回檢信號以及限制到達的信息（多為16條信息）。
運動可在使用SIMATIC面板和多功能面板的情況下通過側面的軟鍵進行控制時間要求嚴格的運動可通過PLC輸入直接激活（如果得到目標硬件支持）24V直接控制鍵，通過PROFIBUS的DP直接控制鍵）
序列發生器運行顯示
序列發生器運行畫面為控制序列器發生提供支持。如同S7-GRAPH中的狀態/控制，它能提供各種功能，如初始化和確認序列發生器,啟動，撤消和遞增的單步,以及選取控制方式.步驟以表格形式輸出，附有每個步驟的編號和名稱。有效和錯誤的步驟以屬性標出，這就為操作人員提供序列發生器當前狀態的一個清晰的概貌。
- 在故障定位和矯正方面為設備/機器維護人員提供的支持，
- 增強設備的實用性并且
- 減少了停工時間。
roAgent 6.0 也支持此功能。
提高了產量，使得工程開發費用小化，降低了使用壽命內的成本
DCS控制系統與PLC控制系統區別
DCS指的是控制危險分散、管理和顯示集中。60年代末有人研制了作邏輯運算的可編程序控制器（Programmable Logic Controller）。簡稱PLC。主要應用于汽車制造業。70年代中期以完成模擬量控制的DCS推向市場，代替以PID運算為主的模擬儀表控制。
DCS控制系統與PLC控制系統主要區別在: 一、首先是系統和局部的區別;DCS從系統來考慮,有許多特殊特性,如信息的收集和分析; 二、網絡連接的緊密程度; 三、冗余方面完整性. 因為目前基本上高級的PLC都支持現場總線和ETHERNET,所以不能說PLC的開放性比DCS差,而且PLC也有支持C語言的,包含大容量內存,因此實現復雜的算法也是可以的，具體表現在以下方面：
1. DCS是一種“分散式控制系統"，而PLC只是一種(可編程控制器)控制“裝置"，兩者是“系統"與“裝置"的區別。系統可以實現任何裝置的功能與協調,PLC裝置只實現本單元所具備的功能.
2. 在網絡方面,DCS網絡是整個系統的中樞神經，和利時公司的MACS系統中的系統網采用的是雙冗余的100Mbps的工業以太網，采用的標準協議TCP/IP。它是安全可靠雙冗余的高速通訊網絡，系統的拓展性與開放性更好.
而PLC因為基本上都為個體工作，其在與別的PLC或上位機進行通訊時，所采用的網絡形式基本都是單網結構，網絡協議也經常與標準不符。在網絡安全上，PLC沒有很好的保護措施。我們采用電源,CPU,網絡雙冗余.
3. DCS整體考慮方案,操作員站都具備工程師站功能,站與站之間在運行方案程序下裝后是一種緊密聯合的關系，任何站、任何功能、任何被控裝置間都是相互連鎖控制, 協調控制;而單用PLC互相連接構成的系統，其站與站（PLC與PLC）之間的聯系則是一種松散連接方式，是做不出協調控制的功能。
4. DCS在整個設計上就留有大量的可擴展性接口，外接系統或擴展系統都十分方便，PLC所搭接的整個系統完成后，想隨意的增加或減少操作員站都是很難實現的。
5. DCS安全性：為保證DCS控制的設備的安全可靠，DCS采用了雙冗余的控制單元，當重要
控制單元出現故障時，都會有相關的冗余單元實時無擾的切換為工作單元，保證整個系統的
安全可靠。PLC所搭接的系統基本沒有冗余的概念，就更談不上冗余控制策略。特別是當其
某個PLC單元發生故障時，不得不將整個系統停下來，才能進行更換維護并需重新編程。所以DCS系統要比其安全可靠性上高一個等級。
