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概述

通過 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)的操作員站，操作人員可方便而安全地進(jìn)行過程控制。操作員可以通過各種視圖來觀察過程序列，并在必要時進(jìn)行干預(yù)，從而對系統(tǒng)進(jìn)行控制。

操作員系統(tǒng)架構(gòu)具有很大的可變性，且可靈活地適應(yīng)不同的工廠架構(gòu)和客戶需求。

該架構(gòu)的基礎(chǔ)是完美協(xié)調(diào)的單用戶系統(tǒng)操作員站（OS 單站）和具有客戶端/服務(wù)器架構(gòu)的多用戶系統(tǒng)操作員站。

通過累積式 SIMATIC PCS 7 OS 運行系統(tǒng)許可證（用于 100、1000 和 5000 個過程對象），可以將操作員站的系統(tǒng)軟件擴(kuò)展至如下組態(tài)限值：

• 每個 OS 單站有 8,500 個過程對象
• 每臺 OS 服務(wù)器（客戶端/服務(wù)器架構(gòu)）12,000 個 PO

優(yōu)勢

• 高性能操作員站基于性能可靠的通用型 SIMATIC PCS 7 工業(yè)工作站，適用于工業(yè)環(huán)境
• 靈活的模塊式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了硬件和軟件組件的可擴(kuò)縮
  • 單用戶系統(tǒng)（OS 單站），多 8500 個過程對象
  • 基于冗余 OS 單站對的扁平型系統(tǒng)配置，可使用參考站擴(kuò)展為多 8 個 OS 單站。
  • 客戶機(jī)/服務(wù)器多用戶系統(tǒng)，包含多 18 個 OS 服務(wù)器/服務(wù)器對，一切用于 12000 個過程對象 (PO) 和多 40 個 OS 客戶機(jī)
• 基于 Microsoft SQL Server 的高性能歸檔系統(tǒng)，帶有短期歸檔和集成的歸檔備份功能，可通過擴(kuò)展用于長期歸檔（使用 Process Historian）
• 重要 OS 服務(wù)器應(yīng)用的自我診斷
• 無需中斷運行系統(tǒng)操作即可進(jìn)行修改，可通過選擇性地加載冗余服務(wù)器來進(jìn)行在線測試
• 優(yōu)化的 AS/OS 通信：
  只有在數(shù)據(jù)發(fā)生改變之后才進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，與自動化站 (AS) 應(yīng)答循環(huán)無關(guān)；抑制無用報警
• 直觀的過程控制，較高的運行可靠性，并采用了多屏幕技術(shù)
• 通過將狀態(tài)和模擬值組合到報警信息中，以擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)顯示
• 高性能的報警管理功能可以為操作人員提供支持
  • 使用多 16 種消息優(yōu)先級（作為消息類別的附加屬性）分配優(yōu)先級
  • 隱藏與特定運行狀態(tài)不相關(guān)的信息的圖像和聲音（動態(tài)或手動）
  • 啟動期間或發(fā)生傳感器/執(zhí)行器故障時，抑制報警
• 集中用戶管理、訪問控制和電子簽名
• 監(jiān)視與工廠總線相連的子系統(tǒng)的運行狀況
• 基于 UTC（Universal Time Coordinated，通用時間同步）的系統(tǒng)范圍內(nèi)的時間同步功能

設(shè)計

所有操作員站都基于*的 SIMATIC PCS 7 工業(yè)工作站，它們已針對作為 OS 單站、OS 客戶端或 OS 服務(wù)器使用而進(jìn)行了優(yōu)化。SIMATIC PCS 7 工業(yè)工作站適合在惡劣工業(yè)環(huán)境中使用，其采用功能強(qiáng)大的工業(yè) PC 技術(shù)以及 Microsoft 的 Windows 桌面操作系統(tǒng)（Windows 7 或 Windows 10）Windows Server 操作系統(tǒng) (Windows Server 2012)。PC 的標(biāo)準(zhǔn)組件和接口提供了多種適合于特定系統(tǒng)、客戶和工業(yè)領(lǐng)域的選件和擴(kuò)展功能。

出廠時預(yù)裝了 SIMATIC PCS 7 過程控制系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和下列 ES/OS軟件：

• 單站：用于 AS/OS 的 PCS 7 工程軟件（包括 OS 運行軟件）
• 服務(wù)器：PCS 7 OS 服務(wù)器軟件
• 客戶端：PCS 7 OS Software Client

您只需要相應(yīng)的軟件許可證，便可以使用預(yù)裝的 SIMATIC PCS 7 軟件。

根據(jù)客戶的具體要求，可以為其配備 OS 單站、OS 服務(wù)器或 OS 客戶機(jī)以及可選的硬件組件，如：

• 用于冗余操作的硬件和軟件組件
• 用于以聲音或可視信號發(fā)送消息的信號模塊
• 用于提供訪問保護(hù)的智能卡讀卡器
• 用于連接多 4 臺過程顯示器的多屏顯卡
• 用于辦公和工業(yè)環(huán)境的過程顯示器

