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由中國(guó)系統(tǒng)仿真學(xué)會(huì)和西門子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)主辦，華東理工大學(xué)承辦,上海信息技術(shù)學(xué)校協(xié)辦的第三屆“西門子杯"全國(guó)大學(xué)生控制技能仿真挑戰(zhàn)賽于5月1日在華東理工大學(xué)正式開賽。
“西門子杯"全國(guó)大學(xué)生控制仿真挑戰(zhàn)賽是面向大學(xué)生的創(chuàng)新性科技活動(dòng)，旨在貫徹落實(shí)教育部關(guān)于教學(xué)的改革精神，促進(jìn)大學(xué)生工程實(shí)踐水平的全面提高，激發(fā)廣大大學(xué)生學(xué)習(xí)工程技術(shù)的興趣。鼓勵(lì)成績(jī)優(yōu)秀的大學(xué)生參與此項(xiàng)活動(dòng)有助于高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)。
2006年及2007年舉辦的前兩屆大賽均得到了各參賽高校的大力支持和熱情參與，取得了圓滿成功,擴(kuò)大了大賽的影響力。本賽事已經(jīng)成為一個(gè)為全國(guó)控制技術(shù)領(lǐng)域院校的師生提供交流、學(xué)習(xí)、實(shí)踐的平臺(tái)。
本次大賽的主題為“節(jié)能與安全"，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高節(jié)能與安全生產(chǎn)意識(shí)和對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行控制處理的能力。另外, “節(jié)能"與“安全"的主題順應(yīng)了當(dāng)今環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的潮流，與國(guó)家倡導(dǎo)的科學(xué)發(fā)展觀相一致。大賽非常榮幸地邀請(qǐng)到教育部吳啟迪副部長(zhǎng)擔(dān)任名譽(yù)主席, 中國(guó)工程院李伯虎院士擔(dān)任大會(huì)主席,多名高校資深教授和院士擔(dān)任指導(dǎo)及評(píng)審,確保了大賽的高水平、高質(zhì)量、可信度以及公正性。
本次大賽將在前兩屆大賽的基礎(chǔ)上繼續(xù)擴(kuò)大比賽規(guī)模，各學(xué)?？山M織多支隊(duì)伍參賽, 所有全日制在校本科生、研究生均有資格參加。由于本屆大賽為邀請(qǐng)賽，不設(shè)報(bào)名費(fèi)用，各參賽隊(duì)伍從競(jìng)賽網(wǎng)站上下載標(biāo)準(zhǔn)報(bào)名表，填寫后加蓋院系公章，寄至大賽組委會(huì)即可。 5月1日至 7月1日為本次挑戰(zhàn)賽的初賽階段
2008年4月3日，西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)（A&D） SIMATIC PCS7+SIS 系統(tǒng)培訓(xùn)設(shè)備交接儀式于燕山石化接待中心成功舉行。西門子公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)向中石化集團(tuán)燕山仿真培訓(xùn)中心移交了一套西門子集散控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)SIMATIC PCS7(DCS&SIS系統(tǒng))。
燕山石化副經(jīng)理李剛，中國(guó)石化集團(tuán)公司人事部培訓(xùn)處副處長(zhǎng)馮少偉，燕山石化人力資源部副部長(zhǎng)崔昶，燕山石化仿真培訓(xùn)中心主任張建國(guó)，燕山石化仿真培訓(xùn)中心副主任楊永紅，西門子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)自動(dòng)化系統(tǒng)部總經(jīng)理斐德思先生，石油石部總經(jīng)理西門子國(guó)際大客戶經(jīng)理馮鑫先生，過(guò)程控制系統(tǒng)部門經(jīng)理謝琤先生，市場(chǎng)部經(jīng)理?xiàng)畲鬂h先生，自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)培訓(xùn)中心高級(jí)培訓(xùn)顧問(wèn)孔晶女士，石油石化部中石化客戶經(jīng)理朱俊勇先生出席了儀式。
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隨著深圳高級(jí)系統(tǒng)集成商培訓(xùn)的圓滿落幕，由自動(dòng)化系統(tǒng)過(guò)程自動(dòng)化部門和客戶服務(wù)部門聯(lián)合舉辦的高級(jí)系統(tǒng)集成商培訓(xùn)也在武漢、北京兩地如火如荼地展開。武漢和北京的高級(jí)系統(tǒng)集成商培訓(xùn)分別于4月22到25日和5月6日到9日成功舉行。此系列培訓(xùn)旨在宣傳并推廣最新的PCS 7 V7.0版本技術(shù)和知識(shí)，吸引了兩地約50名系統(tǒng)集成商工程師參加。
