鋼鐵廠高速線材工程水處理自動化系統
1．1系統工藝流程簡介
1.1.1濁循環水部分
主軋線在生產軋制過程中，在線設備和軋件均需用水進行冷卻，軋制過程產生的氧化鐵等用水沖到一個指定位置。這就是各用戶對濁水需用之所在。
濁水循環主要過程如下：
氧化鐵皮溝的回水、沖洗溝內的沉渣（主要是氧化鐵皮）回到一次池———旋流池。大部分的氧化鐵皮在池內沉積，用抓斗行車吊到脫水池脫水后汽車外運。池內的水（含有高濃度懸浮物及油污）利用長軸泵（共三臺，二用一備）抽送到二平流沉淀。旋流池內的另二臺氧化鐵皮泵（一用一備）主要用于氧化鐵皮溝的沖渣。
抽送到二次平流池的濁水，大部分的懸浮物（主要成分是氧化鐵皮）經平流池后沉積于池底，利用刮渣機將沉積物刮渣機將沉積物刮到一端，用抓斗行車吊到脫水池脫水后汽車外運。水表面的浮油，利用刮油機刮到一端，帶式撇油機帶出油污并由齒輪油泵輸送到指定的廢油回收點。
經二次平流池處理后的水，由二次泵房抽送，經8臺￠4000的高速過濾后，輸送到5臺￠6000冷卻塔進行冷卻，降溫后的水到濁水井，再泵房各臺泵輸送到各用戶。各個用戶使用后的水從氧化鐵皮溝回到旋流池。這是濁水循環過程。
高速過濾器經一段時間使用后，懸浮物及油污沉積在濾料內，這樣會影響濁水經過濾器的流量與流速。當過濾器進、出水壓差達到某一設定值時，過濾器就必須反沖洗。反沖洗的沉渣及油污輸送到濃縮池，濃縮池內加有絮凝作用的藥劑，使得沉渣等等與水分離，水排送到二次平流沉淀池，濃縮后的沉渣由渣漿泵輸送到脫水池脫水后汽車外運。
1.1.2凈水環部分
凈水循環主要目的是對各用戶的用水進行降溫處理。因水只在管道內循環，不與其它介質接觸，如加熱爐、監視器、液壓站、潤滑站的降溫系統，水質不發生變化。
循環過程是經過各個用戶后水溫度升高。利用凈水冷卻塔（二座，風機直徑￠6000mm）降溫后回到凈水井，再由泵房那的泵輸送到各個用戶。
二．系統概述
設計年軋制高速線材50萬噸的一個軋鋼廠水處理區域的設備主要提供軋制過程中的生產用水。包括濁水和凈水兩部分。濁、凈水均實現閉路循環。考慮到生產過程水的損耗，采用凈水補充。循環水量分別為：凈水：1500 m3/h；濁水：3330 m3/h。整個水處理系統的自動化控制部分由2級網絡組成，
①工業以太網層 工業以太網層是采用100Mbit/s西門子光纖以太網，將本控制系統與高線廠水處理系統聯在一起。上位機人機界面采用西門子WINCC組態軟件；采用OSM（光交換網絡，版本2）來構建100Mbit/s交換網絡，將2個網段連接到OSM。
②現場總線控制層 采用西門子的PROFIBUS—DP總線網絡，DP主站由一臺S7-400PLC承當，DP從站由4臺SIMATIC分布式 ET200M I/O承當。
系統采用以太網和PROFIBUS—DP總線網的2級網絡分布具有如下極其有益的重要特點：
①最大程度減少現場布線，使系統便于維護；
②分布式I/O和S7—400之間非常短的響應時間和高的抗干擾能力；
③啟動快速，因此簡化了網絡的連接方法；
④靈活性大、現有設備可以不受影響地隨時擴展；
⑤覆蓋極為廣泛的企業應用，可以從辦公室到生產現場；
⑥可連接到廣域網（WAN），例如ISDN或因特網。
2.2系統設計要點
2.2.1系統自診斷、報警、事件的檢測和管理功能
系統具有豐富自診斷、報警、事件的檢測和管理功能，操作員提高效率的關鍵之一是獲得系統的報警信息，系統提供了豐富的工具，使得操作員可以很快找到系統的故障。
* 多種報警優先級
* 標準報警/通訊/信息畫面
* 專門的報警區域
* 高級報警管理
* 相關畫面
* 報警切除
* 回到正常記錄
* 報警分類
* 區域分配
* 操作員日記
* 結構化報警
