十二 11
西门子工业解决方案和服务集团为巴基斯坦舍库普拉柴油发电站装备自动化和电力供应系统。该合同总价值数百万欧元，由德国奥格斯堡MANDieselSE公司授予。该柴油发电站可生产225MW电力，预定在2009年3月投入运行。 Continue reading »
十 23
近几年，由于低压电器市场容量不断扩大，重复建设严重，低压电器制造业面临着供大于求的严峻形势。由于电力、石化、建筑等产业的大发展，给低压电器制造业的大发展提供了很好的机遇，但是企业数量增加太多，再加上国外一些电器公司面对着中国这个巨大的市场也一涌而上，更加剧了竞争的激烈程度。国内低压电器的市场容量与电力事业的发展是紧密相连的。据测算2001~2005年全国发电量增幅在4%左右，2006~2010年在4.5%左右；未来10年内电力弹性系数平均为0.6左右。这样，2001~2005年全国每年需增发电量660~770亿kW·h，按照1997年全国电力机组平均每年运行比较合理的时间13.1h计算，2001~2010年每年平均新增装机容量为21GW左右。
按照经验配套比计算，每年需要低压框架式断路器约48万台，塑壳式断路器462万台，其他各类低压电器产品的需要量也是很可观的。
我国低压电器产品出口东南亚国家的数量比较大，由于国家对机电产品出口的重视、扶持及鼓励，东南亚金融危机的好转都有利于低压电器的出口。总之，可以预见我国低压电器市场容量会稳步增长，前景是乐观的。
根据国家政策走向，在今后一段时期内低压电器产品结构还要进一步调整。工艺落后、体积大、能耗高又污染环境的产品将被淘汰，智能化、机电一体化的产品市场将会不断扩大。
五 23
首先必须在画面中插入报警控件，可以用以下两种方式来确认信息：
可以用如下的函数来确认单条信息：
4版本和低于此版本的WinCC:BOOL OnBtnSinglAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName)
5版本和高于此版本的WinCC:BOOL AXC_OnBtnSinglAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName)
可以用如下的函数确认报警窗口所有可见的报警：
4版本和低于此版本的WinCC:BOOL OnBtnVisibleAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName)
5版本和高于此版本的WinCC:BOOL AXC_OnBtnVisibleAckn(char*lpszPictureName,char*lpszObje
如何实现从WinCC运行画面跳转至WinCC控制中心？
最好的方式是在WinCC运行画面上做一个按钮，该按钮应该置为密码保护，在该按钮上设置C-action。
低于WinCC V5.0：
#pragma code("user32.dll")
Bool SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code()
HWND handle;
Handle=FindWindow("MCPFrameWndClass",NULL);
If(!SetForegroundWindow(handle))printf("\r\n SetForeground fails");
5.0版本和高于此版本的WinCC：
#pragma code("user32.dll")
Bool SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code()
HWND handle;
Handle=FindWindow("WinCCExplorerFrameWndClass",NULL);
If(!SetForegroundWindow(handle)) printf("\r\n SetForeground fails");
如何在WinCC中读取计算机系统时间？
可以编写如下的C-action：
#pragma code("kernel32.dll");
Void GetLocalTimes(SYSTEMTIME* lpst);
#pragma code();
SYSTEMTIME time;
GetLocalTime(&time);
SetTagWord("Varname",time.wYear );
SetTagWord("Varname",time.wMonth );
SetTagWord("Varname",time.wDayOfWeek );
SetTagWord("Varname",time.wDay );
SetTagWord("Varname",time.wHour );
SetTagWord("Varname",time.wMinute );
SetTagWord("Varname",time.wSecond );
SetTagWord("Varname",time.wMilliseconds );
如何经由Windows对话框设置日期和时间？
可以将修改日期、时间的Windows对话框调出来，调用程序如下：
#include "apdefap.h"
void onClick(char*lpszPictureName,char*lpszObjectName,
char* lpszPropertyName)
{ ProgramExecute("C:\\WIN95\\control.exe timedate.cpl"); }
注意：您在使用此程序时，需根据您的Control Panel安装的具体路径来填写。
如何在WinCC里用C语言调用SQL语言？
1、创建一个SQL文件。
此文件在ISQL中创建，文件内容是所希望执行的SQL语句。
2、在WinCC的C Script中编写程序调用此SQL文件，如以下程序所示：
#include "apdefap.h"
void OnLButtonDown(char* lpszPictureName,
char* lpszObjectName,
char* lpszPropertyName,
UINT nFlags, int x, int y)
{
char*a="C:\\SIEMENS\\Common\\SQLANY\\ISQL-q-b-c
UID=DBA;PWD=SQL;DBF=E:\\testsql\\testsqlRT.DB;
DBN=CC_testsql_99-12-03_12:48:26R;READ
E:\\testsql\\test.sql";
printf("%s\r\n",a);
ProgramExecute(a);
}
下面是一个简单的SQL文件内容：
select * from pde#hd#t#test;
output to E:\\test2.txt FORMAT ascii
注意:文件名及路径中不要带空格。
如何整点启动归档？
在"Global Script"下的Project functions编写函数：cyclicarchive
BOOL cyclicarchive()
{
#pragma code ("kernel32.dll");
void GetLocalTime (SYSTEMTIME* lpst);
#pragma code();
SYSTEMTIME time;
Int t1;
GetLocalTime(&time);
t1=time.wMinute;
if(t1==00)
{
SetTagBit("startarchive",1);
return(BOOL)(GetTagBit("startarchive"));
}
}
在Tagloging中的"Properties of process tag"中的"Archive Tag"tab下的Archiving type选择Cycle-selective，在"Event"标签下的"Start Event"内选择cyclicarchive函数。
如何在按键组合被禁用的情况下，从WinCC运行环境进入WinCC Control Center？
最好是做一个按钮，该按钮需要用用户权限保护，在该钮中编写如下C-action：
低于WinCC 5.0版本：
#pragma code ("user32.dll");
BOOL SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code();
HWND handle;
handle=FindWindow("MCPFrameWndClass",NULL);
If (!SetForegroundWindow(handle))
Printf ("\r\n SetForeground fails");
WinCC 5.0版本以及更高的版本：
#pragma code("user32.dll");
BOOL SetForegroundWindow(HWND);
#pragma code();
HWND handle;
handle=FindWindow("WinCCExplorerFrameWndClass",NULL);
If (!SetForegroundWindow(handle))
Printf ("\r\n SetForeground fails");
怎样对一个WinCC的项目进行转换?