6. 系統軟件，對各種工藝控制方案更新是DCS的一項基本的功能，當某個方案發生變化后，工程師只需要在工程師站上將更改過的方案編譯后，執行下裝命令就可以了，下裝過程是由系統自動完成的，不影響原控制方案運行。系統各種控制軟件與算法可以將工藝要求控制對象控制精度提高。而對于PLC構成的系統來說，工作量極其龐大，首先需要確定所要編輯更新的是哪個PLC，然后要用與之對應的編譯器進行程序編譯，后再用的機器（讀寫器）專門一對一的將程序傳送給這個PLC，在系統調試期間，大量增加調試時間和調試成本，而且極其不利于日后的維護。在控制精度上相差甚遠。這就決定了為什么在大中型控制項目中（500點以上），基本不采用全部由PLC所連接而成的系統的原因。
7. 模塊：DCS系統所有I/O模塊都帶有CPU，可以實現對采集及輸出信號品質判斷與標量變換，故障帶電插拔，隨機更換。而PLC模塊只是簡單電氣轉換單元，沒有智能芯片，故障后相應單元全部癱瘓。總而言之，從電廠搞維護而言DCS和PLC是有嚴格的界限的。鍋爐、汽機、發電機三大主機的控制肯定用DCS控制，而PLC也只是應用于輔機如化學補給水系統、輸煤系統、除灰渣系統及汽機保護（但不參與控制），還有一些廠家是自帶的嵌入式PLC。DCS是從儀器儀表發展起來的控制系統，PLC是從順序控制發展起來的，盡管在功能上相互滲透，但在實際應用中一般是不會有什么改變的。PLC和DCS的出現，是來自于不同專業口的。主要的區別有以下幾點：
1.響應速度不同。PLC早出現的目的是代替繼電器邏輯，因為繼電器邏輯的響應速度一般都在幾個毫秒以下，因此要求PLC的響應速度要快；而DCS早出現的目的是代替二次儀表，一般儀表都是測量壓力、流量、溫度、液位等，響應速度都在幾百個毫秒到幾秒不等，要求響應速度不高，但控制的計算方法一般都比繼電器邏輯復雜，因此DCS犧牲了速度去完成復雜的計算。
2.兩者的掃描方式不同。PLC是從程序的開始一直掃描到程序結束，然后不斷循環掃描，可以說是一根腸子通到底的方式；DCS是按控制環掃面，可以說是一個多任務同時工作的方式。
3.I/O冗余。DCS和PLC都能做到CPU冗余、電源冗余、底板冗余、網絡冗余，但目前無論哪個品牌的PLC都沒有做到I/O冗余，而DCS能做到I/O冗余
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西門子S7-300安裝注意事項七) 不要將交流電源線接到輸入端子上，以免燒壞PLC;
西門子S7-300安裝注意事項八) 接地端子應獨立接地，不與其它設備接地端串聯，接地線裁面不小于2mm2;
西門子S7-300安裝注意事項九) 輸入、輸出信號線盡量分開走線，不要與動力線在同一管路內或捆扎在一起，以免出現干擾信號，產生誤動作;信號傳輸線采用屏蔽線，并且將屏蔽線接地;為保證 信號可靠，輸入、輸出線一般控制在20米以內;擴展電纜易受噪聲電干擾，應遠離動力線、高壓設備等。
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發動機裝配線PLC控制系統，主要針對包括轉臺、舉升臺、舉升轉移臺、翻轉機五種工位的控制。在汽車發動機裝配過程中，由于被裝配零件的多樣性，需要在裝配線的每個工段適當調整發動機的方位以方便裝配零件。裝配線上共計20余個工位，包括7個普通轉臺、2個維修轉臺、4個無滾輪舉升臺、7個單向滾輪舉升臺以及2個翻轉機。
整個被控對象包括22個工位,每個工位上包含必需的轉移電機或舉升電機,此外還有32個生產線傳輸電機。每個工位均由一個ET200S和一個ET200eco從站組成,用于該工位的I/O點數據采集和發送以及分散控制。
2 系統結構及功能
系統包括操作員站、工程師站、自動化系統、網絡和現場I/O站等幾個部分。
系統各部分功能:
操作員站:提供全漢化人機界面，實現控制系統的監控操作功能（操作、顯示、報表、報警、趨勢），并且可以在人機界面上直接查看對應的step7源程序。