關(guān)于 SIMATIC PCS7 工業(yè)工作站的訂貨數(shù)據(jù)，以及與產(chǎn)品包和技術(shù)數(shù)據(jù)等有關(guān)的詳細(xì)信息，請參見章節(jié)“工業(yè)工作站/IPC”。

單用戶系統(tǒng)（OS 單站）

在單用戶系統(tǒng)架構(gòu)中，一個完整項目（工廠/單元）的所操作和監(jiān)視功能都集中在一個站中。

此 OS 單站可同其他單用戶系統(tǒng)一起在工廠總線上運行，或平行于一個多用戶系統(tǒng)運行。可冗余運行兩個 OS 單站 (SIMATIC PCS 7 Single Station Redundancy) 并使用參考站將其擴(kuò)展為一個含有多 8 個 OS 單站的扁平型系統(tǒng)配置。

扁平型系統(tǒng)架構(gòu)示例

依型號的不同（IE 或 BCE），可通過以下網(wǎng)絡(luò)組件之一將 OS 單站連接到工業(yè)以太網(wǎng)：

• IE：CP 1623 通信模塊（預(yù)裝在 SIMATIC PCS 7 工業(yè)工作站中）或 CP 1628 通訊模塊，大值與多 64 個自動化站進(jìn)行通信
• BCE：標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡 (10/100/1000 Mbps) 和可以與多 8 個自動化系統(tǒng)（非冗余站）進(jìn)行通信的基本通信以太網(wǎng)

該 OS 單站還有兩個板載 10/100/1000 Mbps 以太網(wǎng) RJ45 端口，可在需要時使用。

OS 工程組態(tài)作為標(biāo)準(zhǔn)，配置在單獨的工程組態(tài)系統(tǒng)上

具有客戶端/服務(wù)器架構(gòu)的多用戶系統(tǒng)

多用戶系統(tǒng)示例

一個多站系統(tǒng)包含多個操作員終端（OS 客戶機(jī)），這些終端通過終端總線從一個或多個 OS 服務(wù)器接收數(shù)據(jù)（項目數(shù)據(jù)、過程值、歸檔數(shù)據(jù)、報警和消息）。該終端總線與工廠總線共享傳輸介質(zhì)或者設(shè)計為獨立的總線（使用 TCP/IP 協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)）。

在這種結(jié)構(gòu)中，可以設(shè)置冗余 OS 服務(wù)器以滿足更高的可用性要求。運行狀況檢查設(shè)備會監(jiān)視運行在 OS 服務(wù)器上的關(guān)鍵應(yīng)用程序是否出現(xiàn)軟件故障。如果檢測到故障，則觸發(fā)到冗余系統(tǒng)的切換機(jī)制。冗余 OS 服務(wù)器的同步是自動、高速進(jìn)行的。

OS 客戶端不僅可以訪問一對 OS 服務(wù)器/服務(wù)器對上的數(shù)據(jù)，而且可以同時訪問多對 OS 服務(wù)器對上的數(shù)據(jù)(多客戶端模式)。這樣就可以將一個工廠劃分成幾個工藝單元，將相應(yīng)數(shù)據(jù)分配給幾個 OS 服務(wù)器/服務(wù)器對。這種分布式系統(tǒng)除了可擴(kuò)展性以外，還能將各個工廠區(qū)域相互分開，從而提高了系統(tǒng)的可用性。

OS 服務(wù)器設(shè)計為具有客戶端功能，使其可以從同一多用戶系統(tǒng)中的其它 OS 服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)（歸檔、消息、標(biāo)簽、變量）。這意味著一臺 OS 服務(wù)器上的過程圖形可與其它 OS 服務(wù)器上的變量相鏈接（與區(qū)域無關(guān)的顯示）。

與 OS 單站類似，也可通過以下網(wǎng)絡(luò)組件之一將 OS 服務(wù)器連接到工業(yè)以太網(wǎng)

• IE：CP 1623 通信模塊（預(yù)裝在 SIMATIC PCS 7 工業(yè)工作站中）或 CP 1628 通訊模塊，大值與多 64 個自動化站進(jìn)行通信
• BCE：標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡 (10/100/1000 Mbps) 和可以與多 8 個自動化系統(tǒng)（非冗余站）進(jìn)行通信的基本通信以太網(wǎng)

該 OS 服務(wù)器還具有兩個可用于連接終端總線的板載 10/100/1000 Mbps 以太網(wǎng) RJ45 端口。

數(shù)據(jù)歸檔

OS 單站和 OS 服務(wù)器中已包括一個高性能歸檔系統(tǒng)，運行時可組態(tài)，它基于 Microsoft SQL Server，帶有用于短期歸檔過程值（通常 1 至 4 個星期）和消息/事件（通常 2 個月）的循環(huán)歸檔。該系統(tǒng)也可結(jié)合一個外部數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)以長期存儲數(shù)據(jù)。如，“過程數(shù)據(jù)歸檔和報告”部分中所述 Process Historian 系統(tǒng)。

這些歸檔數(shù)據(jù)可保存在操作系統(tǒng)所支持的各種存儲介質(zhì)上。例如在 NAS 驅(qū)動器上。

技術(shù)規(guī)范

¹⁾ 如果每個 OS 客戶端都可訪問所有 OS 服務(wù)器/服務(wù)器對