当对一个V4.X版本的WinCC项目升级到5.X时，V4.X下的项目必须进行版本转换。若使用"交叉索引"编辑器时,必须保证项目已进行了正确无误的转换。
项目转换分下列几步依次完成:
在WinCC资源管理器中,选中图形编辑器,击鼠标右健。
1.全局库的转换
在弹出下拉菜单中选中"转换全局库"条目,系统会自动对全局库进行转换, 转换结束后退出。
2.项目库的转换
在弹出下拉菜单中选中"转换项目库"条目,确认后系统自动对库进行转换。
3.图形画面转换
在弹出下拉菜单中选中"转换画面"条目,在弹出画面按"确认"后,系统自动进行所有画面的转换。
注意：包含有"未定义对象"的画面,如在PC机上未装相应对象服务器的,决不要转换, 否则画面会被损坏。
4.基本数据转换
分屏向导：在WinCC资源管理器中，打开分屏向导(在基本数据项下)的弹出式菜单，并选择"打开"条目。
报警记录向导：在WinCC资源管理器中，打开报警记录向导的弹出式菜单（在基本数据项下），并选择"打开"条目。
我用WinCC Web Navigator时，为什么总是提示错误信息"The maximum permissible number of user is connected to the WinCC-Server"?
您使用WinCCV5/SP1和Web NavigatorV1.0时，您看到以上错误信息，错误原因是：
实际用户数目超过授权数量限制。
措施：升级WebNavigator，使其能支持更多的客户端。
缺少授权，WinCC会提示您所缺少的授权。
措施：添加所缺的授权。
未将"WebNavigatorRT.exe"加在WinCC启动列表中。
措施：将此文件加入WinCC的启动列表中。
#pragma 预处理指令详解
在所有的预处理指令中，#Pragma 指令可能是最复杂的了，它的作用是设定编译器的状态或者是指示编译器完成一些特定的动作。#pragma指令对每个编译器给出了一个方法,在保持与C和C++语言完全兼容的情况下,给出主机或操作系统专有的特征。依据定义,编译指示是机器或操作系统专有的,且对于每个编译器都是不同的。
其格式一般为: #Pragma Para
其中Para 为参数，下面来看一些常用的参数。
(1)message 参数。 Message 参数是我最喜欢的一个参数，它能够在编译信息输出窗
口中输出相应的信息，这对于源代码信息的控制是非常重要的。其使用方法为：
#Pragma message(“消息文本”)
当编译器遇到这条指令时就在编译输出窗口中将消息文本打印出来。
当我们在程序中定义了许多宏来控制源代码版本的时候，我们自己有可能都会忘记有没有正确的设置这些宏，此时我们可以用这条指令在编译的时候就进行检查。假设我们希望判断自己有没有在源代码的什么地方定义了_X86这个宏可以用下面的方法
#ifdef _X86
#Pragma message(“_X86 macro activated!”)
#endif
当我们定义了_X86这个宏以后，应用程序在编译时就会在编译输出窗口里显示“_
X86 macro activated!”。我们就不会因为不记得自己定义的一些特定的宏而抓耳挠腮了
。
(2)另一个使用得比较多的pragma参数是code_seg。格式如：
#pragma code_seg( ["section-name"[,"section-class"] ] )
它能够设置程序中函数代码存放的代码段，当我们开发驱动程序的时候就会使用到它。
(3)#pragma once (比较常用）
只要在头文件的最开始加入这条指令就能够保证头文件被编译一次，这条指令实际上在VC6中就已经有了，但是考虑到兼容性并没有太多的使用它。
(4)#pragma hdrstop表示预编译头文件到此为止，后面的头文件不进行预编译。BCB可以预编译头文件以加快链接的速度，但如果所有头文件都进行预编译又可能占太多磁盘空间，所以使用这个选项排除一些头文件。
有时单元之间有依赖关系，比如单元A依赖单元B，所以单元B要先于单元A编译。你可以用#pragma startup指定编译优先级，如果使用了#pragma package(smart_init) ，BCB就会根据优先级的大小先后编译。
(5)#pragma resource "*.dfm"表示把*.dfm文件中的资源加入工程。*.dfm中包括窗体
外观的定义。
(6)#pragma warning( disable : 4507 34; once : 4385; error : 164 )
等价于：
#pragma warning(disable:4507 34) // 不显示4507和34号警告信息
#pragma warning(once:4385) // 4385号警告信息仅报告一次
#pragma warning(error:164) // 把164号警告信息作为一个错误。
同时这个pragma warning 也支持如下格式：
#pragma warning( push [ ,n ] )
#pragma warning( pop )
这里n代表一个警告等级(1—4)。
#pragma warning( push )保存所有警告信息的现有的警告状态。
#pragma warning( push, n)保存所有警告信息的现有的警告状态，并且把全局警告
等级设定为n。
#pragma warning( pop )向栈中弹出最后一个警告信息，在入栈和出栈之间所作的
一切改动取消。例如：
#pragma warning( push )
#pragma warning( disable : 4705 )
#pragma warning( disable : 4706 )
#pragma warning( disable : 4707 )
//…….