在武漢站為期4天的培訓(xùn)以PCS 7 V7.0的新特點(diǎn)為中心，通過(guò)詳細(xì)地講解和生動(dòng)地演示向系統(tǒng)集成商們深入介紹了PCS 7的新技術(shù)和知識(shí)。北京站培訓(xùn)的討論議題則側(cè)重在PCS 7基本知識(shí)、PCS 7工程組態(tài)、安裝和設(shè)置。來(lái)自客戶支持部門的工程師為與會(huì)者做了深入淺出的講解，向與會(huì)者介紹了最新的產(chǎn)品知識(shí)。在培訓(xùn)的互動(dòng)環(huán)節(jié)中，與會(huì)者紛紛進(jìn)行練習(xí)，鞏固知識(shí)，積極交流意見，討論在工作中遇到的問(wèn)題。在客戶支持部門工程師的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下，與會(huì)者很快掌握了最新的產(chǎn)品技術(shù)和知識(shí)。學(xué)習(xí)之余，與會(huì)者高度地贊揚(yáng)了培訓(xùn)組織者對(duì)PCS 7產(chǎn)品發(fā)展所做的努力。
高級(jí)系統(tǒng)集成商培訓(xùn)的第四站將于6月16-19日分別在沈陽(yáng)展開。前三站培訓(xùn)的成功舉辦為接下來(lái)的沈陽(yáng)站培訓(xùn)奠定了良好的基礎(chǔ)，為PCS 7在07/08財(cái)年的進(jìn)一步推廣做出了的貢獻(xiàn)
S7-400H工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)WINCC
1、概述
洛陽(yáng)實(shí)華化纖廠新上的三條滌綸短纖維生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)五萬(wàn)/條。每條滌綸短纖維生產(chǎn)線主要包括聯(lián)苯鍋爐加熱系統(tǒng)，熔體輸送系統(tǒng)，紡絲計(jì)量泵系統(tǒng)，七輥卷繞系統(tǒng)，氣流輸送盛絲桶往復(fù)機(jī)伺服系統(tǒng)以及后加工處理生產(chǎn)線。
在大容量滌綸紡絲生產(chǎn)線中，聚合系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，將源源不斷的聚合物---熔體直接送至紡絲部分，紡絲部分計(jì)量泵系統(tǒng)將聚合系統(tǒng)輸送過(guò)來(lái)的熔體原料經(jīng)過(guò)計(jì)量泵,擠出合格原絲送到卷繞系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須安全可靠，質(zhì)量必須滿足用戶要求，其控制系統(tǒng)也必須可靠，*，實(shí)現(xiàn)紡絲生產(chǎn)不停機(jī)(除檢修外)，盡量減少?gòu)U絲量。由于生產(chǎn)大容量大，系統(tǒng)分布多，如果哪個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障將造成巨大損失。為了防止系統(tǒng)發(fā)生故障將造成巨大損失，減少系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)人員，洛陽(yáng)實(shí)華化纖廠新上的三條滌綸短纖維生產(chǎn)線前紡控制系統(tǒng)采用冗余系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
2、工藝簡(jiǎn)介及系統(tǒng)控制內(nèi)容
熔體直接紡大容量滌綸紡絲生產(chǎn)線的工藝流程：熔體增壓泵---熔體輸送管---紡絲箱體---計(jì)量泵---中心內(nèi)環(huán)吹裝置---卷繞機(jī)---牽引機(jī)---喂入機(jī)---盛絲桶往復(fù)機(jī)。本聯(lián)合機(jī)分三條線，每條線含6個(gè)紡絲箱，36個(gè)紡絲位，每個(gè)紡絲位配置一臺(tái)高精度的計(jì)量泵，共計(jì)108個(gè)紡絲位。熔體經(jīng)過(guò)增壓泵增壓后由熔體輸送管直接將熔體輸送至紡絲箱，經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量后由噴絲板噴出，通過(guò)中心內(nèi)環(huán)吹裝置，受空氣冷卻固化后進(jìn)入卷繞機(jī)，各紡絲位絲束經(jīng)過(guò)上油裝置后進(jìn)入牽引機(jī)，再由喂入機(jī)送入盛絲桶往復(fù)機(jī)。紡絲系統(tǒng)主要包括：聯(lián)苯鍋爐加熱系統(tǒng)，熔體輸送系統(tǒng)，紡絲計(jì)量泵系統(tǒng)，七輥卷繞系統(tǒng)，氣流輸送盛絲桶往復(fù)機(jī)伺服系統(tǒng)。2.1聯(lián)苯鍋爐加熱系統(tǒng)聯(lián)苯鍋爐加熱系統(tǒng)提供熔體輸送過(guò)程及紡絲過(guò)程熱量，保證工藝要求的需要。2.2熔體輸送系統(tǒng)通過(guò)增壓泵增壓后，直接將熔體輸送至紡絲箱紡絲。2.3紡絲計(jì)量泵系統(tǒng)將熔體原料經(jīng)過(guò)計(jì)量泵后由噴絲板噴出，通過(guò)中心內(nèi)環(huán)吹裝置，受空氣冷卻固化形成合格原絲。2.4七輥卷繞系統(tǒng)按工藝要求，將合格原絲進(jìn)行預(yù)處理。