SIMATIC PCS7 tương thích với tầm nhìn TIA về nền tảng phần cứng chung xuyên suốt các lĩnh vực ứng dụng dựa trên cơ sở nền tảng chung S7, hệ tự động hoá đã được coi là nền tảng điều khiển cho các sản phẩm PLC và các hệ thống an toàn do SIEMENS cung cấp.

SIMATIC PCS7 sử dụng dòng sản phẩm I/O phân tán ET200, truyền thông PROFIBUS và Ethernet công nghiệp với cấu hình chung, công cụ thiết kế, giao diện vận hành và cơ sở dữ liệu tự động hoá thống nhất.

Lĩnh vực tự động hoá quá trình sản xuất của Siemens dẫn đầu về mức tăng trưởng

Doanh số bán SIMATIC PCS7 tăng đáng kể trong những năm vừa qua

Từ giữa thập kỷ 90, Siemens bày tỏ ý định tìm các cơ hội phát triển trong ngành công nghiệp xử lý - chế biến. Đến nay, công ty này đã thành công rực rỡ khi thâm nhập vào thị trường quốc tế. Theo thông tin từ chính hãng, trong vòng vài năm qua doanh số từ hệ SIMATIC PCS7 đã vượt qua chỉ tiêu tăng trưởng đề ra và công ty hiện đang nằm trong nhóm 4 hãng cung cấp hệ phân tán DCS lớn nhất thế giới. Trong khi đã từ lâu Siemens là nhà cung cấp hàng đầu trên thị trường PLC, tập đoàn vẫn nhận ra rằng họ cần đến những công ty nhỏ mang tới sự cách tân và các giá trị cần thiết để đẩy nhanh vị trí của tập đoàn trong ngành công nghiệp xử lý và chế biến.

Việc mua lại công ty Moore đã giúp Siemens mở cánh cửa vào thị trường Bắc Mỹ, đồng thời có thể xâm nhập thị trường Nhật bản thông qua mối quan hệ đối tác Fuji Electric. Hai công ty này công bố tư cách đối tác hồi tháng 11 năm 2003. Fuji được phép dùng thương hiệu SIMATIC PCS7 của Siemens như là sản phẩm tự động hoá quá trình của mình. Cam kết cộng tác của Fuji sẽ đóng góp vào việc kinh doanh trong lĩnh vực chế biến - xử lý đang phát triển nhanh chóng của Siemens.

SIMATIC PCS7 tương đồng với mô hình CPAS của ARC

Giống như nhiều hệ thống nền tảng được các nhà cung cấp giới thiệu trong nhiều năm qua, SIMATIC PCS7 ban đầu chỉ là một hệ nhỏ, thiếu một vài tính năng cho môi trường hoạt động của tự động hoá quá trình. Nhưng hiện nay, SIMATIC SPC7 là một hệ DCS hoàn thiện, đáp ứng đầy đủ những yêu cầu đặt ra. Theo quan sát của ARC, có nhiều mối tương đồng giữa hệ SIMATIC PCS7 và mô hình hệ thống tự động hoá quá trình theo nhóm của ARC. Mô hình này đòi hỏi hệ PAS phải dựa trên tiêu chuẩn quốc tế, có môi trường điều khiển và cấu hình chung, nền tảng thông tin chung, và SIMATIC PCS 7 hoàn toàn phù hợp với những yêu cầu đó.

Mô hình chức năng của CPAS

SIMATIC PCS 7 dựa trên tiêu chuẩn quốc tế

Trung tâm mô hình CPAS do ARC đề ra là áp dụng tiêu chuẩn quốc tế, giảm thiểu cản trở hoạt động của hệ thống. Môi trường tự động hoá đơn của CPAS hợp nhất chặt chẽ với các tiêu chuẩn ISA-88 và ISA-95.

SIMATIC PCS 7 của Siemens cũng vậy, kết hợp với tiêu chuẩn ISA -88 và phần mềm lập trình tương thích IEC 61131. SIMATIC PCS 7 tích hợp liền mạch với SIMATIC IT (theo yêu cầu của MES - Hệ thống quản lý sản xuất của Siemens), theo mô hình tiêu chuẩn ISA-95. Những tiêu chuẩn hiện hành khác kết nối với hệ thống là OPC, HART và hệ thống dữ liệu lịch sử dựa trên nền SQL. SIMATIC PCS 7 kết hợp với tiêu chuẩn mạng trường IEC 61558 và 61784 nhờ sử dụng phương thức truyền thông PROFIBUS trong việc liên lạc giữa bộ điều khiển, I/O và các thiết bị hiện trường thông minh, cũng như nhờ sử dụng công nghệ EDD - Electronic Device Descriptions trong các máy chủ và thiết bị PROFIBUS và HART.

Mô hình chức năng của PCS7

Công cụ thiết kế chung, giao diện HMI và môi trường điều khiển

Một nền tảng CPAS thực sự cần những công cụ và môi trường điều khiển phổ thông. SIMATIC PCS 7 đáp ứng được điều đó với giao diện phổ thông HMI, công cụ thiết kế, phần cứng điều khiển, và công nghệ mạng thông tin thống nhất.