工程師站:用于系統的組態和維護。
自動化系統:使用SIMATIC控制器完成回路調節和邏輯運算。
現場I/O站:使用現場總線技術，在設備現場直接采集現場儀表的信號,控制現場的執行機構。
現場總線ProfiBus:用于連接控制單元與操作員站以及管理網絡。
本系統采用PLC300CPU和CP342-5、CP343-1的接口模塊相連構成系統的主站。CP342-5是用于連接S7-300和 profibus-DP的主/從站接口模塊，CP 343-1是用于連接S7-300和工業以太網的接口模塊。在該控制系統中，除了上述主站外，從站是由 22個ET200S和22個ET200eco組成，分別分布在兩條profibus網絡上。CPU上自帶的profibus-DP接口構成 profibusⅠ線，CP 342-5接口模塊構成profibusⅡ線。
系統配置功能圖如圖所示:
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系統中ET200S從站上采用的IM151-1接口模塊有兩種: 基本型和標準型，基本型的接口模塊所能掛接的電源管理模塊和I/O模塊個數范圍為2～12個，標準型的接口模塊其范圍為2～63個。所以當從站I/O模塊較多時，宜選用標準型的接口模塊。接口模塊上帶有profibus地址設定撥碼開關。
系統中ET200eco從站中選用了8DI和16DI兩種模板，模板結構緊湊，模板的供電采用7/8‘電源線，模板的通訊采用M12通訊接頭。接線靈活而快速，方便拔插。其接口模塊上帶有2個旋轉式編碼開關用于profibus地址分配。
網絡設備按照適應工業現場環境的程度，以及生產線的布局來考慮選用不同防護等級。控制箱中的模塊采用防護等級為20的ET200S I/O模塊，對應每個控制箱的還有一個防護等級為67的ET200eco模塊，置于生產線滾輪下方，由于該模塊需要接觸到現場較為惡劣的生產環境，因此需要有防水防油防塵等功能。
3 目標控制系統
3.1 系統設計
汽車發動機裝配線是一個對發動機順序裝配的流水線工藝過程。由于工藝的繁瑣性，工程的計算機控制系統考慮采用分散控制和集中管理的分布式控制模式，采用以PLC為核心構成的計算機控制系統，各獨立工位控制系統之間通過網絡實現數據信息、資源共享。該裝配線在整個生產過程中較為關鍵，由于每個工位之間是流水線生產，因此每個環節的控制都必須具備高可靠性和一定的靈敏度，才能保證生產的連續性和穩定性。從站中的每個ET200S站和其對應的 ET200eco站共同構成一個工位, ET200eco主要是采集現場數據之用。ET200S站的模塊置于小型控制箱內, 對于工位的基本操作有兩種方式，就地控制箱手動方式和就地自動方式。由于每個控制工位的操作進度不*，操作工可以按照裝配要求進行手自動切換。特殊情況下亦可通過手動操作進行工件位置的修正。
安裝在各工位的分布式I/O模塊ET200S和ET200eco通過現場檢測元件和傳感器將系統主要的監控參數（主要是開關量）采集進來，ET200S和ET200eco將現場模擬量信號轉換為高精度的數據量，通過zui高速度可達12M的Profibus-DP現場總線網絡將采集數據上傳到*控制器，控制器根據具體工藝要求進行處理，再通過Profibus-DP網絡將控制輸出下傳給ET200S，實現各工位的控制流程。 PROFIBUS是應用zui廣泛的過程現場總線系統。PROFIBUS有三種類型:FMS、DP和PA。PROFIBUS-FMS可用于通用自動化;PROFIBUS-DP用于制造業自動化;PROFIBUS-PA用于過程自動化。使用PROFIBUS過程現場總線技術可以使硬件、工程設計、安裝調試和維修費用節省40%以上。PROFIBUS-DP的技術性能使它可以應用于工業自動化的一切領域，包括冶金、化工、環保、輕工、制藥等領域。除了安裝簡單外，它有*的傳輸速率，可達12Mbits/s，通訊距離可達到1000米，如果加入中繼器可以將通訊距離延長到數十公里，具有多種網絡拓撲結構（總線型、星型、環型）可供選擇。在一個網段上zui多可連接Profibus-DP從站即ET200S或是ET200eco 32個。
