SIMATIC TDC用户指导手册-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2011-09-13 09:01:54

楼主

第一章SIMATIC TDC 控制系统
1.1 TDC 概述和特点
如果您是一家工厂建设单位或工程单位，需要为工厂运营单位开发高性能的自动化解决方
案，像金属冶炼、加工或输配电等领域。
而您正在寻找一种模块化的自动化系统，其性能允许大型系统的闭环控制和计算、开环控制
和监视、信号传送和记录以及通讯。
同时在使用全集成自动化系列技术和驱动系统时，您还想降低成本，提高生产效率和竞争能
力。
通过 SIMATIC TDC （SIMATIC Technology and Drive Control），即工艺和驱动自动化系统。
西门子可向您提供一种适用的多处理器自动化系统，尤其是驱动、能源和过程工程领域中的
大型工厂。
SIMATIC TDC 擅长解决处理复杂的驱动、控制和通讯任务，在单一平台上拥有最大数量的
框架和最短的循环周期，是对 SIMATIC S7 理想的扩充。SIMATIC TDC 是一种集成在
SIMATIC 中的工艺和驱动自动化系统，其组态和编程也可使用SIMATIC 工具进行，因此
也是全集成自动化理念中的一部分。
SIMATIC TDC 由一个或多个模板机架组成，其中可以插入所需模板。多处理器运行方式可
以实现性能的几乎无限制扩展。使用 SIMATIC TDC，可以工厂操作员的指令变得高效、简
捷而经济。
SIMATIC TDC 还是一种可靠而面向未来的系统，不但可以提高生产质量，而且还可以提高
生产效率。
这一方面， SIMATIC TDC 得益于连续不断的研发，另一方面是长期可用性的保证，包括
备件。
SIMATIC TDC的突出特性：
􀁺 模块化的系统结构，硬件可扩展
􀁺 采样时间间隔短，可达100us，特别适用动态控制任务
􀁺 中央处理器采用64位结构，具有最大性能
􀁺 同步多处理器运行，每个机架最多可有20个CPU
4
􀁺 可最多同步耦合44个机架，可以同时836个CPU同步运行
􀁺 使用STEP7组态工具进行图形化组态：连续功能图(CFC)和顺序功能图(SFC)

1.2 TDC 的应用领域
SIMATIC TDC 的潜在用户不只是那些工厂建设单位，而且还包括为工厂运营单位开发自动
化解决方案的工程与组态部门，尤其是以下领域：
􀁺 金属冶炼
􀁺 金属加工
􀁺 配电
􀁺 输电
SIMATIC TDC 可用于：
􀁺 驱动系统的闭环控制(转矩、转速、位置、角度/ 角度偏
差和速度)，尤其是几个驱动系统协同运行或驱动系统
之间的关系较复杂时
􀁺 调节几个不同的物理变量( 例如张力、压力等）
􀁺 计算工艺/ 过程变量 ( 例如温度)
SIMATIC TDC 可缩短运算循环 (例如设定点<1 ms) ，具有功能裕
量，可提供优秀的灵活性。
SIMATIC TDC 的典型应用如下：
􀁺 金属冶炼和金属加工：
拉丝设备、拉伸机、矫直机、弯曲机、拉直机、压机、圆弧形设备、
轧机、镦锻设备、剪切机和卷取机
􀁺 用于长距离输电的高压直流输送系统，例如船用电缆
􀁺 用于稳定电力输送的无功补偿系统，例如电容器单元、电容器组

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:08:31

1楼

2.1 硬件架构
SIMATIC TDC 是一种模块化的多处理器系统，由一个或多个机架组成。在机架上可以安装
CPU、I/O 模板和通讯模板。下表介绍了在TDC系统中使用的各个组件。

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:09:52

2楼

机架 UR5213
电磁屏蔽 19" 机架 UR5213 允许硬件扩展，
具有较高的性能裕量。它适用于墙壁安装和箱
柜安装，配装有一个具有冷却和内部监控功能
的集成电源。
总共有 21 个槽位用于扩展模板，并可通过
64 位背板总线连接。对于较高的性能要求，
在一个机架内可最多有 20 个同步CPU 模
板多处理器运行，可有 44 个机架相互连接在
一起。

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:11:09

3楼

中央处理单元 CPU551
中央处理单元 CPU551 适用于具有较高运
算要求的开环和闭环控制任务。它采用64 位
RISC 技术设计，拥有一个 32 MB的用户存
储器和插入式存储器模块。
CPU 可保证严格根据可调的采样时间间隔
(100 μs) 进行循环处理。对于每个循环，操
作系统本身只需要 25...50μs 的循环时间。这
就意味着运算时间非常短，例如每个 PI 控
制器大约为 1...3μs。另外，CPU 还集成有 4
个具有报警能力的数字量输入和一个诊断接
口。

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:12:19

4楼

I/O 模板 SM500
SM500 I/O 模板提供有丰富的选项，用于连
接分布式I/O。除了16点二进制输入/ 输出以
外，它还具有8点模拟量输入/ 输出以及4点积
分型模拟量输入。另外，还可连接4个增量位
置编码器和4个绝对值编码器。使用6个 LED
指示模板的运行状态。

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:16:14

5楼

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:17:23

6楼

通讯模板 CP50MO
通讯模板可提供高性能的通讯，用于
• 调试
• 过程控制
• HMI
它们可以控制功能强大的协议
• MPI
• PROFIBUS DP
还为各种不同的 CPU，提供有一个1 MB 的
通讯存储器

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:18:54

7楼

通讯模板 CP51M1, CP5100
通讯模板 CP51M1 和 CP5100 可提供高性
能的通讯，用于
• 调试 (CP51M1)
• 过程控制
• HMI
它们可以控制功能强大的协议
• TCP/IP
• UDP
• ISO on TCP(CP51M1)
• S7(CP51M1)
CP5100需要组态在Slot18~21。CP51M1最多组
态4块在机架上

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zhangsheng117

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发表于：2011-09-13 09:19:50

8楼

全局数据存储器 GDM
通过全局数据存储器 (GDM) ，安装有
CP52x0 的大量机架相互之间可以进行通
讯，运算能力几乎可以无限制扩展。通过
光纤电缆和共享存储器，可最多有 44 个
机架联网。
除了几个机架之间的通讯之外，使用
GDM，还可实现同步 ( 采样时间、时钟时
间) 和报警功能。刷新时间<1ms。
只有1个CP52M0在其中一个机架上且位于
Slot1。CP52IO与CP52M0位于同一个机架可组
态在Slot2~12。