* 語音輸出報警
* 報警/事件報表
2.2.2歷史數據采集功能
該系統有很強的數據采集功能，能以多種頻率收集存儲平均值和瞬時值數據。系統可以在線保存大量歷史數據，通過自動搜索可以訪問無限制的歷史數據.歷史檢索數據可以存在本地的硬盤、磁盤等介質上，另外該系統還能和上層管理網絡（例如：MIS系統）連接，為全廠一體化網絡規劃和管理提供硬件和軟件基礎。
2.2.3高級的趨勢記錄顯示功能
系統通過簡單的組態，就可以將數據以各種高級的趨勢方式顯示出來，提供分析和處理數據的功能。
* 組態的高分辨率的趨勢
* 一幅畫面顯示一個，兩個或三個棒圖趨勢點
* 多坐標，多量程矢量趨勢
* X-Y雙變量坐標趨勢，數值表
* 趨勢ZOOM功能，前后移動功能
* 趨勢定位數值讀出，趨勢分離顯示
* 可組態的趨勢顯示
* 標準趨勢顯示
* 在線組態功能
* 實時/歷史趨勢同時顯示
* 剪貼趨勢數據至報表打印
2.2.4報表功能
該系統本身已帶有豐富的報表功能
● 報警/事件記錄報表
記錄規定時間內的報警和事件，通過分類功能報表提供以對操作員與/或過程點的跟蹤功能。
● 報警周期報告
記錄規定時間內所發生報警的發生時間，以及恢復正常以前的時間間隔。
● 停車事故分析報表
以類型與/或原因類別報告停車事件。
● 自由程式報表
用戶根據需要定義各種形式的報表，可以包含各種數字或統計運算和最大值/最小值和標準偏差等。
● 點屬性報表
報告點顯示中某種屬性，如停止掃描、壞點或報警禁止等。
報表可以是周期性生成，也可由事件觸發按或操作員要求生成，并可在線設定。報表可以在屏幕上顯示、打印或直接輸出到另一計算操作分析處理。
2.2.5系統安全性
為了保證系統的安全性系統提供了可組態的安全等級。控制級和區域分配功能安全等級可以按操作員，也可按各個操作站分配，系統可按用戶需要分若干個安全等級，最多多達255級，并且可由操作權限最高者可在線添加不同層次的安全等級，規定操作員對系統功能的訪問。
控制級client，規定有關人員對工廠和設備的操作權限。
區域分配功能使得不同車間的操作員在同一系統上只能訪問操作自己車間的畫面、報警和點數據，有效地防止操作員操作越過權限的區域。
2.2.6聯網特性
系統開放型的網絡特性結構使得可將系統的實時數據或歷史數據方便地傳送到其他網絡的應用程序中，實現系統數據網絡共享。
網絡服務器(Network Server )
網絡服務器(Network Server )是該系統網絡訪問的核心，通過網絡服務器在系統中各個節點上的執行，為基于網絡的應用程序如Microsoft Excel Data Exchange,Network DDE,網絡應用程序接口(Network API)提供對數據庫的訪問。
Microsoft Excel Data Exchange
Microsoft Windows應用如Excel等均可從系統中讀取實時數據和歷史數據，和NETWORK SEVER相配合，就可以從一個或多個數據庫中讀/寫數據，完成強大的數據集成和報表功能。
Network API
NETWORK API（網絡應用接口）使得網絡中其它計算機平臺上的應用軟件能很方便地訪問系統的實時數據。網絡API以C語言函數調用的形式提供網絡環境中的應用軟件對系統數據的讀/寫訪問。上位計算機和系統數據庫之間的數據交換對應用程序來說是透明的，大大簡化了應用程序的設計。
Network API適用于各種不同操作系統的網絡互聯。
2.3系統控制組態
系統控制組態如圖三所示。
工業以太網層采用西門子光纖網絡，是傳輸速率高達100Mbit/s的快速以太網，可以是線型、環形或星形結構，構建它要使用光學交換模塊（OSM），它以光纖電纜為傳輸介質，通過OSM可以將網絡配置成范圍達到150公里。