整個控制系統根據工藝劃分由轉臺、舉升臺、舉升轉移臺、翻轉機五種工位組成。各部分可獨立完成各自的控制任務，并通過工業以太網實現和上位監控系統的連接，由上位系統實現各部分的協調控制。
裝配I線工程PLC控制系統和網絡通訊系統具有下列特點:
（1）計算機集成自動化過程控制系統，分布式、高可靠性、高穩定性。
（2）從站作為相對獨立的系統分散控制各個工位的運行。
3.2 系統控制要點
（1）該系統網絡中一個主站CPU下兩條profibus網絡所帶的從站有44個之多，在利用Simatic Manager編程軟件進行硬件配置時，根據S7-300CPU中CPU31XC的地址分配的參數規范，對于數字量輸入輸出，其地址分配的參數范圍為0.0～127.7。因此在進行硬件配置時, S7～300CPU自帶的profibus-DP接口上的profibus I線上的模塊數字量I/O地址一般規定在0.0～127.7的范圍中,如有超出則采用間接尋址的方式來處理。profibus Ⅱ線上的模塊的數字量I/O地址無論處在哪個范圍中,都必須采用間接尋址方式。
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（2）關于接觸器的硬件互鎖。對于轉臺工位，轉臺有正轉和反轉兩種工作狀態，因此轉臺的回轉電機需要有一個負荷開關和兩個接觸器一并來控制（而舉升電機一般只需要一個負荷開關和對應的一個接觸器即可進行控制），接觸器分正轉接觸器和反轉接觸器，輸入端為380AV。正轉接觸器的三相電壓A、B、 C分別和反轉接觸器的C、B、A短接。如圖2所示，當程序在執行過程中，若存在某些漏洞使得正轉接觸器和反轉接觸器的輸出點同時置1時，則會出現正轉接觸器和反轉接觸器各自的A相和C相短接，造成接觸器短路損壞，主電源開關跳閘。為了避免這種事故的發生，首先保證程序中不能出現兩個接觸器同時置1的情況，其次即是采用接觸器上硬件互鎖，如圖2所示，點Q1、點Q2是輸出控制點，Q1兩端本應接在正向接觸器的兩個輸入端子，同理， Q1兩端本應接在正向接觸器的兩個輸入端子，但是改接成如圖所示。接觸器上有自帶的一個常開點和一個常閉點，互鎖中只需用到常閉點，當輸出點Q1閉合時，正向接觸器上常閉點隨之斷開，則Q2輸出點兩端之間不可能形成回路，也就不會出現短路跳閘的事故。
（3）該項目中涉及到的變量數目較多，根據現場情況隨時可能有更改，為了便于管理，采取S7程序界面和Wincc人機界面共用一套變量。這樣可以將建立變量的工作量減少一半，也將出錯概率減少一半。先安裝step7軟件，之后自定義安裝Wincc軟件，將Wincc通訊組件安裝完整。然后在 step7軟件中插入OS站，可點擊右鍵打開并編輯Wincc項目。在Wincc項目中需要引用變量的位置進行變量選擇，出現變量選擇對話框，即可在 step7項目變量表中選擇需要的變量，從而保證人機界面和下位機所用變量的*性。
3.3 系統控制功能
（1）手自動回路的切換
在Wincc人機界面上可以很方便地知道每個工位的手自動狀態，但是手自動狀態的切換是在從站的控制箱面板上實現的。在自動狀態下，工位的操作全由下位控制，可實現全自動控制機械的操作流程。在手動狀態下，操作具有自保護功能，在某些機械操作動作下