西门子全集成自动化理念初探

西门子全集成自动化理念初探吕增芳（山西工程职业技术学院机电系，山西太原"&""%!）摘要：系统阐述了全集成自动化理念的内涵，指出其特点在于统一的数据管理、统一的编程组态、统一的通讯以及无与伦比的开放性，其中采用()*++与,-./%两个软件进行了说明，并提出全集成自动化应用将是今后自动化技术发展应用的方向。

关键词：全集成自动化；特点；发展中图分类号：-/!%文献标识码：0!全集成自动化理念的产生随着工业自动化过程控制理论、计算机技术和网络通讯技术的迅猛发展。

同时各类控制系统竞争日趋激烈，用户对工业自动化过程控制系统的可靠性，复杂性、功能的完善性、人机界面的友好性、数据分析、管理的快速性、系统安装、调试、运行与维护的方便性，提出了愈来愈高的要求，即各类控制系统之间的数据调用日益频繁，要求的实时性、开放性愈来愈强，西门子自动化与驱动集团作为全球自动化领域技术、标准与市场的领导者，响应这一市场需求，于是’11#年提出“全集成自动化”的概念。

全集成自动化思想就是用一种系统完成原来由多种系统搭配起来才能完成的所有功能。

应用这种解决方案，可以大大简化系统的结构，减少了大量接口部件，应用全集成自动化可以克服上位机和工业控制器之间，连续控制和逻辑控制之间，集中与分散之间的界限。

全集成自动化-)0（-234556)7389:438;0<32=43>27）即统一的组态和编程、统一的数据库管理和统一的通信，是集统一性和开放性于一身的自动化技术。

比如()*++作为-)0的,+0?0部件，,)@0A+/+,-是-)0的过程控制系统，()*++和/+,-虽然是两个独立的系统，但它们相互间可以进行统一组态、编程，数据存储和通讯。

"全集成自动化的统一性"B!统一的数据管理全集成自动化技术采用全局统一的数据库，西门子各工业软件都是从一个全局共享的统一的数据库中获取数据。

这种统一的数据库，统一数据管理机制，所有的系统信息都存储于一个数据库中而且只需输入一次，不仅可以减少数据的重复输入，节约人力、财力，更重要的是，它还可以降低出错率，提高系统诊断效率，大大增强了系统的整体性和信息的准确性，从而对工厂的安全稳定运行提供技术保障。

用()*++和,-./%软件作为例子，其数据管理统一性具体体现在以下几个方面：’）在()*++中直接使用,-./%变量符号，这样变量只需要输入一次且维护方便。

!）通过与变量的自动映射，保证数据存贮的一致性，直接存取,-./%变量，排除()*++组态时的错误。

&）在()*++中调用,-./%的逻辑块。

,-./%中的逻辑块在()*++中可直接调用。

通过这种方式可将()*++的图形符号与,-./%的逻辑相连。

C）多用户功能，这是-)0技术的一个显著特色。

随着项目规模的增大，多用户功能愈发重要。

-)0可以方便地实现多个技术人员同时在同一项目下工作，而互不干扰。

"B"统一的编程、组态在全集成自动化中，所有的西门子工业软件都可以互相配合，实现了高度统一，高度集成，组态和编程工具也是统一的，只需从全部列表中选择相应的项；对控制器进行编程、组态D@)，定义通讯连接或是实现动作控制等操作。

’）统一的界面,)@0-)+工业软件家族具有统一、友好的界面。

通过集成安装，用户可以在,)@0-)+@0*0E.A的统一界面下工作，在,-./%中直接调用其它软件。

这样使用户始终在熟悉的界面环境下工作，提高了工作效率，降低了培训费用。

!）面向对象的“块”概念,)@0-)+软件中基于面向对象思想的“块”概念，相当于+语言编程中的宏调用，如果用户想实现许多相同的功能，不需要重复设置，只需统一编写一个程序块就可以了，从而避免了大量重复性劳动。

