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SIMATIC HMI 操作员控制和监视系统 - 树立效率新标竿

使用创新的人机界面产品，可以更快、更经济和更高效地实现机器级别的 HMI 解决方案和 SCADA 解决方案。

全面的工程组态和可视化软件（SIMATIC WinCC（TIA 博途）、SIMATIC WinCC 和 SIMATIC WinCC Open Architecture）以及坚固耐用的高亮度 SIMATIC HMI，可实现基于面板的可视化和基于 PC 的单用户和多用户站，显着提高效率。

SIMATIC HMI - 树立效率新标竿

面向车间的高效解决方案

使用 TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 软件，可进行高效工程组态，同时采用坚固耐用的 SIMATIC HMI 面板系列，这种软件和硬件的**组合可快速而经济地实现机器级解决方案与价值增值。

高效工程组态 – 可视化更快捷、更方便：

? 通过在一个共享工程组态平台上随时提供所有数据，避免重复输入和错误

? 通过全面的库概念或集成式设备转换，可简单地重新利用可靠组件

? 在通过详细模拟进行调试之前进行测试和评估

创新的设计和操作– 给予机器与众不同的外观，可作为客户自动化解决方案的旗舰产品：

? 通过创新的操作员控件，设计有效而*特的用户界面。

? 通过可集中组态和选择的设计，迅速满足设计要求。

? 借助于手势和多点触控功能实现高效和直观的操作。

明亮的 HMI 设备 – 始终是所有应用的更佳设备（从标准型到较端环境型）：

? 可以扩展，以满足所有性能级别的创新 HMI 设备的不同要求。

? 在使用 HMI 设备的所有条件下，均具有可靠性能 – 经过认证，适用于所有领域。

? 通过明亮且亮度可调宽屏、大可视角度显示屏，提供持续的过程概览

安全性与信息安全 – 容易满足要求并为系统提供保护，不会带来有害影响：

? 通过 Safety Integrated 功能，轻松**人员、机器和环境的安全。

? 通过集成化信息安全解决方案 Security Integrated，为解决方案提供全面保护。

? 通信与组态可顺利实现代次变更且具有开放性，大限度提供了投资保护

集成诊断功能 – 不会在维护方面浪费时间，并且可显着缩短停机时间：

? 进行可靠故障检测，并通过面向操作员的综合报警系统获取信息

? 借助于集成的系统诊断功能，快速分析和定位错误（本地或远程）

? *性自动备份所有数据，设备更换简单，不会丢失数据

TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 软件

TIA 博途中的 SIMATIC WinCC 是集成工程组态平台的一部分，该平台提供了一个用于对控制、可视化和驱动解决方案进行编程与组态的统一组态环境。 SIMATIC WinCC（TIA 博途）是继 SIMATIC WinCC flexible 之后适用于所有 HMI 应用的软件。

使用该软件，可以组态几乎全面 SIMATIC HMI 设备系列。功能涵盖机器层的可视化任务以及基于 PC 的多用户系统上的 SCADA 应用。

SIMATIC SCADA 系统 – 树立效率新标竿

西门子 SCADA 系统树立了工厂自动化以及基础设施应用中的效率新标竿

用于运行管理的 SIMATIC WinCC V7 以及用于高度定制应用的 SIMATIC WinCC Open Architecture 均支持国际标准与平台。 这样就能方便地集成现有硬件，并无缝集成到 IT 环境中。

移动式解决方案和创新的操作方式，确保方便、快速获取工厂信息，符合广泛的安全标准，可防止操作错误。西门子 SCADA 系统可在整个生命周期内扩展，因此可以随时扩展现有工厂。这样就确保了投资安全。无论您采用的是单用户系统、多用户系统，还是广泛分布的系统：西门子 SCADA 系统都可让您实现机器设备、生产线和整个工厂的可视化，从而确保更高的透明度。从而挖掘优化潜力，更大限度缩短停产时间，加快产品上市。

? 效率：

通过 SIMATIC SCADA 系统，可实现高效工程组态，以及高性能归档和高数据安全性，从而显着提高生产率。这些功能特性是高效运行管理和智能生产分析的基础。

? 可扩展性：

西门子提供了可满足日益增长的需求并能保证数据安全的固定式和移动式解决方案。融入了西门子 15 年的工业领域 SCADA 专门知识。无论用户的需求大小，我们都可提供正确的解决方案。

? 创新性：

通过移动式 SCADA 解决方案，可随时随地掌握较新信息– 包括采用现今的平板电脑和智能手机硬件。工业环境下的多点触控手势操作开辟了全新的先进操作方式。开放性：支持各种国际标准和系统内部脚本和编程接口，可方便地满足各种特殊要求。

? 开放性：

支持各种国际标准和系统内部脚本和编程接口，可方便地满足各种特殊要求.

IMATIC HMI – 明亮而坚固的 HMI 设备

? HMI 设备

? SIMATIC HMI 按键面板 – 预组装，即装即用，用于常规操作面板。

? SIMATIC HMI 精简面板 – 用于简易 HMI 应用的入门级系列

? SIMATIC HMI 精智面板 – 具有高端功能，可满足苛刻的 HMI 应用要求。

? SIMATIC HMI 移动式面板 - 便携式 HMI 设备，适合在现场进行移动式部署。

系统设计的水平将直接影响控制系统的性能、设备的可靠性。这其中PLC的选型至关重要，如何根据不同的控制要求选择合适的PLC，设计出运行平稳、动作可靠、安全实用、调试方便、易于维护的控制系统呢？

在PLC系统设计时，首先应确定系统方案，下一步工作就是PLC的设计选型。选择PLC，主要是确定PLC的生产厂家和PLC的具体型号。对于系统方案要求有分布式系统、远程I/O系统，还需要考虑网络化通讯的要求。那么具体应该如何选择PLC呢?