#pragma warning( pop )
在这段代码的最后，重新保存所有的警告信息(包括4705，4706和4707)。
（7）pragma comment(…)
该指令将一个注释记录放入一个对象文件或可执行文件中。
常用的lib关键字，可以帮我们连入一个库文件。
每个编译程序可以用#pragma指令激活或终止该编译程序支持的一些编译功能。例如，对循环优化功能：
#pragma loop_opt(on) // 激活
#pragma loop_opt(off) // 终止
有时，程序中会有些函数会使编译器发出你熟知而想忽略的警告，如“Parameter xxx is never used in function xxx”，可以这样：
#pragma warn —100 // Turn off the warning message for warning #100
int insert_record(REC *r)
{ /* function body */ }
#pragma warn +100 // Turn the warning message for warning #100 back on
函数会产生一条有唯一特征码100的警告信息，如此可暂时终止该警告。
每个编译器对#pragma的实现不同，在一个编译器中有效在别的编译器中几乎无效。可从编译器的文档中查看。
五 21
前言
安装在制造或过程区域的现场设备与控制室内的自控装置之间的数字式、串行和多点通信的数据总线称为现场总线。由于现场总线技术的出现，推动了现场智能设备和智能仪表的发展，促进了传统DCS系统和PLC系统的融合，并推动了FCS（以现场设备为基础形成的网络集成式全分布控制系统）的出现、发展和广泛应用。
自现场总线概念提出以来，全球各大知名自控和仪表公司开发了数十种现场总线，目前在全球范围内被广泛认可的现场总线系统包括：PROFIBUS、FF、ControlNet、PROFINET、P-NET等十大总线系统。
随着电力改革的深入，实行厂网分开、竞价上网的政策，各电厂为降低运行成本、减少设备检修维护成本、缩短维护周期，实行状态检修，就需要对设备状态进行监视，并将各工艺段自动化系统整和在一起。现场总线系统的出现，彻底解决了自动化孤岛问题，使电厂基于设备状态的检修成为可能。
PROFIBUS现场总线系统介绍
PROFIBUS是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准。
PROFIBUS现场总线通讯协议包括三个主要部分：
· PROFIBUS DP：主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信。
· PROFIBUS PA：电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。
· PROFIBUS FMS：定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。
1.采用PROFIBUS现场总线的自动化系统结构
从图中可以看出，采用PROFIBUS现场总线的控制系统可以分成现场控制层、监控层和企业管理层三层。
2.现场控制层
现场控制层由现场智能设备、现场智能仪表、远程I/O和网络设备构成。现场控制涉及PROFIBUS协议PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA两个部分。
PROFIBUS-DP是高速网络，通讯速率达到12M。PROFIBUS-DP可以连接远程I/O、执行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备，一条PROFIBUS-DP总线可以最多连接123个从站设备。PROFIBUS-DP的拓扑结构可以是总线型、星型和树型，通讯介质可以是屏蔽双绞线、光纤，也支持红外传输，采用双绞线时，不加中继器最远通讯距离可达1.2公里，最多可以采用9个中继器，最远通讯距离可达9公里。采用光纤时，最远通讯距离可达100公里以上，其中采用多膜光纤，两点间最远距离可达3公里，采用单膜光纤时，两点间最远距离可达3公里。
PROFIBUS-PA是低速现场级网络，通讯速率为31.25kb/s，支持点对点连接、总线型、混合型、树型拓扑结构。PROFIBUS-PA主要用于连接现场智能仪表，如压力、温度、液位、流量等变送器及其执行机构等。可以采用屏蔽双绞线电缆，也可采用非屏蔽双绞线电缆，可通过总线供电。
3.监控层
监控层由高速工业以太网以及连接在总线上的担任监控作务的工作站或显示操作站、工程师站、PLC/DCS控制器组成。随着网络技术的不断发展，工业以太网的通讯速率也在不断提高，目前工业级的千兆以太网已经在工业自动化领域大量应用。
4.企业管理层
企业管理层由各种服务器和客户机组成，主要由SIS、MIS和ERP系统构成。其主要目的是在分布式网络环境下，将电厂各工艺段（例如DCS系统、辅机程控系统等）的数据和信息（如过程数据、报警信息和设备状态等）进行汇总，从而集成企业的各种信息，实现与Internet的连接，完成管理、决策和商务应用的各种功能。通过管理层，公司和集团领导可以实时监控现场设备，并通过授权还可以对各系统进行组态。
PROFIBUS现场总线系统的优点
1.开放性