工業以太網層組成如下：
（1） 工控機
l CPU ：PIII 933HZ
l 內存：256M RAM
l 硬盤：15G HD
l 顯卡：3D，32M顯示內存
l 光驅：64倍速
l 顯示器：21“CRT
l 機箱：ICA2000
（2） CP1613以太網卡及S7-1613軟件
10/100Mbit/s，AUI/ITP和RJ45接口
（3） 光學交換模塊OSMITP53
光學交換模塊3個FOC（100Mbit/s）接口、5個ITP（10/100Mbit/s）接口、冗余24V供電，信號、網絡管理功能
（4） S7-400通訊處理器CP433-1
10/100 Mbit/scep通過ISO或TCP/IP協議將S7-400連接到工業以太網、支持S7通訊、S5通訊、讀取/寫入。
現場總線控制層采用西門子PROFIBUS-DP總線網。這種型式總線是為高數據傳輸率而優化的，經專門修改，適用于有分布式I/O站和現場設備的自動化系統之間的通訊。PROFIBUS-DP特點是：
l 非常短的響應時間
l 設的抗干擾性
現場總線控制層組成如下：
（1） S7-400CPU模塊CPU414-2DP
內置的PROFIBUS-DP接口使它能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現場總線。
（2） 分布式 ET200M I/O
ET 200M是高密度配置的模塊化I/O站，保護等級為IP20。它可用S7-300可編程序控制器的信號、功能和通訊模塊擴展。由于模塊的種類眾多，ET 200M尤其適用于復雜的自動化任務。
模塊化ET 200M站的輸入/輸出可象中央控制器的輸入/輸出那樣，通過自動化系統和可編程序控制器中的用戶程序存取。
經過總線系統的通訊是完全有中央控制器中的主接口和IM 153接口模塊處理的。
一、 系統功能
3.1系統控制設備列表：
3.2系統控制方式
系統采用三種控制方式：集中軟手操、就地硬手操。控制方式的優先級依次為：就地硬手操、集中軟手操。
控制室上位機在整個系統運行過程中，能實時采集現場設備的運行情況及有關數據，實現實時監控、綜合管理；當要對單臺設備進和行就地運行時，可以將就地控制箱上的“遠程/就地”轉換開關撥到“就地”，通過就地控制箱上的按鈕進行控制。
集中軟手操控制又分為：全自動、半自動、試機三種模式。
在全自動模式下，各設備按照預定的工藝流程自動運行，只要直接通過點擊啟停按鈕控制系統運行，運行過程中可以實時更改一些工藝參數。當某臺設備故障停機，與之聯鎖的設備自動停止，系統報警。
在半自動模式下，由人工根據實際情況，選擇運行設備，這些設備要組成一個完整的工藝流程，才能通過上位機界面上各設備的啟動鍵控制設備啟動，此時各設備之間的聯鎖依然存在。當通過上位機界面上設備停止鍵控制設備停止時，與它聯鎖的設備隨之停機。
在試機模式下，不需要選擇運行流程可在上位機任意啟、停全系統各設備，此運行模式下各設備之間沒有任何聯鎖保護，但設備自身保護仍然有效。
3．3．1 人機界面的要求
（1）總菜單畫面、能用鼠標雙擊進入子菜單，子菜單可方便進入上一面或下一面或主菜單。
（2）操作畫面子菜單：
l 水處理所有控制的總操作畫面（主要的）
l 各部分詳細操作畫面：其中包括凈環水泵（1-3）、濁環供水泵低壓（1-3）及反洗、送過濾器泵（1-4）及凈冷塔風機（1-2）
一次泵房：沖渣泵、一次坑送二次平流池泵，潛水泵等畫面，均要求有相應的泵的開、關按鈕，相應的泵的電機狀態指示：開、關、故障指示。如果有相應的閥門則按工藝要求自動連鎖控制開關，并有相應的指示并能手動的調節閥門的開合，并顯示與這些子畫面相關的液位、溫度、壓力、流量、電壓、電流的畫面。