&）与平台无关的编程统一的编程还实现了平台的无关性，用户程序在基于/F+的控制系统和基于/+控制系统中都能运行。

这给程序的移植带来很大的方便，使用户在系统改造时能最大限度的降低成本。

"B#统一的通讯-)0实现了从现场级、控制级到管理级协调一致的通讯：’）在,)@0-)+中，工业以太网和/A G H)I J,采用统一的组态，当网络连接发生改变时，只在通讯组态中改变选项山西电子技术"$$%年第#期综述万方数据收稿日期：!""#$"!$!%作者吕增芳女&’岁工程师即可。

!）基于"#$%&’()的分布式&／$基于"#$%&’()的分布式&／$与本地&／$的组态采用了统一的方式，因此，用户在编程时无须分辫&／$类型，可以像使用本地&／$一样方便地使用分布式&／$。

*）系统中集成的路由功能+&,中的各种网络可以进行互联。

+&,中集成的路由功能可以方便地实现跨网络的下载、诊断等，使整个系统的安装调试更加容易。

-）集成的系统诊断和报告功能+&,系统集成了自动诊断和错误报告功能，诊断和故障信息可以通过网络自动发送的相关设备而不需要编程。

!全集成自动化的开放性自动化发展到今天，已从单机自动化、系统自动化向全厂自动化、集团自动化的方向转变，业界广泛倡导的是标准化、开放式结构，西门子的+&,技术也不例外，西门子将工业以太网技术引入+&,，在产品上集成以太网接口，使以太网进入现场级，从而实现元件自动化。