2.5氣流輸送盛絲桶往復(fù)機(jī)伺服系統(tǒng)將卷繞系統(tǒng)送出來(lái)的絲束通過(guò)氣流輸送，源源不斷的送入盛絲桶中，為絲的后加工處理生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)工藝要求，遵循集中管理、分散控制、安全可靠、技術(shù)*的理念，設(shè)計(jì)了由計(jì)算機(jī)、S7-400H冗余PLC、現(xiàn)場(chǎng)儀表組成的多級(jí)的、開放的、模塊化的、實(shí)時(shí)多任務(wù)的集散型的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由管理層和控制層兩部分組成，控制層由集中控制站S7-400H，六套分布式遠(yuǎn)程I/O站支持熱插拔，一套S7-300控制站及若干S7-200站組成，管理層由WINCC組態(tài)軟件，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)組成，實(shí)現(xiàn)紡絲系統(tǒng)全廠設(shè)備及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集中管理，分散控制。系統(tǒng)中每條紡絲線通過(guò)36臺(tái)變頻器控制36臺(tái)計(jì)量泵，變頻器選用西門子MM440產(chǎn)品，采用PROFIBUS-DP總線，通過(guò)Y-bbbb聯(lián)到CPU414-4H冗余的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。變頻器可以本地控制，也可以通訊控制，通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換旋鈕聯(lián)到變頻器輸入端，利用西門子變頻器的BICO功能進(jìn)行控制功能切換。對(duì)單臺(tái)(單個(gè))紡絲位而言，在通訊設(shè)定失敗后，可以采用本地面板操作方式。單個(gè)的七輥卷繞及氣流輸送盛絲桶往復(fù)機(jī)伺服系統(tǒng)由一臺(tái)S7-300PLC控制，
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圖1洛陽(yáng)實(shí)華前紡生產(chǎn)線姿控系統(tǒng)圖由于卷繞出來(lái)的絲源源不斷送往盛絲桶，故氣流輸送盛絲桶往復(fù)機(jī)采用西門子運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng)，且備用一套。該控制部分通過(guò)一個(gè)CP342-5通訊處理模塊聯(lián)至Y-bbbb，通過(guò)Y-bbbb聯(lián)到CPU414-4H冗余的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)“集中管理，分散控制"的原則設(shè)計(jì)。將CP443-1工業(yè)以太網(wǎng)模板、安裝有CP1613卡的研華工控機(jī)聯(lián)至ESM，通過(guò)S7-REDCONNECT軟件支持冗余切換。運(yùn)行人員在操作員站上可以對(duì)三條紡絲生產(chǎn)線工藝流程進(jìn)行模擬圖形顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控，完成控制目標(biāo)值設(shè)定、報(bào)警顯示記錄、操作狀態(tài)記錄、趨勢(shì)曲線繪制、打印制表等功能。實(shí)現(xiàn)液態(tài)聯(lián)苯提升泵、油劑循環(huán)泵、熔體增壓泵等設(shè)備遠(yuǎn)程控制?，F(xiàn)場(chǎng)分布式I/O站，采集不同部分的模擬量、數(shù)字量等信號(hào)。考慮到紡絲系統(tǒng)高可靠性運(yùn)行的重要性，因此在控制層無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)還是控制設(shè)備軟件均采用冗余結(jié)構(gòu)，控制層網(wǎng)絡(luò)采用雙電氣冗余結(jié)構(gòu)；單條線主控級(jí)主站采用西門子冗余CPU414-4HPLC，配置2塊工業(yè)以太網(wǎng)模塊，CPU模塊之間通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊和光纖連接，當(dāng)1個(gè)CPU模塊斷電或其它故障原因停止運(yùn)行時(shí)，馬上自動(dòng)轉(zhuǎn)至另1個(gè)CPU模塊運(yùn)行。同時(shí)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)，無(wú)論操作員站或網(wǎng)絡(luò)任意一臺(tái)設(shè)備或元件出現(xiàn)故障，系統(tǒng)均可自動(dòng)切換到其它網(wǎng)絡(luò)通道上繼續(xù)運(yùn)行，整個(gè)切換過(guò)程時(shí)間小于0.3S，可以保證不影響正常生產(chǎn)。該計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、控制總線組成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系，如圖1所示.