（3）水處理電氣運行信號模擬屏。
（4）水處理反沖洗信號模擬操作屏。
3．3．2水處理數據：主要電耗量、電度、水流量、加藥量、輸入。班、日、月、年顯示合打印報表及數據存儲及數據刪除上一年的數據。
3．3．3報警管理
主菜單上有報警歷史記錄菜單，如當前有報警能自動的顯示那一區域報警。并點擊時入能看到詳細的報警內容：時間、傳動號、名稱、故障原因、并能按區域選擇時間的范圍，打印報警信息。當前報警頁面當前報警的內容，若報警已解除，則顯示為另處一種顏色，仍然顯示在當前報警頁面中，只有經確認后才會存入歷史報警記錄，并在當前報警頁中消失這些報警內容。
3．3．4設置操作權限
3．3．5水處理儀表要求：
（1）要求顯示模擬量：16路溫度信號、10路壓力信號、17路流量信號、6路液位信號
（2）液位信號以光柱形式顯示。
（3）流量信號顯示瞬時流量，其中5路要求顯示累計信號，并當班打印累計數。
（4）超過設定報警值要求閃光，并將數字顯紅色。
（5）顯示畫面應按圖紙信號顯示信號及具體數值。
3．3．6水處理電氣操作、顯示要求。
（1）基本數據：1、高壓系統開關柜16面、高壓電機6臺。
（2）低壓系統開關柜15面、低壓電機30臺。
（3）高壓開關臺數9臺，低壓開關臺數33臺。
3．3．7高壓低壓系統
（1）顯示：高壓一、二次圖
低壓一、二次圖
兩臺變壓器和6臺高壓電機溫度、電壓電流。
（2）在畫面上顯示各開關狀態（合、分）、接地、有人工作、禁止送電、“就地、遠程”。
（3）資料及數據：運行記錄（開停時間）、電耗量
故障記錄
檢修記錄及更換備件材料表
（4）打印：（3）的內容
班、日、月、年電耗量、用水量（積算）
（5）控制：高低壓系統（雙電源供電）的自動切換
變壓器及各電機的開、停
高壓系統的開關操作
3.4下位機可編程控制功能
3．4．1濁環水處理系統、凈環水處理系統，實現水處理工藝要求。
3．4．1．1循環主泵房七組水泵控制
① 泵組為凈環供水泵組，水泵共三臺，兩臺工作一臺備用。
② 泵組為預留勞服棒材車間供水泵組，水泵共兩臺，一臺工作，一臺備用。
③ 泵組為勞服帶鋼車間供水泵組，水泵共2臺，一臺工作，一臺備用。
④ 泵組為濁環水低壓供水泵組，水泵共2臺，一開，一備。
⑤ 泵組為濁環中壓供水組，水泵共4臺，其中一臺供預精軋，精軋輥冷卻用水，兩臺泵供預水冷。水冷裝置的用水，共用備用泵一臺。
⑥ 泵組為濁環高壓供水組，水泵共3臺，兩開一備。
⑦ 泵組為高速過濾反洗水泵，水泵共兩臺，一開一備。
⑤組泵備用泵水管上設備電動閥門，與水泵聯鎖，水泵均在操作室集中控制，亦可機傍就地操作①④號泵組出水總管上設有溫度指示及報警。各出水總管上設有流量，壓力指示及測量儀表。濁環水供水泵組出水總量上設有壓力報井①④號泵組分別設穩壓管泄壓，以上信號均傳至控制室。
泵房管溝內設有一臺地坑排水泵，水泵起停與水位聯鎖。
3．4．1．2循環泵房外設備控制
設有凈環水吸水井，凈環冷卻塔及集水池，濁環水吸水井，濁環冷卻塔及集水池。吸水井內設備液位指示儀表，高低液位報警。濁環水吸水井內還設有反洗信號（信號傳至高速過濾器）（以上信號均傳至控制室內。濁環水及水井：最高水位：2.10(↑)溢流2.00(↑)報警過濾器反洗水位1.30(↑)⑦泵組啟動。
低水位：-0.80(↓) ②③④⑤⑥泵組停泵
-0.50(↓) 報警
凈環水吸水井最高水位:2.20(↑)溢流 2.00(↑)報警
低水位: -0.80(↓) ①泵組停泵
-0.50(↓) 報警
凈環水吸水井及濁環水吸水井設有生產新水補充管,吸水井靠液位控制閥控制補水.