而工业以太网是业界广泛接受的通讯标准，所以西门子的+&,是开放式的+&,，+&,的开放性还体现在以下几个方面。

!."对所有类型的现场设备开放通过"#$%&’()，+&,对范围极广的现场设备开放。

目前，该总线已经实现了在防爆环境的应用，以及与驱动设备同步。

开关类产品和安装设备还可以通过,)/&0+1#2%,31总线接入自动化系统，作为"#$%&’()总线的扩展。

!.#对办公系统开放并支持&0+1#01+以太网通过+3"／&"协议将+&,与办公自动化应用及&0+1#01+／&0+#,01+连接。

+&,采用$"3作为访问过程数据的标准接口，通过该接口，可以很容易地建立所有基于"3的自动化系统与办公应用之间的连接，而不论它们所处的物理位置如何。

&0+1#01+技术使在任意位置对工厂进行远程操作和监视成为可能。

!.!对新型自动化结构开放自动化领域当中的一个明显的技术趋势就是系统的模块化程度大大提高，即带有智能功能的技术模块组成的自动化结构。

这些模块可以预先进行组态、启动和测试。

这样，实现整个工厂的投运要快得多，更改系统也不会影响整个生产运行。

$结语基于这种全集成自动化的环境，各种各样不同的技术可以在一个用户接口下，集成在一个有全局数据库的总体系统中。

所以技术人员可以在一个平台下对所有应用进行组态和编程任务。

满足了用户对于不同系统之间的准确、高速、大量的数据交换的要求，由于应用一个组态平台，培训和工程变得简单，费用也大大降低。

因此，它必将成为引领自动化技术应用向前发展的一支重要的生力军。

参考文献［4］刘锴.西门子)52*66"73［8］.北京：北京航空航天大学出版社，!66-.［!］苏昆哲.西门子9:;<<=>［8］.北京：北京航空航天大学出版社，!66-.［*］李士勇.模糊控制、神经控制和智能控制论［8］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，4??>.%&’()*+,)-./0’12*3,2’14/%42,55-./2’3),2’67824+,2*4/()*/9*:5’4;<*’+’/17@A B ;C 2D E ;C（!"#$%&’()*+,-")-./0"*$1,*)0/-2,-""1,-2，3+)-4,/-2,-""1,-25&*)$,&-)06&00"2"，7),89)-3+)-4,6*665!，6+,-)）7=12),92：+F :G H B I H G J G H B K E H :<E L L J M :G <N G G B G H F B :;G :M B <O ;;O H E H :O ;O D H O H E L L J :;H B C P E H B M E N H O K E H :O ;Q P :;<:Q L B ，QO :;H G O N H H F E H H F B <F E P E <H B P :G H :<G :G H F B O Q B ;:;C O D N ;:H B M M E H EK E ;E CB K B ;H ，N ;:H B M Q P OC P E K K :;C ，N ;:H B M <O K K N ;:<E H :O ;，E K O ;C H F B K H R O G OD H RE P B G O D 9&033E ;M )+1"5G E P B E M O Q H B M D O P B L N <:M E H :O ;E ;M S P :;C G N Q HF B :M B E H F E H H O H E L L J :;H B CP E H B M E N H O K E H :O ;’G E Q Q L :<E H :O ;:G H F B M :P B <H :O ;O D E N H O K E H :O ;H B <F ;:T N B E Q QL :<E H :O ;D P O K;O RO ;.>’-?4)61：H O H E L L J :;H B C P E H B M E N H O K E H :O ;；<F E P E <H B P :G H :<G ；M B @B L O QK B ;H （上接第-!页）@’1*3/,/6<*+85,2*4/4;4A B CD 19*55,24)7994)6*/3242&’%),/1*124)E &,),92’)*12*9F )’G 8’/9-U E ;C )F E O 2<F N ;（!"#)1$:"-$&’/0"*$1&-,*;-’&1:)$,&-，<9+)-;-=$,$9$"&’7"*+-&0&28，<9+)->9?",-*665-，6+,-)）7=12),92：+P E ;G :GH O P O G <:L L E H O P E L R E J GR O P V G E H <N H 2O D D D P B T N B ;<J ；F :C F @O L H E C B E ;M S B H H B P D P B T N B ;<J G H E S :L :H J <E ;S B O N H QN H .’N H H F B D :L H B P :;D L N B ;<B G H F B F :C F F E P K O ;:<O N H Q N H ，E ;M H F :G M B G :C ;O Q :;:O ;E L R E J G L :K :H G H F B H P E ;G :G H O P O G <:L L E H O P ’G E Q Q L :<E H :O ;O D F :CF B P D P B 2T N B ;<J .+F :G Q E Q B P Q P O Q O G B GH F B M :G H P :S N H :O ;Q E P E K B H B P G E ;M B ;<E Q G N L E H B M Q E P E K B H B PK O M B L @:E M B G :C ;:;CH F B H P E ;G :G H O P O G <:L L E H O P H F E H R O P V G E H <F E P E <H B P :G H :<D P B T N B ;<J E ;M L :K :H G H F B F :C F F E P K O ;:<O N H Q N H .&H G :K N L E H B G H F B P B L E H :O ;G E K O ;CO G <:L L E H O P ’G D P B T N B ;<J ，O N H Q N H @O L H E C B E ;M S E H H B P J @O L H E C B ，H F B P B L E H :O ;S B H R B B ;O G <:L L E H O P J D P B T N B ;<J E ;M S E H H B P J @O L H E C B ，H F B P B L E H :O ;S B H R B B ;O G <:L L E H O P J D P B T N B ;<J E ;M S E G B :;M N <H E ;<B ，H F B P B L E H :O ;S B H R B B ;O N H Q N H @O L H E C B E ;M S E G B :;M N <H E ;<B S J N G :;C H F B E S O @BK O M B L .&;<O ;<L N G :O ;，:H QP O @B G H F E H H F B G :K N L E H :O ;P B G N L H :G <O ;G :G H B ;H R :H F H F B B I QB P :K B ;H E L P B G N L H .>’-?4)61：O G <:L L E H O P ；<F E P E <H B P :G H :<D P B T N B ;<J ；G :K N L E H B ；F E P K O ;:<6山西电子技术#H H I 年万方数据西门子全集成自动化理念初探作者：吕增芳， Lv Zeng-fang作者单位：山西工程职业技术学院机电系,山西,太原,030072刊名：山西电子技术英文刊名：SHANXI ELECTRONIC TECHNOLOGY年，卷(期)：2006，(3)被引用次数：0次1.刘锴西门子S7-300PLC 20042.苏昆哲西门子Wincc V6 20043.李士勇模糊控制·神经控制和智能控制论 19961.会议论文陈捷可编程序控制器全集成自动化TIA概念的应用2008本文根据全集成自动化TIA的概念，结合全集成自动化TIA概念在镇海炼化Ⅲ电站辅机系统的成功应用实例，具体介绍采用西门子(SIEMENS)可编程序控制器系统形成全集成自动化TIA系统的构成和应用特点。