西門子製程控制系統PCS7入門指南

　　西門子 SIMATIC PCS7 系統是典型的分散式控制系統（DCS），採用了最新型的區域網路（LAN）技術、經長久驗證的可程式控制器和現場通訊網路技術。該軟體系統功能先進，可以滿足例如化工、石油化工、製藥、水處理，以及電力等工業領域中的編輯設計、控制和調試等各種自動化任務。 本書目的是提供SIMATIC PCS7系統功能的基本知識，以及自動化任務的編輯和設計的方法。採用簡潔的視窗方法進行系統功能的解釋，並附有取材於真實專案的練習和解題指南。透過這些示範，讀者能掌握系統管理和軟體編程等方面的技巧，還能了解西門子作為一流的控制系統提供商長期積累所獲得的寶貴經驗，是想要學習西門子分散式控制系統的讀者不可少的參考用書。

第 1 章系統概述
1.PCS 7系統結構1-2
1.1典型的系統編輯1-2
1.2ES：工程師站1-2
1.3AS：控制器CPU1-3
1.4現場設備1-5
1.5PCS 7 OS：操作站1-8
1.6工廠通訊網路和終端通訊網路1-10
1.7從工程編輯至製程運轉1-12
2.PCS 7軟體系統1-12
2.1基本資料1-12
2.2軟體授權許可1-12
3.全方位整合自動化（TIA）1-13
附錄1-15
附錄1：PCS 7安裝1-15
附錄2：PCS 7不可或缺的文件1-16
附錄3：PCS 7支援服務1-16
附錄4：用於手冊中練習的軟體和硬體1-17

第 2 章SIMATIC管理員
1.SIMATIC管理員的全局設置2-2
1.1語言和輔助詞符號2-2
1.2用戶專案和程式庫的位置2-3
1.3歸檔壓縮設置2-3
1.4訊息編號範圍2-4
2.開始建製一個專案2-6
2.1精靈“New Project”2-6
2.2不用精靈協助如何建製一個專案2-10
2.3擴充一個多工專案2-11
3.專案視窗和物件2-12
3.1工廠視窗2-13
3.2組件視窗2-15
3.3製程物件視窗2-16
4.主資料程式庫2-17
4.1打開程式庫2-18
4.2使用程式庫中已完成的製程標籤類型2-19
5.專案語言2-21
6.構專案歸檔2-21
6.1功能“歸檔（Archive）和恢復（Retrieve）”2-21
6.2典功能“Save As”另存為2-23
6.3專案保存和重組2-23
練習2-24
練習2.1：建製並管理多工專案2-24

第 3 章AS-OS通訊
1.工廠通訊網路編輯工具3-2
2.編輯方法3-4
2.1在編輯控制臺中進行預置3-4
2.2在HW Config中打開配置3-6
2.3在HW Config中，插入網卡對象3-7
2.4“PC Station Configure”功能3-9
2.5在NetPro中編輯AS-OS通訊3-11
2.6下載至PC站3-14
2.7下載至AS3-15
2.8Station Configuration Editor（站編輯編輯器）3-15
2.9診斷AS通訊3-17
3.與軟體SIMATIC PLCSIM之間的通訊3-18
3.1開始使用SIMATIC S7 PLCSIM3-19
練習3-20
練習3.1：實現你的專案與AS之間的通訊3-20

第 4 章建製PCS 7專案－使用入門
1.簡介4-2
2.設計一個PCS 7專案4-2
2.1全局設置4-3
2.2硬體配置4-4
2.3工廠層級（PH）4-5
2.4建製CFC4-10
2.5建製SFC4-17
2.6BLOCK圖示和面板4-23
2.7編譯OS4-23
2.8OS編輯4-26
2.9OS運行4-29
練習4-30
練習4.1：建製你的第一個PCS 7專案4-30