ES cung cấp công cụ thiết kế chung và theo tiêu chuẩn

Trạm thiết kế ES của SIMATIC PCS7 đã đảm bảo việc tích hợp chặt chẽ và trao đổi thông tin một cách tự động giữa công tác thiết kế, thiết lập cấu hình, vận hành và giao diện người máy. Các công cụ lập trình tương thích chuẩn IEC 61131 đã cung cấp công cụ thiết kế cấu hình logic thuận tiện sử dụng một cơ sở dữ liệu duy nhất, các thư viện khối mặc định hoặc do người sử dụng thiết lập, các tập lệnh, sơ đồ LAD, các khối chức năng. ES có những khả năng thiết lập cấu hình cho PLC và lập các nhiệm vụ điều khiển rời rạc giống như phần mềm lập trình Step7 và được bổ sung ngôn ngữ điều khiển có cấu trúc SCL (Structed Control Language), Cách thể hiện theo đối tượng công nghệ (Process Object Views), Sơ đồ chức năng liên lục CFC (Continous Function Chart), Sơ đồ chức năng theo trình tự - SFC (Sequential Function Chart), Ma trận an toàn (Safety Matrics), và cách phân cấp cấu trúc của nhà máy tương thích chuẩn ISA-88.

Trạm thiết kế ES tạo điểm truy cập chung (access point) cho công cụ cài đặt cấu hình cho thiết bị hiện trường PDM (Process Device Management) của Siemens. Tùy từng trường hợp, ES cho phép các cách hiển thị hệ thống điều khiển theo yêu cầu, dựa trên chức năng và phạm vi trách nhiệm cụ thể.

ES có chức năng thiết kế ban đầu cho thư viện điều khiển tự động hoá quá trình, tạo ra “các bộ mẫu” điều khiển có thể tái sử dụng, do đó tiết kiệm thời gian và chi phí chờicong tác thiết kế sơ bộ FEED (Front-End Engineering Design) và các chi phí khác trong tổng chi phí hoạt động.

Phương thức hiển thị Component View của ES cho phép thiết lập cấu hình phần cứng và là cách hiển thị đặc trưng dùng cho nhân viên bảo trì và kỹ thuật . Việc thiết lập cấu hình được thực hiện thông qua các khối chức năng chuẩn hoặc trên SFC. Người sử dụng cũng có thể tự thiết lập các khối chức năng theo yêu cầu. Cách hiển thị Plant View trên ES cung cấp một cách nhìn lôgíc về cấu trúc của nhà máy theo khu vực công nghệ (Process Area), phân xưởng (Unit), và thiết bị (Component).

Phương thức hiển thị Process Object (đối tượng công nghệ) trong ES là phương thức căn bản của ES với một cổng vào duy nhất. Nó cung cấp giao diện đối tượng đồ hoạ mô đun hoá cho quá trình thực hiện thiết kế và cung cấp tầm nhìn định hướng theo thiết bị phục vụ việc cài đặt cấu hình hệ thống. Các đối tượng công nghệ (Process Object) thể hiện cho các thiết bị như bơm, động cơ, thiết bị hiện trường thông qua việc cung cấp khả năng truy cập tới thông tin đặc thù của thiết bị như việc gán các I/O, phần cứng điều khiển, thể hiện giao diện, lưu trữ, các tham số của các khối chức năng (Function Block), thứ tự ưu tiên của các cảnh báo và các cảnh báo.

Trạm thiết kế ES giảm chi phí thiết kế và thời gian khởi động nhờ việc tái sử dụng các dữ liệu từ cấu hình chiến lược điều khiển một cách tự động trong quá trình tạo môi trường giao diện HMI. Khả năng giám sát và thao tác trực tiếp với SFC của người vận hành được tự động thiết lập cho cả ứng dụng điều khiển sản xuất liên tục và ứng dụng điều khiển sản xuất mẻ. Hiển thị đồ họa của các mẫu giao diện (faceplate) cũng được tạo ra một cách tự động từ chiến lược điều khiển. Người dùng có thể tự động tạo ra các chi tiết đồ họa công nghệ từ cấu hình bộ điều khiển. Việc hiển thị được tự động tạo ra với các biểu tượng đã được liên kết trước. Các công cụ quản lý cấu hình trên ES bao gồm công cụ quản lý thay đổi tập trung dùng cho việc sửa đổi SFC và giám sát sửa đổi cấu hình. Đặc tính an ninh trong trạm thiết kế có thể liên kết với hệ thống an ninh Windows để giám sát truy cập hệ thống.

Trạm thiết kế cũng cho phép thực hiện thiết kế đồng thời, cho phép nhóm thiết kế có thể làm việc song song trên cùng một kế hoạch điều khiển từ những vị trí địa lý phân tán khác nhau. Khả năng này cho phép thực hiện việc phân tán các nhiệm vụ thiết kế và thực hiện thiết kế nhiều dự án đồng thời. Và quan trọng hơn chính là việc chia sẻ các kinh nghiệm thiết kế trong nhóm một cách linh động.

OS cung cấp giao diện HMI đồng nhất

Môi trường giao diện HMI chung cho hệ SIMATIC PCS 7 là Trạm vận hành (OS) dựa trên giao diện chuẩn HMI WinCC của Siemens, nhưng được bổ sung nhiều tính năng cho phù hợp với các ứng dụng tự động quá trình và phân biệt với giao diện HMI WinCC độc lập. Trạm vận hành đưa ra nhiều phương thức hiển thị chế độ vận hành và thể hiện các đặc trưng của cơ sở dữ liệu lịch sử trên nền SQL - Server.

Khả năng nén dữ liệu lưu trữ trên OS cho phép thực hiện những thay đổi và nâng cấp trực tuyến, phù hợp với mô hình CPAS của ARC. Trạm vận hành OS cũng được thiết kế để giảm thời gian đáp ứng của người vạn hành khi có trường hợp bất thường. Trạng thái cảnh bảo được thể hiện tại mọi thời điểm, và các cảnh báo và thông báo được phân cấp tự động theo các khu vực công nghệ. OS cũng cho phép lọc cảnh báo và phân cấp ưu tiên thông qua các loại cảnh báo và cấp độ ưu tiên. Người sử dụng có thể tạo ra 16 loại cảnh báo.

Tài liệu do Siemens cung cấp.

(Còn tiếp)