开拓过程工业自动化新思路

作者:张蓉 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:41 发布时间:2017-09-11
西门子发布SIMATIC PCS 7 V9.0,让过程自动化更灵活。
开拓过程工业自动化新思路

2017年8月4日,西门子过程工业峰会在上海举办。此次峰会最受关注的环节是西门子正式发布了新版过程控制系统Simatic PCS 7 V9.0,通过引入Profinet为过程工业实现直至现场层的数字化,为工厂全生命周期的优化带来更多可能。活动现场本刊记者采访了西门子股份公司过程工业与驱动集团过程自动化部副总裁Axel Lorenz先生,更深入了解了PCS 7 V9.0。

过程行业中,过程控制系统堪称是工厂运行的大脑。而如今,随着过程行业工厂规模越来越大,数据量不断增加,控制要求也越来越多。此外,企业对工厂的预期寿命长达30年,工厂发展策略需要面向未来,投资保护也尤为重要,这些都对作为企业大脑的控制系统提出了更高的要求,需要过程控制系统完成更为复杂信息的提取以达到对复杂工艺更加精准的控制。此次西门子控制系统PCS 7 V9.0全新版本针对这些新的挑战都给出了解决方案。

将Profinet全面引入过程工业实现直至现场层的数字化是PCS 7 V9.0的最大亮点,开拓了过程工业自动化的新思路。作为全球领先的以太网标准,Profinet能够适应过程工业中出现的未来需求。Profinet不仅可实现实时高效通信,还提供了面向标准自动化网络的开放式标准,安全通信以及灵活、可方便扩展的网络架构。成功实施数字化转型需要直至现场层的可靠通信。为此V9.0版本推出了能够将Profinet的优势发挥到极致的全新I/O系统Simatic ET 200SP HA:专为过程工业设计,可用性高,可直接用于Ex zone 2现场。其配有保护涂层,工作温度范围扩大至-40~+70℃,应用广泛,无需额外配备空调。

创新硬件使结构更紧凑,可用性更高

图:西门子正式发布新版过程控制系统Simatic PCS 7 V9.0

全新Simatic ET 200SP HAI/O系统结构紧凑,极为节省空间,模块宽度减少了一半,但可支持多达16个通道。每个站可容纳的外围模块数量从12(使用8通道模块)增加到了56个,对应的I/O信号从之前的96点增加到了900点。凭其灵活、一致性的模块化结构,在程序运行中支持热插拔(“运行中更换”)。Simatic ET 200SP HA站采用固定布线和统一的端子排,支持标准控制柜,因此可根据不断变化的需求,简便、快速扩展,从而显著降低规划、组装和安装成本。

Simatic CFU紧凑型现场单元是现场设备连接领域真正的变革者,在应用简便性和灵活性方面提供了全新的思路。这款紧凑型现场单元可直接安装在生产现场,采集并转换信号,再通过Profinet直接连接至过程控制系统,是实现现场数字化的基础。Simatic CFU集简便、常见的4-20mA技术现场总线技术优势于一身,分布式I/O结构简明、直观。编组柜和多芯主控电缆将很快退出历史舞台,因为Simatic CFU的分布式部署将显著节省电缆和端点的数量,大幅减少规划和归档工作量。

连接现场设备时,Simatic CFU可自动初始化所连接的设备,并迅速、简便地将其集成到过程控制系统中。即使未经专业培训的人员,也可轻松、安全地更换现场设备。Simatic CFU专为过程工业的要求量身定制,堪称现场数字化的典范。除8个Profibus PA端子外,结合数字化现场总线和分布式 I/O技术,Simatic CFU还提供8路数字化现场总线(PROFIBUS PA)和8点数字量输入/输出(可自由配置)。其坚固的外壳可提供可靠保护,防止天气和任何意外客观因素影响。

增强的软件功能提高了效率、安全性和灵活性

图:西门子(中国)有限公司、过程工业与驱动集团、过程自动化部、过程控制系统部门经理吴小许介绍新版过程控制系统Simatic PCS 7 V9.0的特点

Simatic PCS 7 V9.0还进行了广泛的软件创新,工厂运营商和维护人员可受益于其全面提升的生产力和灵活性。例如,全面支持微软最新的Windows 10操作系统,全面支持OPC UA的架构,仪表集成支持FDI标准。使用Simatic PDM(过程设备管理器)采用移动技术,可更高效地调试和管理现场设备。使用该通用工具,可就智能现场设备和现场组件进行工程组态、参数设置、调试、诊断和维护,且全面支持Profinet。