PROFIBUS是一个完全开放的、与制造商无关的、无知识产权保护的现场总线标准，全球有超过250家公司可以生产超过2000种支持PROFIBUS的系统和设备。PROFIBUS的开放性保证了不同制造厂商的产品的互连，例如西门子公司的DCS或PLC可以通过PROFIBUS连接第三方的远程I/O、智能设备和仪表，这些连接只需要产品制造商提供相应的GSD文件或EDD文件，然后进行简单组态即可实现。目前国际知名的自动化系统制造商如：SIEMENS、ABB、EMERSON等和知名的仪表制造商如：SIEMENS、EMERSON等都可以提供丰富的支持PROFIBUS的产品。在电力行业知名的DCS制造商如：SIEMENS、ABB、EMERSON、FOXBORO等都支持PROFIBUS现场总线，知名的PLC品牌如：SIEMENS、MODICON、AB也都可以支持PROFIBUS总线。
2.可靠性
PROFIBUS现场总线大安装运行节点数超过500万个，大大高于其他现场总线系统。PROFIBUS是IEC61158的重要组成部分，并于2001年成为中国的行业标准JB/T 10308.3-2001。PROFIBUS的可靠性表现在以下几个方面：
· PROFIBUS总线上的数据传输是完全基于数字信号实现的，这样可以大幅提高信号传输过程中的抗干扰能力。
· 采用PROFIBUS总线直接连接现场智能设备，可以减少大量接线点，减少了由于接线不牢或接线不规范引起的故障。
· PROFIBUS连接智能设备，减少了A/D转换的环节，提高了自动化系统的采集精度，为精确控制提供保障。
· PROFIBUS上各设备的连接非常简单，并可以通过专用剥线工具和PROFIBUS接头，减少接线风险；同时PROFIBUS接头可以保证总线上任何一个节点故障不影响系统通讯。
· 支持冗余总线系统，提高系统可靠性。
3.灵活扩展
采用PROFIBUS总线结构的控制系统，扩展非常方便灵活，主要表现在以下几个方面：
（1）拓扑结构灵活，可以支持总线型、星型、树型、冗余环型等多种拓扑结构。
（2）支持光纤和双绞线作为通讯介质，采用多模光纤时，两个光电模块间的距离可达3KM，采用单模光纤时，两个光电模块间的距离可达26KM；采用双绞线不加中继的最远通讯距离可打1KM，采用中继时最远可达9KM。
（3）一条PROFIBUS-DP总线最多可以连接123个DP从站，所有满足PROFIBUS-DP通讯规约的设备都可以连接到系统中。目前全球有超过1200家公司可以生产超过2000种支持PROFIBUS的产品，因此具有很强的开放性和可扩展性。
（4）提供多种接口设备，用于将冗余DP总线转换成单DP总线和将冗余DP总线转换成PA总线，可以将DP总线转换成Asi总线等，非常便于扩展。
（5）PROFIBUS同时可以支持PROFISAFE协议，一条总线上既可以传输标准数字信号，也可以同时传输故障安全的信号。
（6）提供可用于危险领域的接口模块，可以支持在危险区域的应用。
4.实时性
采用PROFIBUS总线的系统具有很高的实时性，这是由PROFIBUS总线系统的数据传输速率高所决定的。PROFIBUS-DP总线的传输速率可达12M，是目前通讯速率最高的现场总线。
计算PROFIBUS-DP总线的响应时间可以按下面的计算公式进行计算：
t Cycle_DP = (317 x (nSlaves) + 11 x (nBytes) ) x Tbit
317是一个常数，表示一个DP从站建立通讯连接所需的数据位；
第一个N表示整个PROFIBUS-DP总线上的从站数量；
第二个N表示整个PROFIBUS-DP总线上传输的数据总数，单位为字节。
如果总线系统中还有PA总线，则PA总线的响应时间为：
t Cycle_PA-channel = (317 x (nSlaves) + 8 x (nBytes) ) x Tbit
整个PROFIBUS-DP系统的响应时间为：
t Cycle = t Cycle_PA-channel + t Cycle_DP + t Acylic
从上面的公式可以看到，一个典型的通过PA总线连接的智能仪表的响应时间为10ms，一个典型的通过PA总线连接的执行机构的响应时间为15ms。
一个PROFIBUS-DP从站的响应时间<0.3ms。
因此可以确定PROFIBUS总线系统是一个实时的系统。
PROFIBUS现场总线系统应用设计
在进行PROFIBUS网络设计需考虑如下问题：
· 需要什么样的网络功能
是否用于过程自动化
是否需要安全协议
是否通过总线连接驱动设备
等…
· 是采用4-20 mA, 4-20mA/HART® 还是采用数字设备
通过PA还是通过DP连接
用于安全领域还是危险区域
现场需要多长的电缆，长度限制是多少
· 需要哪些过程数据（是否需要设备状态信息）
需要什么样的DP主站接口，接口有什么样的限制
DP从站有什么样的限制
要求的网络响应时间是多少
DP响应时间
PA响应时间
当用户的要求清楚之后，我们就可以根据用户的需求设计一套适用的解决方案。以一个新建电厂的补给水程控系统为例来简单说明。
我们知道补给水系统由预处理系统、化学除盐系统和酸碱系统构成，主要工艺设备包括阴床、阳床、混床、酸碱箱、风机、水泵等，主要测量仪表包括压力变送器、差压变送器、液位计、流量计、温度、酸度计、碱度计、硅表、钠表、浊度计等；另外还有大量的气动隔膜阀、电机等。对于这样的系统，我们可以采用PROFIBUS总线来完成监控任务。
对于这样的系统，我们可以采用远程I/O加智能DP/PA仪表的方式来实现，我们采用IP65/67防护等级的ET200X远程I/O来采集阴床、阳床、混床、酸碱箱等设备的参数，IP65/67防护等级的ET200X直接安装在现场，同时ET200X提供模块化的阀岛模块和马达模块，可以集中监控气动革膜阀和小型电机（<5.5KW）。其他的电机可以通过SIMOCODE连接到PROFIBUS-DP。所有的仪表（温度传感器除外）都通过DP或PA总线连接到系统中。如下图所示：
