PCS7新手入门系列第三部分系统硬件——AS自动化站

AS自动化站由电源（PS）,中央处理器（CPU）,通讯处理器（CP）和输入输出模块组成。用于实现现场设备的运行状况监测、数据采集及处理、自动闭环回路控制、电气设备开关控制及参数调整等系统控制功能。AS自动化站通过高速的工业以太网与系统的操作站或工程师站相连接，通过Profibus-DP现场总线与ET200分布式I/O站连接。

一、硬件简介

AS的中央处理器采用S7-400系列工业控制器中S7414-3以上的CPU。AS站选型主要根据控制PO（ProcessObjects)数来确定，PO数=AI+AO+DO。

AS单元采用：专门用于过程控制的大型控制器

中央控制器

-AS414-3DP,416-2DP,416-3DP,AS417-4DP

-AS414H,AS417H支持冗余

-内置PROFIBUS-DP接口

-内置MPI接口

中央处理机架：背板总线含P总线(I/O总线)、K总线(通讯总线)

电源模块（PS407）：可选:24VDC,120VAC,240VAC

以太网通讯模块（CP443-1）

中央处理器(CPU)

S7414-3,S7416-2,S7416-3,S7417-4集成PROFIBUS-DP接口

存储器容量2.8MB至30MB

最大可额外扩展64MBRAM

可根据不同的I/O类型选择不同的扫描周期(从10ms到5s可选)

在一个CPU内多达1000个PID控制器(当扫描周期为1秒时)

每个控制器的I/O数量无固定限制

ET200M站

ET200M分布式I/O站可分散安装在现场，也可集中安装在控制室，主要由如下几部分组成：

1个电源模块（PS）

通讯接口模件（IM153）

IO子模件（SM）:AI（模拟量输入模块）、AO（模拟量输出模块）、DI（数字量输入模块）、DO（数字量输出模块）

电源模块（PS307）通讯接口模件子模件

二、AS站自动化系统

AS自动化站根据具体需求，可组态为：

•标准型AS410S自动化系统

•冗余型AS410H自动化系统

•安全型AS410F自动化系统（AS410FH为安全及冗余自动化系统）

单站，标准型自动化系统

单个PROFIBUSDP主站最多可带125DP从站

电气网络长度可用中继器延长(段)

每段最多31DP从站

OLM(光纤连接模块)用于远距离连接，同时也提供了电磁兼容性EMC的稳定性

RS485iS耦合器用于在危险区域的PROFIBUSDP网络

RS485的铜导线和光纤使用相同的通讯协议

PROFIBUSPA为现场的智能设备提供了"总线供电"功能

DP/PALink在DP总线上占用一个地址

冗余型自动化系统

S7-400H主要器件都是双重的，即CPU、PS以及连接两个CPU的硬件都是双重的。在硬件组态使用分为两个区（每个区9个槽）的机架UR2H，或者两个独立的URI/UR2。两个CPU运行时需要同步，通过同步子模块连接两个CPU，用光缆互连。中央功能总是冗余配置的，I/O模块可以是常规配置、切换型配置或冗余配置，常采用冗余供电的方式。可以实现事件同步功能：①同步所有导致两CPU状态不一致的指令②同步功能自动实现，不需要编程或组态③要发生同步的事件有：更新过程影像区；直接访问I/O；报警以及中断；更新计时器；通讯。

PCS7冗余功能特点：

控制器冗余系统可实现双控制器冗余切换功能，当主控的CPU（一般简称主CPU）出现故障时，另外一个CPU自动接替主控CPU的工作，切换时间为毫秒级。

通信冗余功能包括：PROFIBUSDP协议的ET200MI/O站冗余通信接口和电缆，实现与双控制器（CPU）的冗余通信。

电源冗余功能：10A直流电源冗余配置，用于CPU和模板供电。

下面通过硬件组态和实际照片进行认识如下图：

PCS7冗余技术采用无条线设计能够实现：（1）快速的切换时间，（2）切换时所有状态保持，（3）无信息缺失，无报警缺失，切换过程无任何扰动。

安全型AS410F\HF自动化系统

故障安全冗余系统414FH/417FH