Simatic Batch批处理软件现在也提供了新功能,为批处理工艺工程提供了更大灵活性。而新版本全面支持的Web客户端,目前也可用于Simatic Batch。此外,为简化已安装硬件和软件组件的管理,9.0版本还对Simatic管理控制台进行了升级。

数字化工厂的基础
活动现场,西门子股份公司过程工业与驱动集团过程自动化部副总裁Axel Lorenz先生接受了本刊记者的采访,针对PCS 7的研发背景、过程工业企业数字化发展方向以及过程自动化技术发展趋势等话题给出了西门子的答案。

PROCESS:PCS 7不断升级,每次产品升级是基于哪些因素?

Axel Lorenz:西门子始终专注于过程行业的技术创新,针对用户不断变化的需求提供西门子的创新技术。PCS 7的版本分为主版本和次版本,主版本通常是两年更新一次,具体更新时间基于我们要在相关的版本中推出什么样的革新技术。革新技术的驱动力主要有两点:1.相关的技术是不是已经适合在流程行业中推广。例如此次V9.0版本中我们将工业以太网标准PROFINET引入,是因为此项技术如今已经可以满足过程行业的需求,是时候将这一具有诸多优点的技术引入过程工业。2.操作系统。西门子PCS 7是基于微软操作系统的,微软操作系统在不断更新,因此我们服务工业用户的过程控制系统版本也需要随之更新,否则会被淘汰。PCS 7 V8.0版本是基于Windows7操作系统的,而新推出的V9.0版本的系统可以更好地应用于Windows10操作系统。

PROCESS:已有用户要升级到V9.0版本,升级改造的周期为多久?对生产有怎样的影响?

Axel Lorenz:生产企业系统的升级对现场的影响,基于两个方面,一是硬件。如果硬件部分需要变动,企业就需要停产。二是操作系统,如果只是操作系统的更新,就无需停产。因为生产现场都有冗余设计,电脑通常一用一备,可以先更新备机,再更新主机,这样的升级操作对于实际生产没有任何影响。而升级时间则要看工厂大小,规模大的工厂要用约一周的时间,小规模的工厂可能一天就可以完成。

PROCESS:如今,过程工业企业都在向着“数字化企业”的方向发展,在您看来企业要想实现“数字化企业”应该具备怎样的基础?在过程行业,什么样的企业可以称得上“数字化企业”?

Axel Lorenz:数字化背后的驱动力不是数字化本身,即不是为了把这个生产中的信息变成数字化而去数字化,而是为了优化流程实现更安全、更高效和更灵活的生产。为了这一目标,需要把已有信息数字化,再基于数字化进行优化。西门子提出的“一体化工程到一体化运维”涵盖两个部分,“一体化工程”是数字化的开始,我们提供的Comos平台,能够从工厂设计之初就将信息内容数字化,这为后续做相关的优化提供了基础。“一体化运维”就是基于前端数字化工程的信息,对生产进行运行和维护,以实现企业在设计之初设定的优化生产的目标。

PROCESS:在过程自动化领域,您认为未来主要的创新方向有哪些? 将进一步满足用户哪些方面的需求?

Axel Lorenz:我认为可以用2个关键词来概括过程自动化企业的发展方向:现代化、全球化。越来越多的企业希望走出去,实现全球化、现代化,在全球化的过程中又要实现本地化,企业的这些发展需求对于生产管理的要求就是标准化。基于标准化,实现企业数字化、智能化,以达到更高效、更灵活和成本更低的目标。

PROCESS:近几年,西门子在过程行业的业绩斐然,您如何看待当前中国过程工业市场的发展?对于西门子而言有怎样的挑战和市场机遇?

Axel Lorenz:中国过程工业的市场有以下几个特点:1.市场很大。2.中国经济还在快速的增长。3.西门子是以技术革新为主导的公司,中国的企业无论民营企业还是国有企业都非常开放,愿意尝试新的技术。因此西门子在中国市场有非常多的业务机会,中国市场对于西门子全球也是非常重要的一个市场。数字化是西门子产品技术的发展方向,也是西门子未来业务增长的一个重要的方向。

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