我们可以看到采用PROFIBUS-DP的补给水系统结构非常简洁，但可以带来很多好处：
· 设备状态信息监视；
· 基于设备状态的检修；
· 仪表控制室集中校验；
· 采用智能马达控制器，简化电控柜接线，并可监控电机启停次数；
· 节省大量电缆；
· 真正分布式控制；
· 采用阀岛模块可以实现气动革膜阀的集中控制，节约压缩空气；
· 缩短安装周期，提前投入运行；
· 等。
应用现状及发展前景
PROFIBUS-DP是由国际知名的自动化公司，如：SIEMENS、ABB等公司研发的，完全是为了满足工业自动化领域的应用的现场总线系统，并且在各行业特别是冶金、石化、市政、等行业都有很多应用。
电力行业是一个自动化程度非常高的行业，如主机DCS系统、脱硫DCS系统以及主要辅机程控系统，这些系统都存在可靠性要求高、监控设备和对象多而复杂、实时性要求高等特点。特别是主机DCS系统，涉及数百台压力和差压变送器，数百台电动或启动执行机构，数百个温度测点，系统要进行复杂的闭环控制、串级控制、三冲量控制、比率控制，要进行设备连锁控制，要进行复杂的锅炉燃烧管理、机炉协调控制。所有这些都需要有高可靠性的控制系统来保证整个生产过程的安全、稳定、可靠运行。
随着现场总线技术的出现和日臻成熟和电厂信息化要求的提高，基于现场总线的控制系统将为电力行业自动化系统提供更好的选择。
目前制约基于现场总线的控制系统在电厂应用主要问题，我认为主要包括以下几个方面：
· 支持现场总线的智能设备造成初期投资的提高；
· 有些设备和仪表不带总线接口；
· 哪些设备、仪表信息可以传送；
· 系统结构如何变化，如何构筑一个基于现场总线的控制系统；
· 通讯是否可靠；
· 设备选型的局限性；
· 等。
对于用户的这些疑问，我们实际上在前面已经多有论述，下面针对上海某化工厂CO回收装置自控系统投资情况进行一下比较分析。
从上表可以看出，造成硬件成本升高的主要因素是自动化系统设备成本提高约10%，PA仪表成本升高约10%。但是可以大幅减少电缆桥架、控制电缆等附件的费用，同时可以大幅降低安装施工和自控系统的安装调试费用，缩短工期。
对于新建电厂，我认为选用带总线接口的仪表、执行机构、变频器、智能马达控制器、阀门定位器等的条件已经成熟，因为很多知名的仪表、设备制造商如：SIEMENS、ABB、EMERSON等都可以提供多种可供选择的成熟的带总线接口的系统和设备，而且价格也越来越与常规智能设备接近。而且基于HART协议连接变送器的结构已经在很多电厂获得应用，在集中校验、提高采集精度等方面取得用户的好评。而现场总线是比HART协议更全面的总线，因此具有更好的应用前景。在新建电厂的DCS、FGD DCS和辅机程控系统都可以采用现场总线系统，并且已经有很多非常成功的应用。
对于老电厂的改造系统，由于大量采用非智能仪表和执行机构，全面更换、更新可能性很小，对于这样的系统，PROFIBUS也可以提供很好的解决方案。可以采用远程I/O的方式，通过常规I/O模块采集非智能仪表的信号，然后通过PROFIBUS-DP总线连接到中央控制器。仪表和执行机构可以按设备生命周期逐批更换。
部分应用实例
PROFIBUS在电力行业最典型的应用是德国尼德豪森电厂2X950MW机组的DCS系统。德国尼德豪森电厂隶属于德国RWE电力公司，该电厂K机组采用了热电联产方式，总出力达到1012MW，由于采用了过程优化技术，整个机组的效率达到了45%。K机组为超超临界机组，主汽温度为580℃，主汽压力达到27MPA。整个机组的DCS系统中由于采用了PROFIBUS现场总线技术，实现了现场设备智能化，设备状态和状态信息都能通过总线传输到DCS系统中，是目前全球范围智能化程度最高，采用总线技术最全面，装机容量最大的机组。
除了DCS系统之外，西门子公司还提供了汽机的DEH系统、智能仪表、执行机构、SIS、MIS、马达保护装置等系统和设备，并承担了控制室的设计任务。
DCS系统包括2700个模拟量输入、模拟量计算点845个、模拟量输出点3个、流量计输入点63个、开关量输入3798个、开关量输出67个，这些信号中采用常规信号的，通过ET200远程I/O进行采集并通过PROFIBUS-DP与DPU相连；采用HART协议的仪表通过HART协议与远程I/O ET200通讯。整个系统包括721台马达、670个电磁阀、957个阀门定位器、698台电动执行机构和350个现场控制器，这些智能设备均通过PROFIBUS-DP与DPU相连。
整个系统于2002年12月投入商业运行，整个系统只需配备一个操作员，大大提高了电厂的自动化水平。
除了尼德豪森电厂外，还有德国曼海姆电厂DCS系统采用PROFIBUS总线，柏林北部电厂DCS系统采用PROFIBUS总线，慕尼黑电厂DCS系统采用PROFIBUS总线，礼克林豪森电厂DCS系统采用PROFIBUS总线等很多国外电厂的DCS系统都采用了PROFIBUS总线结构。
在国内电力系统中也有很多应用，如江苏夏港电厂DCS系统采用PROFIBUS总线，韩峰电厂DCS系统采用PROFIBUS总线，山东莱程电厂DCS系统以及华能玉环电厂主厂房外补给水系统均采用了PROFIBUS-DP总线结构。
因此，可以毫不夸张地说，采用PROFIBUS现场总线的新一代过程控制系统必将成为保证电厂安全可靠运行的生力军。
五 19
LOGO!是可编程序控制器(PC)的新一代超小型控制器，亦称可编程通用逻辑控制模 块，与以往的PC相比具有以下优点：
(1)编程操作简单。不管哪家公司的PC，都必须使用编程工具(如编程器或计算机加编程软件)，而LOGO!编程可在本机上直接操作。
(2)编程语言简单。对 PC编程，必须学习编程语言(梯形图和语句表)，还要了解PC的内部地址分配，而LOGO!编程是将需要实现的功能所对应的功能块连接起来，就像用时间继电器、中间继电器通过导线连接一样简单和方便。