第 5 章自動化站
1.硬體配置－第一步5-2
1.1配置硬體元件的基本製程5-2
1.2操作步驟5-3
2.自動化系統S7-4005-5
2.1S7-400 CPU結構設計5-6
2.2CPU記憶體5-9
2.3機架5-11
2.4CPU軟體結構5-11
2.5組織BLOCK5-12
2.6系統診斷5-13
2.7CPU屬性的設置5-15
3.PROFIBUS5-15
3.1簡介5-15
3.2PROFIBUS的基本常識5-16
3.3PROFIBUS介質連接協議5-19
3.4PROFIBUS通訊規範5-20
3.5設備編輯、GSE、EDD檔5-22
3.6在HW Config中配置PROFIBUS DP5-25
4.分散式I/O5-27
4.1ET200M的結構和元件5-28
4.2ET200M的特點5-28
4.3ET200M時間戳記5-29
4.4IM153-2複聯5-29
4.5信號模組5-30
4.6在PCS7中編輯分散式I/O5-31
4.7製程映射5-36
4.8符號名5-39
5.驅動5-41
5.1通道驅動BLOCK5-41
5.2模組驅動BLOCK5-45
6.運行模式下更改編輯（CiR）5-46
6.1CiR概念5-46
6.2使用CiR時的硬體配置5-47
6.3CiR物件和元件的屬性5-52
6.4CiR規則5-54
7.連接PROFIBUS PA5-55
8.連接FF現場通訊網路5-60
練習5-61
練習5.1：編輯I/O5-61
練習5.2：使用硬體診斷工具5-63
練習5.3：模組驅動BLOCK的訊息5-63
練習5.4：配置使用CiR的硬體5-63
附錄5-64
附錄1：CPU記憶體重定5-64

第 6 章連續功能圖CFC
1.功能BLOCK概念6-2
1.1功能BLOCK類型6-2
1.2功能BLOCK實例6-5
1.3集中式功能BLOCK類型更改（功能BLOCK類型更改）6-8
1.4主資料程式庫和專案程式庫6-13
1.5“清除”功能6-13
1.6多實例功能BLOCK6-16
1.7組織BLOCK6-16
1.8功能BLOCK–FB、FC、BOP6-17
1.9功能BLOCK的運行屬性6-18
2.CFC圖6-27
2.1圖中的I/O（圖中圖）6-27
2.2將CFC圖作為BLOCK類型編譯（BLOCK內圖）6-29
2.3趨勢顯示6-29
2.4動態顯示6-30
2.5測試模式6-31
2.6文本互連6-31
2.7工程單位6-33
2.8Shared declarations共享聲明6-34
2.9Cross-reference6-35
2.10 版本識別字6-37
3.PCS 7程式庫功能6-38
3.1操作員控制BLOCK6-38
3.2馬達和閥門控制6-45
3.3PID和給料控制6-52
3.4訊息BLOCK6-59
3.5連鎖控制，BLOCK INTERLOK6-68
4.原料罐單元的控制6-70
4.1原料罐單元6-70
4.2原料罐單元的類比6-72
實驗室專案RMT1（第一部分）：設計RMT1單元的控制系統
6-76
1.1任務6-76
1.2指南6-76
附錄閥門和馬達控制範本6-87

第 7 章建製功能BLOCK-SCL
1.SCL中的BLOCK7-2
1.1BLOCK的結構7-2
1.2BLOCK標題7-2
1.3BLOCK屬性7-6
1.4宣告區7-8
1.5代碼區7-14
2.調整系統屬性7-15
3.SCL編輯器7-16
3.1插入BLOCK範本7-16
3.2在SCL原始程式中插入BLOCK呼叫7-17
3.3SCL控制語句7-18
4.BLOCK in Chart7-20
5.CPU魯棒性（Robustness）和檢查7-23
5.1下載整個程式，還是部分下載程式？7-23
5.2本地數據7-24
5.3CPU記憶體7-26
5.4對CPU負荷和記憶體的系統支援7-28
練習7-34
練習7.1：在SCL中建製功能BLOCK Rotation7-34
練習7.2：使用BLOCK內圖建製功能BLOCK7-36
答案7-38
1.1Rotation功能的代碼7-38
1.2CHART：帶有I/O的CTRL_P7-39

第 8 章順序控制－SFC
1.SFC的原理8-2
1.1工作狀態8-2
1.2SFC圖的順序路徑8-4
1.3步驟的階段8-7
1.4執行順序的步驟和轉移條件8-8
1.5並行（同時）順序的執行8-10
1.6選擇順序的執行8-10
1.7迴圈的執行8-11
1.8跳轉的執行8-12
2.SFC圖8-12
2.1SFC的基本操作8-12
2.2SFC圖面板8-19
3.SFC類型8-22
3.1SFC類型的操作23
3.2SFC類型的特性8-27
3.3SFC類型面板8-36
實驗室專案RMT1（第二部分）：RMT1單元的自動控制功能
8-40
1.1任務說明8-40
1.2指南8-40