4、冗余系統(tǒng)配置單元PLC硬件配置，如圖2所示：
單條線含一套CPU414-4H，六套IM153-2，帶有源底板，支持熱插拔。每18個(gè)位變頻器通過(guò)Y-bbbb聯(lián)到冗余PROFIBUS-DP網(wǎng)；牽引、往復(fù)單元機(jī)同樣通過(guò)Y-bbbb聯(lián)到PROFIBUS-DP網(wǎng)。
5、WINCC界面
紡絲、卷繞部分的PLC通過(guò)Y-bbbb聯(lián)到冗余PROFIBUS總線；上位機(jī)提供友好的人機(jī)操作界面。人機(jī)界面以簡(jiǎn)潔、清晰的風(fēng)格組態(tài)各個(gè)操作畫面，畫面上準(zhǔn)確明了地以圖形方式表示出當(dāng)前生產(chǎn)線設(shè)備工況，如停止、運(yùn)行、速度和故障等信息并以不同顏色、圖形和文字表示。通過(guò)界面上的操作，可對(duì)計(jì)量泵、牽引輥、導(dǎo)絲輥、喂入機(jī)及盛絲桶往復(fù)機(jī)的速度進(jìn)行設(shè)定和修改；可對(duì)卷繞油劑泵的速度進(jìn)行設(shè)定和修改；牽引、喂入機(jī)系統(tǒng)設(shè)置中速和工藝速二檔速度。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工藝參數(shù)設(shè)置、運(yùn)行控制、工況顯示、報(bào)警顯示、運(yùn)行和報(bào)警數(shù)據(jù)記錄和查詢、打印等功能。
6、結(jié)束語(yǔ)
在項(xiàng)目進(jìn)行和調(diào)試過(guò)程中，西門子產(chǎn)品的優(yōu)異性能得到美方認(rèn)同，該控制系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)美國(guó)康泰斯公司的出廠驗(yàn)收，認(rèn)為在大容量滌綸短纖維紡絲生產(chǎn)線電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：1、采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)高度穩(wěn)定可靠，有很強(qiáng)的抗干擾能力；2、開放式的總線，容納第三方設(shè)備；3、變頻調(diào)速采用高精度的Siemens變頻傳動(dòng)系統(tǒng)；4、實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化、全現(xiàn)場(chǎng)化控制；5、設(shè)備集中監(jiān)控、友好的人機(jī)界面；6、可以實(shí)現(xiàn)車間和工廠級(jí)的信息化管理，向信息系統(tǒng)自動(dòng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；這種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制系統(tǒng)，減少了現(xiàn)場(chǎng)布線工作量和維護(hù)工作量、規(guī)范了軟件程序的編制、同時(shí)系統(tǒng)具有易于擴(kuò)展并對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的工藝參數(shù)進(jìn)行集中管理的優(yōu)點(diǎn)。總之，該類型控制系統(tǒng)在滌綸紡絲生產(chǎn)線中的應(yīng)用降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)的成本，并提高了系統(tǒng)的控制精度和系統(tǒng)的可靠性。在大容量的類似控制系統(tǒng)中，已應(yīng)用到相應(yīng)的出口產(chǎn)品生產(chǎn)線上，得到外商的認(rèn)同