3．4．1．3冷卻塔設備控制
濁環水進水溫度：42℃ 出水溫度33℃
凈環水進水溫度：42℃ 出水溫度33℃
當出水溫度〈33℃時，延時給定時間停風機
當出水溫度≥33℃是時，啟動風機。
各冷卻塔分制油箱高溫度井（＞70℃）報警信號傳至操作室，除過濾器反洗供水管道外，供車間的循環水總管上均設管道過濾器。
3．4．1．4 旋流池泵房內兩組水泵控制
第①組水泵房將初次沉淀的水提升送到二次平流沉淀池，共3臺泵二開一備、第2組為沖渣用水共2臺一開一備，水泵與電動閥門的運行關系，當水泵運行進，先開泵，后開閥門，當水泵停止運行時先關閉閥門后關泵，每臺水泵設有潤滑軸承的清水，由電磁閥控制即水泵停后，電磁閥關，水泵工作前，電磁閥開。
水泵運行受吸水井液位控制。
第一組水泵
當水位△—10.20m時 第一臺泵工作
當水位△— 9.40m時 第一臺泵工作
當水位△— 8.90m時 第一臺泵工作
當水位△—11.90m時 備用泵停
第二組水泵
當水位△—11.90m時 工作泵停
吸水井在高水位△9.15m時和低水位△—11.5時，設聲光報警，就地顯示并傳至循環水泵房值班室內。
水泵運行狀態傳至循環水泵房班室，進入plc就地設操作箱，當在就地檢修停泵時，值班室控制開關失效。
3．4．3．5 二次平流池的刮油機控制
刮油機可在集中控制，又可機旁操作。
二次平流池設有吸水井水位自動檢測、并設高低水位自動報警、報警水位高水位1.8m低水位1.5m,操作人員可根據吸水井水位的變化情況操作水泵運行,并該系統有關泵組進行協調.平流沉淀池加壓泵房內設有4臺水泵,三臺工作一備,當工作泵發生故障時,備用泵自動投入工作,抽送吸水井內的水至高速過濾器,水泵出水管上均設有電動閥門,并與水泵連鎖,可機旁就地操作和集中控制.
凈環供水泵出水總管上設有流量、溫度、壓力指示燈及測量儀表模擬量進入PLC，泵房內設有兩臺齒輪油泵一用一備，油泵為機旁手動操作。
3．4．1．6 高速過濾器設備控制
泵站內設有8臺高速過濾器及一臺壓縮空氣儲氣罐。
系統在正常工作時，以時間控制（設定總反洗周期），自動反洗，當某一過濾器按正常順序沒有達到反洗時間，由于某些原因（流量提前減少）而提前申請反洗，則系統優先按此條件，對該過濾器進行反洗，反洗后又自動轉為時間控制反洗。每臺高速過濾器設流量及顯示儀表。高速過濾器進出水總管上設差壓計（指示，報警）。
3．4．1．7 泥漿調節池及泥漿濃縮池控制
（1）、高速過濾器反洗水排至泥漿調節池，調節池內設有渣漿泵，將渣漿泵送至濃縮池進行濃縮，濃縮后的泥漿自流至鐵脫水池。濃縮池溢流上的清水自流至二次平流池進水端。
（2）、泥漿調節池設有水位自動檢測及高低水位進入plc自動報警。
（3）、調節池水位與高速過濾器反洗水泵聯鎖。
調節池水位： 最高水位2.55m 溢流
高水位 2.5 m 報警
攪拌機停止攪拌水位 —0.6 m
過濾器不設反洗水位 0.5 m 反洗不設啟動
低水位 —1.2 m 報警
最低水位 --—2.5 m 渣漿泵停止]
（4）、泥漿泵房內設兩套加藥裝置，向泥漿濃縮池內加入絮凝劑促進污泥沉淀。
3．4．2高低壓供電電源。
控制包括倒電及正常的供電操作以及送入PLC及模擬量輸入高低壓總進線功率、電度、以及所有高低壓電機需要測量電流的電機。
3．4．3所有水處理有關儀表10路壓力16路溫度17路流量和6路液位模擬量輸入信號送入PLC。
3．4．4水處理泵均能機旁箱就地檢修操作，正常生產集主操作。
水處理所有有液位檢測的池、井，在正常生產時聯鎖有關的泵在生產過程式中自動控制有關的泵開停進行調節液位。
3．4．5水處理在正常自動生產過程中當某一臺泵故障時，包括壓力、流量達不到要求時，自動換到備用泵工作，并且有事故報警提示、聲光報警、并鎖住相應泵。
3．4．6總之水處理在正常生產時均由PLC按水處理工藝要求自動控制。
3．4．7水處理電氣操作
1）、高低壓系統（雙電源供電）的自動切換