一 PLC生产厂家的选择

确定PLC的生产厂家，主要应该考虑设备用户的要求、设计者对于不同厂家PLC的熟悉程度和设计习惯、配套产品的一致性以及技术服务等方面的因素。从PLC本身的可靠性考虑，原则上只要是国外大公司的产品，不应该存在可靠性不好的问题。

另外对于一些特殊的行业(例如：冶金、**等)应选择在相关行业领域有投运业绩、成熟可靠的PLC系统。

二 输入输出(I/0)点数的估算

PLC的输入/输出点数是PLC的基本参数之一。I/O点数的确定应以控制设备所需的所有输入/输出点数的总和为依据。在一般情况下，PLC的I/O点应该有适当的余量。通常根据统计的输入输出点数，再增加10％～20％的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行调整。

三 PLC存储器容量的估算

存储器容量是指可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，各种PLC的存储器容量大小可以从该PLC的基本参数表中找到，例如：西门子的S7-314PLC的用户程序存储容量为64KB，S7-315-2DPPLC的用户程序存储容量为128KB。程序容量是存储器中用户程序所使用的存储单元的大小，因此存储器容量应大于程序容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，需要对程序容量进行估算。

如何估算程序容量呢?许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10～15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数(16位为一个字)，另外再按此数的25％考虑余量。

四 PLC通讯功能的选择

现在PLC的通讯功能越来越强大，很多PLC都支持多种通讯协议(有些需要配备相应的通讯模块)，选择时要根据实际需要选择合适的通讯方式。

PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：

(1)PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络；

(2)1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络；

(3)PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网；

(4)**PLC网络(各厂商的**PLC通信网络)。

为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的(如点对点、现场总线、工业以太网等)通信处理器。

五 PLC机型的选择

PLC的类型：PLC按结构分为整体型和模块型两类；整体型PLC的I/0点数较少且相对固定，因此用户选择的余地较小，通常用于小型控制系统。这一类PLC的代表有：西门子公司的S7-200系列、三菱公司的FX系列、欧姆龙公司的CPM1A系列等。

模块型PLC提供多种I/O模块可以在PLC基板上插接，方便用户根据需要合理地选择和配置控制系统的I/O点数。因此，模块型PLC的配置比较灵活，一般用于大中型控制系统。例如西门子公司的S7-300系列和S7-400系列、三菱公司的Q系列、欧姆龙公司的CVM1系列等。

六 I/O模块的选择

（1）数字量输入输出模块的选择

数字量输入输出模块的选择应考虑应用要求。例如对输入模块，应考虑输入信号的电平、传输距离等应用要求。输出模块也有很多的种类，例如继电器触点输出型、AC120V/23V双向晶闸管输出型、DC24V晶体管驱动型、DC48V晶体管驱动型等。

通常继电器输出输出型模块具有价格低廉、使用电压范围广等优点，但是使用寿命较短、响应时间较长、在用于感性负载时需要增加浪涌吸收电路；双向晶闸管输出型模块响应时间较快适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。

另外，输入输出模块按照输入输出点数又可以分为：8点、16点、32点等规格，选择时也要根据实际的需要合理配备。

（2）模拟量输入输出模块的选择

模拟量输入模块，按照模拟量的输入信号类型可以分为：电流输入型、电压输入型、热电偶输入型等。电流输入型通常的信号等级为4～20mA或0～20mA；电压型输入模块通常号等级为0～10V、-5V～+5V等。有些模拟量输入模块可以兼容电压或电流输入信号。

模拟量输出模块同样分电压型输出模块和电流型输出模块，电流输出的信号通常有0～20mA、4～20mA。电压型输出信号通常有0～10V、-10V~+10V等。

模拟量输入输出模块，按照输入输出通道数可以分为2通道、4通道、8通道等规格。

七 功能模块

功能模块包括通讯模块、定位模块、脉冲输出模块、高速计数模块、PID控制模块、温度控制模块等。选择PLC时应考率到功能模块配套的可能性，选择功能模块涉及硬件与软件两个方面。

在硬件方面，首先应考虑功能模块可以方便的和PLC相连接，PLC应该有相关的连接、安装位置与接口、连接电缆等附件。在软件上，PLC应具有对应的控制功能，可以方便的对功能模块进行编程。例如三菱的FX系列PLC通过“FROM”和“TO”指令可以方便的对相应的功能模块进行控制。

八 一般原则

在PLC型号和规格大体确定后，可以根据控制要求逐一确定PLC各组成部分的基本规格与参数，并选择各组成模块的型号。选择模块型号时，应遵循以下原则。

（1）方便性：一般说来，作为PLC，可以满足控制要求的模块往往有很多种，选择时应以简化线路设计、方便使用、尽可能减少外部控制器件为原则。

例如：对于输入模块，应**选择可以与外部检测元件直接连接的输入形式，避免使用接口电路。对于输出模块，应**选择能够直接驱动负载的输出模块，尽量减少中间继电器等元件。

（2）通用性：进行选型时，要考虑到PLC各组成模块的统一与通用，避免模块种类过多。这样不仅有利于采购，减少备品备件，同时还可以增加系统各组成部件的互换性，为设计、调试和维修提供方便。

（3）兼容性：选择PLC系统各组成模块时，应充分的考虑到兼容性。为避免出现兼容性不好的问题，组成PLC系统的各主要部件的生产厂家不宜过多。如果可能的话，尽量选择同一个生产厂家的产品。