(3)输出电流大。PC输出端所能承受电流一般为2A(继电器输出，阻性负载)，而L0GO!输出端可以承受电流达10A(继电器输出，阻性负载)。
(4)自带显示面板、参数设置方便。 PC自身不带面板，如要显示或修改内部参数就必须增加额外的显示面板，甚至还要对面板进行编程和组态，而LOGO!不需要增加任何辅助设备，可直接在自带面板上设置、更改和显示参数。
(5)具有通信功能。带AS—I总线功能的 LOGO!可作为远程I／O(输入／输出)使用。
(6)价格低廉。与同点数的小型PC相比，LOGO!具有更低的价格和更高的性价比。
(7)面向大众、方便用户。
LOGO!不需要专门编程训练，只要懂得一些电知识就行；工厂的电工十分容易掌握它的使用。LOGO!主要控制功能有：开关量输入和输出；友好操作界面和显示面板；由6种基本功能块和11种特殊功能块来实现各种控制任务。
五 14
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作为目前国内控制市场上的主流控制器，PLC市场的国内参与者需要尴尬地面对这样一个局面，即在高达31亿（预计2004年的市场总量）的PLC市场总需求中，国产PLC不到整个市场份额1％。
市场研究显示，在按照I/O数量划分的市场总量中，小型PLC的市场巨大，占据市场总额的64％，而国产PLC的市场贡献恰恰就在小型PLC的市场中。这得益于小型PLC的市场成熟，使其得到了广泛应用，培养了大批小型PLC的从业人员，也因为小型PLC的进入门槛相对较低。
在PLC发展初期，CPU的采购规模直接制约了PLC的生产成本，许多国际跨国公司甚至采用的是自己专用的CPU，因此，PLC一度被一些国际跨国公司垄断生产。进入21世纪，由于CPU的成本不断下降，PLC生产的硬件门槛正在降低，同时国内软件技术水平大幅度提高，具备了小型系统软件的开发能力。这种变化趋势尤其加快了小型PLC的国产化进程，由于小型PLC多作为独立控制器运行，对通信能力要求不高，其技术设计的核心集中在开发解释梯形图语言的程序。
目前，国内PLC生产厂家有近30余家，并有迹象显示，更多的来自于原PLC应用的技术人员准备加入到小型PLC开发的行列，有的甚至已经进入试生产阶段。但在目前已经上市的众多PLC产品中，还没有形成规模化的生产和名牌产品，甚至还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产。
单从技术角度来看，国内外的小型PLC差距正在缩小。如无锡信捷、兰州全志等公司生产的微型PLC已经比较成熟，其可靠性在许多低端应用中得到了验证；有些国产PLC（如和利时）已经拥有符合IEC标准的编程软件、布尔指令执行速度优于0.5μs/步、支持了现场总线技术如profibus等。可以说，PLC开发技术上的瓶颈随着技术标准的开放正在不断消除。但技术的产品化和产品的市场化却是众多国产PLC厂商面临的最大问题，面对国际厂商数十年的规模化生产和市场管理经验，国内厂商更多地只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段，离真正量产、市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。与此同时，国产PLC的低价优势也正在受到新的挑战。据悉，在中国PLC市场中高居榜首的西门子即将在中国投产其S7-200，这势必降低其生产成本，从而改变其一贯的高价形象而直接压制日系PLC，进而威胁到国产PLC的价格优势。规模小，成本高，利润缩水，后续开发也就可能跟不上；无市场管理经验，推广不到位，渠道不畅通，品牌建设难。这是国产PLC面临的窘境。
调查显示，用户在是否选用国产品牌时最关注的是产品的可靠性、生产厂家的技术实力以及应用业绩，除此以外，用户选型的心理障碍还有国产品牌形象低、推广不够、售后服务不到位等。
另一方面，出于成本的考虑和支持国货的民族愿望，绝大多数用户非常关注国产PLC的发展，对国产PLC抱有良好的期望。而且，用户对于国内厂家可能提供的特殊功能定制服务倍感兴趣。比如，在许多SCADA系统中，如水源井、油田、煤气管道等应用，数据采集点一般比较分散，每个采集点的I/O数量不是很多，实时性要求不高，其控制方案的成本控制却较严。如果采用PLC＋MODEM当然可以胜任，但安控科技开发的RTU由于集成了通信功能则显示出了其价格优势。就功能和架构而言，RTU实际上就是一种为远程数据采集而定制的PLC。安控科技RTU在油田SCADA中的广泛应用，无疑为国产小型PLC的发展提供了成功案例。
中国的PLC市场需求将持续增长，其增长幅度在未来三年内将维持在10％以上，小型PLC产品仍将是市场主流并保持60％以上的市场份额，因此，对中小型生产商来说，市场机会仍然很多。小型PLC主要用于设备控制（OEM），在纺织机械、塑料机械、数控机床、小型包装机械上运用广泛。调查显示，最终用户对小型PLC品牌的选择不是十分挑剔，但看重产品的稳定性，而更多的情况下OEM制造商在决定PLC的品牌选择。由此可见，对国产PLC而言，避开在通用产品上和国际知名品牌的正面冲突，集中优势力量深入行业，为行业应用打造专用产品也许是值得国产PLC借鉴的发展方向。同时，加强形象宣传和业绩的推广，不断给用户以信心，是国产PLC品牌化的必经之路。
五 06
干扰源分析：在上面简单的电路中可能会存在以下三种干扰源。