第 9 章製程標籤類型、模型和主資料程式程式庫
1.簡介9-2
2.標籤類型或者模型9-2
3.標籤類型和標籤9-3
4.模型和拷貝9-14
5.主資料程式程式庫9-18
6.製程物件視窗9-20
6.1製程物件視窗的General標籤頁9-21
6.2參數標籤頁9-21
6.3Siganal標籤頁9-22
6.4Message標籤頁9-24
6.5Picture object標籤頁9-25
6.6Archive標籤頁9-25
6.7在製程物件視窗中的操作9-27
練習9-38
練習9.1：閥門控制標籤類型9-38

第10章OS和圖形編輯器
1.OS10-2
1.1操作員站10-2
1.2OS專案類型10-3
1.3在SIMATIC MANAGER中建立OS專案資料10-5
1.4OS專案編輯器10-12
2.圖形編輯器10-20
2.1圖庫10-21
2.2基本操作和屬性對話方塊10-22
2.3智慧物件10-24
2.4視窗物件10-49
2.5設計畫面動態10-55
3.動態精靈10-63
3.1介紹10-63
3.2系統功能10-63
3.3標準動態10-64
3.4SFC的動態精靈10-71
3.5畫面功能10-71
4.定制物件和原型10-72
4.1設計一個定制物件10-72
4.2為定制物件設計原型10-73
4.3設計一個定制的物件10-73
5.定制功能塊圖標和面板10-81
5.1塊圖標和@@PCS 7 Typicals.pdl範本畫面10-81
5.2定制的塊圖標和@PCS 7 Typicals.pdl10-82
6.使用面板編輯器設計面板10-89
6.1面板編輯器10-89
6.2範例－建製面板10-90
練習10-94
練習10.1：設計一個攪拌器的狀態顯示10-94
練習10.2：為閥門設計一個定制物件10-95

第11章歸檔系統
1.變數記錄11-2
1.1變數11-2
1.2週期11-3
1.3歸檔類型11-4
1.4Tag Logging的編輯11-9
1.5編輯歸檔11-11
1.6趨勢控制項11-19
1.7功能趨勢控制項11-24
1.8WinCC線上表格控制項11-25
2.訊息11-27
2.1PCS 7訊息11-27
2.2訊息概念11-33
2.3編輯訊息顯示11-43
2.4在WinCC中編輯訊息11-47
2.5編輯Horn11-53
3.使用WinCC StoragePlus進行資料交換11-55
4.中央歸檔伺服器11-55
4.1系統結構和原理11-55
4.2編輯中央歸檔伺服器11-56
練習11-58
練習11.1：在工廠畫面中加入趨勢和表格11-58
練習11.2：根據內容對訊息進行分類11-58

第12章報表、列印和OS用戶管理
1.報表和列印12-2
1.1基本知識12-2
1.2在客戶機上編輯訊息順序報表12-3
1.3編輯頁面佈局報表12-7
2.PCS 7 OS用戶管理12-18
2.1標準PCS 7授權等級12-18
2.2定制許可權級別12-21
2.3通過晶片卡登錄12-22
2.4變數登錄12-22
2.5SIMATI Logon和PCS 7 OS用戶授權12-23
練習12-23
練習12.1：訊息順序報表12-23
練習12.2：趨勢報表12-23
練習12.3：當前值報表12-24
練習12.4：管理用戶12-24

第13章OS伺服器、客戶機、複聯和專案下載
1.OS複聯13-2
1.1PCS 7 OS內的OS Redundancy13-2
1.2啟動OS伺服器13-3
1.3複聯原理13-4
1.4規劃複聯OS伺服器13-4
2.客戶機13-7
2.1客戶機架構13-7
2.2客戶機切換和永久可操作性13-8
2.3規劃客戶機13-9
2.4客戶機畫面導航13-12
2.5標準伺服器和來自不同伺服器的數據13-12
3.OS專案下載13-13
3.1Make功能13-13
3.2OS專案下載的另一種方法13-19
4.在ES上進行OS專案模擬13-22
練習13-23
練習1：規劃複聯OS伺服器和客戶機13-23

第14章多專案編輯
1.多專案編輯14-2
2.多專案14-2
2.1介紹14-2
2.2多專案規則14-3
3.案例學習14-4
3.1新專案14-5
3.2專案結構和工廠層級14-6
3.3自動化站14-11
3.4操作員站14-13
3.5分配自動化系統14-15
3.6分配操作員站14-16
3.7OS和AS之間的通訊14-17
3.8同步共用聲明14-20
3.9分配專案14-21
3.10 專案整合14-22
3.11 編輯14-23
3.12 歸檔和恢復專案14-24
練習14-25
練習14.1：多專案編輯14-25