1、如图（一）中操作电源带有一个电感性负载（即许继中间继电器），当切断电感性负载时，在电感线圈上产生很高的感生电动势，一般在5～10倍电源电压，高达几千伏，我在试验中测得大于1千伏。该高电压使得断开接点击穿，产生火花或电弧，而火花或电弧是一个发射高频噪声的干扰源，该干扰直接串入电源中，形成串模干扰，该干扰是本线路中试验发现最明显的。
火花或电弧熄灭时间很短，又将产生感应电压，所以在不断地“通断”的瞬变过程中电源上串入了很大的高频干扰信号和浪涌电流。而自动装置内部的电子元件尤其IC片都是弱电工作元器件，该干扰信号和浪涌流对继电器造成逻辑紊乱，以致误动，实际上对继电器内部元器件也具有很大的伤害性。尤其是静态的继电器产品表现更为严重，对于同期继电器，内部回路复杂，电源（稳压管）负载较重，在此重负荷下受干扰就会显得影响很大。
对于这种干扰实际上最有效的办法是在电感负载上并接一个吸收回路即可，但是电感负载是多种不同设备，且有很多是在运行中的产品，这样就自然的把问题踢给了新产品（被试产品）。
在试验中本人启用了图（二）接线的抑制回路，作用是用以抑制高频干扰，试验效果明显。
2、直流电压纹波引起的工频干扰，该种干扰在一般的产品设计中都有措施抑制，在试验中很少发现这种干扰。对于这种干扰，在试验中采用了以下图三的电路，该电路具有消除低频干扰和高频干扰双重作用，但对于电容耐压要求较高。
3、线间串扰，该干扰是因信号线（电源、交流等）靠近和平行放置在一起而引起，虽在电压不高时显示不出来，但在受冲击电压时难免会引起干扰，这就是该干扰最难预测和最难控制的因素之一。这一点要求在布线方面注意干扰。
以上仅是一个简单的电路，旨在只说明干扰存在的普遍性，根据电力系统的运行环境和自动化装置发展的实际情况，现在很多产品在“静电放电干扰、快速瞬变干扰和辐射电磁场干扰”方面实际上都没有很好办法，有些产品对电磁干扰还非常敏感，拒动、误动、死机、改变定值等现象都有发生。因此，自动化装置抗电磁干扰能力的提高，仍然需各位专业人士艰苦努力。以下是根据我在多年的产品设计中，针对 “静电放电干扰、快速瞬变干扰和辐射电磁场干扰电磁干扰”采取的一些措施和方法，供大家参考，不当之处请批评指正。
一、抗静电放电干扰
静电放电干扰试验，主要是模拟人体带静电以后，操作自动化装置时，将产生静电放电现象，对保护装置造成影响和破坏，其防护措施简述如下：
1、面板上的开关、拨码开关、信号灯、按钮、液晶显示屏都有可能将静电放电干扰引入到装置内部，引起装置内部电路元器件的失效和损坏，所以没有必须的话，尽量少放，对于的必须的液晶显示屏等都应该认真的考虑硬件、软件方面的防护，在这方面应该注意两点：
（1）面板和器件都要可靠接地，使静电放电电流有一个良好的接地通道,因为对于脆弱的装置，静电放电过程中放电火花产生的高频辐射干扰，可能引起装置的混乱和误动。
（2）器件内部电路与金属外壳的电气间隙要足够大。使高压静电不至于由于间隙过小产生击穿现象，进入器件的内部电路。
2、装置采用整体式金属机壳、整体式金属面板，比插件式金属面板要好得多。
(1)因为机箱外壳整体面板，容易可靠接地，但采用了整体金属面板，还要设计专门的接地线，仅仅依靠金属面板的固定螺钉或面板与机箱的金属铰链实现接地,这样很不可靠，很容易在静电放电干扰过程中出问题，金属面板上要有专门的接地螺钉或其它措施通过专用接地线实现可靠接地。
(2)插件式面板、接地困难，常常只能够靠面板背面与机箱框架的接触实现接地连结，面板上喷漆的漆膜或铝型材的氧化膜都不导电，且很难清除。无法保证面板与金属机箱框架之间形成良好的电接触。
(3)如果通过插件印制板布排专门的面板接地线，往往是得不偿失，很可能把静电放电过程中产生的高电压大电流直接引入到印制板上一一形成“干扰地线”，使装置抗静电放电干扰的能力更加脆弱。同时该地线还有可能对一些导电回路的绝缘性能带来不利的影响o
3、对整体面板最好能实行整体面膜覆盖。对整体面板实行面膜覆盖，可将面板上的显示器、信号灯、按键等等都保护起采，只要面膜的强度足够高(一般的绝缘面膜都能满足要求)，当把静电高压施加到面膜上时，根本就没有放电现象发生，也就不会有静电放电干扰了。
二、快速瞬变干扰的防护
快速瞬变干扰脉冲的主要特点是幅值高，前沿陡，脉冲尖，重复率高。干扰脉冲的前沿特别陡，只有5个纳秒，半峰宽度只有50纳秒，其频谱分布非常宽，理论计算达70MHz(要用200MHz以上的示波器才能很好的观测)。且脉冲的幅值很高，国家标准规定3级为2KV，4级为4KV,对频谱这样宽幅值又很高的干扰进行抑制并非易事，现代的产品中不能满足快速瞬变干扰要求的最多，这也是不少产品开发人员头等的难题。由于快速瞬变脉冲的特点，其干扰传播方式虽以传导为主，但由于其频谱带宽所致利用分布电容也是其重要传播方式之一，还有一部分是通过空间辐射进行干扰，可见要求我们产品设计人员对装置进行全面考虑，整体防护。
1、元器件选用：元器件选择的要求、方法很多，就自动化装置而言，在满足功能要求的前提下，尽量保证以下几点：
（1）CPU最好选择自带队RAM、EPROM、E2PROM，不用扩展，使地址总线、数据数总线都不出芯片。
（2）CPU如不带 E2PROM，存放定值可选用I2C总线的E2PROM芯片
（3）A/D转换最好选用模数隔离的芯片，或用V／F转换后用光耦进行隔离
（4）CPU的 I／O口线都用要光电隔离器进行隔离
（5）CPU回路要单独供电，并用DC／DC电源模块进行隔离，以保证外部进来的干扰与CPU回路最大限度的隔离o
2、印制板和电路布局
多层印制板的选用是抑制干扰的一个很好手段，其电源回路具有很大的板间电容，可抑制电源上的各种干扰脉冲，器件间的布线也更简洁、短少、方便，可大大减少各回路间的串扰耦合。
如选用双面板进行布线，则更要对整个电路进行仔细推敲，精心布置，其主要原则是易引进干扰的器件和布线，一定要远离易受干扰的器件和布线，在电路中起隔离作用器件的进线和出线要分开。如光电耦合器的输入和输出的布线一定要尽可能的分开，继电器线圈和接点的布线也要远离，PT、CT的进出线更要严格分离”
3、装置输入、输出回路的配线和布线
自动化装置的特点是有大量的输入、输出回路，，如电源回路、电压回路、电流回路，开入回路、开出回路等，由于整屏布线时很难把他们一一分开，分别布置，它们常常都是捆扎在一起，由电缆通过各种沟、槽通道连到各个取样点或控制点，因此，通过分布电容的锅台，各个输入、输出回路，都可能会引入干扰。对这样的输入、输出线，在装置内部的布线一定要精心安排，进入装置后要尽快进入隔离器件，如 PT、CT、开关电源、光耦等，布线越短越好，不能与装置内插件间的连线捆扎在一起或混排交叉。对装置内一些必需的软引线也应采取措施，如各个回路采用单独紧密绞合——双较线。正确的布线也是—种很有效的抗干扰措施，它能大大降低干扰，不需增加工程序和成本，却可收到满意的抗干扰效果，希望大家能够对此给予足够的关注o
4、开关电源
开关电源对电源回路的干扰有一定的隔离作用。但开关电源的进出线一定要分开布线，有的装置装有电源开关，并把电源开关布置在面板上，对这样的设计一定要小心安排，首先开关连线要取在电源滤波器(开关电源的内部滤波器)的后面，面板开关的线一定要相对“干净”一些，最好选用屏蔽线，其次，开关引线不能+5V、+-15V、+24V面板指示灯线捆扎或布排在一起，以减少输入／输出间的干扰耦合，
许多开关电源中的输入回路、输出回路与接地线间都接有抗干扰电容，其中输出回路的对地电容有时可能会对装置的抗干扰效果带来不利的影响，因为接地线并不是“纯的接地”？输入回路上的干扰信号会通过输入对地电容进入地线，再经过输出电容进入输出回路。从而引入干扰，必要时可拆除输出回路的对地电容，使内部电路与“地”彻底隔离，真正浮起来。
5、滤波器的选用：
有的滤波器对快速瞬变干扰有明显的抑制作用，它是提高装置抗干扰水平最简单，最有效的方法之一。但是滤波器的最终效果与滤波器的选用和安装关系密切。一个好的滤波器很可能因为安装不当而起不到应有的作用。滤波器应直接安装在装置上，并按滤波器的使用要求进行安装布线，这样才能使滤波器发挥应有的作用，如只能将滤波器安装在屏架上，则需设计人员和安装人员认真安排，精心施工，滤波器的输入线和输出线一定要分开，输出线和其它可能产生干扰的回路一定要远离，输出线越短越好，防止在外暴露过长，重新接收或锅台干扰，滤波器的外壳要良好接地，以保证其滤波效果。另一方面，前面提到自动化装置的特点是输入、输出回路特别多，常常捆扎在一起，任一回路防护不当都有可能使干扰窜入装置内部，所以在滤波器的选择上应选用有较多回路的组合滤波器对众多回路同时进行防护，也可通过试验只对一些敏感回路进行滤波防护。当然如能通过元器件的选用，印制板电路、元器件的布局，各个接地回路的安排处理，以及软件上的各种措施等，使装置的各个回路对干扰都不敏感，也就无需使用外挂滤波器，这就是最好的结果。
三、辐射电磁场干扰的防护
辐射电磁场干扰的防护相对来说要容易一些，尤其是有金属机箱的微机型产品更容易，其防护注意点就是做好屏蔽接地；抗辐射电磁干扰所要做的就是选择金属机箱，保证机箱整体电气连结良好并可靠接地，装置面板上的开孔不能够太大、机箱上的散热孔应开成圆形小孔(圆孔比长孔屏蔽效果好)，这样才能使机箱起到应有的屏蔽效果。
结束语
电磁干扰的种类较多，传播方式、干扰途径不尽相’同，对静态自动化装置的可靠运行危害极大，应当引起我们足够的重视。虽然电磁干扰看不见，模不着，但还是有一定规律可循，我们应该在产品设计过程中，对装置的元器件、电路、印制板、机箱、配线等等的选用和设计都给予充分的考虑，在各个可能引入干扰的回路，设置各种滤波，隔离措施，对干扰信号进行有效的衰减、分离，直至减弱和消除其影响，抗干扰设计的重点是抗速瞬变干扰和静电放电干扰。
在产品设计阶段同时进行综合的抗干扰设计，在相同的抗干扰水平下，可以做到成本最低，效果最好，可谓事半功倍，如有一些疏漏，补救起来也容易的多，如果在设计阶段没有进行抗干扰设计或对其考虑的很少，产品完成后发现问题时再进行补救，就困难的多，效果也很差。
电磁干扰的形式和种类很多，抗电磁干扰的方法和手段也很多，许多厂家通过实践有更多、更好的措施和方法，文中可能会有许多不当之处，仅希望能够与各位设计专业人员彼此交流讨论，加深我们对电磁干扰的方法和手段的理解，提高全行业自动化装置抗电磁干扰的能力，为系统提供可靠、安全的优质产品。
二 19
标准应用的SIRIUS 3RW40
SIRIUS 3RW40是西门子SIRIUS软起动器系列中的“新成员”，亦是光彩熠熠。其创新的控制技术，使之至今仍是世界上唯一能够在250 kW/400V功率范围内两相控制的软起动器。而且由于其特殊的紧凑型设计，也是世界上最小的软起动器。因此可保证节省空间，使控制柜排布清晰。她是同样两相控制的SIRIUS 3RW30/31系列软起动器的姊妹产品。
优点：
- 统一的连接系统
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设计小巧、紧凑，可在控制柜中实现节省空间式简洁布置
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自保护和电机过载保护，无需额外配线
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电流限值可调，可避免瞬间冲击电流
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调试简单、快捷。
MSN: huhuleier@hotmail.com
QQ: 530230936