2）、變壓器及各電機的開、停
3）、高壓系統的開關操作
二、 系統配置
a) 康泰克工控機
中央控制室配置的監控計算機采用康泰克的工業控制計算機（IPC）。該機的生產獲得ISO-9001國際質量體系認證，為標準化工業產品，它與商用機相比具有以下特點：
⑴IPC與商用PC完全兼容，因此，它可以利用商用PC上豐富的軟件資源，開發出的產品具有豐富的圖形功能和良好的人機接口。
⑵IPC是為了適應現場惡劣的環境而設的，因此它的設計具有以下優點：
溫度和粉塵：IPC至少可工作在0-50℃下，而商用PC一般是在40℃以內，IPC機箱內設計了PUSH-PULL風冷系統，保持箱內正氣壓并加有空氣過濾器，軟硬盤封閉門等，有效的防止了溫度過高和粉塵的侵入。
沖擊與振動：IPC機箱內設計了一個帶橡膠的壓條，可以對插入IPC的任何板卡進行固定，對軟驅和硬盤也特別設計了橡膠緩沖，整機的抗沖擊與抗振動性能完全滿足工業現場的要求。
電源與電磁干擾：IPC采用開關電源，提供高質量的DC，其MTBF（平均無故障時間）至少在50000小時以上；機箱全鋼封閉，有效的防止了EMI（電磁干擾），并解決了系統防靜態充電的屏蔽問題。
相對濕度：IPC可用在相對濕度高達95%的環境，而商用機一般只能用在相對濕度低于80%的場合。
2、西門子光纖以太網
2.1 CP1613
CP1613工業以太網PCI網卡參數：10/100Mbit/s，AUI/ITP和RJ45接口
2.2 光學交換模塊OSMITP53
OSM（光交換模塊，版本2）用來構造100Mbit/s交換網絡，并可節省成本。網絡分割（將網絡劃分為若干部分或網段）并將各網段連接到OSM，使現有網絡的負載分擔成為可能，從而改善網絡的性能。包含在OSM中的網絡冗余管理器，用來構建冗余工業以太網環形結構，并可通過交換技術實現高速的介質冗余（重新配置時間最大為0.3秒）。具有兩個FOC端口的OSM可用于構建光纖環網：環網數據傳輸速率為100Mbit/s，每個環中最多允許使用50個OSM。除了有兩個構成環的端口，OSM還有另外6個端口（具有ITP和RJ45兩種接口），這些端口由來連接終端設備和網段。
多個環通過集成的Standby功能可以基于冗余地相互連接。下面是三種不同的發送出錯信息的方式：
·通過信號聯系
·通過SNMP
·通過e-mail
OSM的使用使得網絡拓補很容易適應工廠的結構。
可以有以下幾種網絡結構和組合方式：
·具有OSM的線性和星形網絡結構：網絡的級聯程度和區域大小因傳輸延時而受到限制。采用OSM，整個網絡范圍達到150公里不成問題。
·將現有的網段Ｍ連接到OSM，實現結構化網絡擴展。
·具有快速介質冗余的100Mbit/s環網（每個環中最多允許使用50個OSM，重新配置時間最大為0.3秒）。
·分層次結構的冗余環：每個冗余環通過環中的兩個OSM與上層100Mbit/s環相連接。
可以根據以下體系結構要求進行網絡配置：
·兩模塊間FO電纜的最大長度：使用多模FOC 3000米。
·兩模塊間或模塊到站點之間ITP電纜的最大長度：100米。
·雙絞線電纜的最大長度：
TP雙絞線：10米；當與FC RJ45接插座和FC TP電纜相連時最大可達100米。
2.3 CP443-1通訊模塊
2．3．1主要特點
·將SIMATIC S7-400連接到工業以太網
·組合模式的通訊服務：SEND/RECEIVE和S7通訊
·在AUI和工業雙絞線接口之間的自動切換
·配置可選軟件包的CP443-1通訊處理器用于工業以太網
2．3．2主要功能
CP443-1獨立地處理經過工業以太網的數據業務。模板有它自身的微處理器。層1到層4符合國際標準。CP443-1以組合模式運行，用于以下的通訊服務：
·SEND/RECEIVE；基于層4（ISO傳送），是經ISO傳送鏈路的簡單和優化的數據通訊接口。最多可傳送8K字節的數據。SEND/RECEIVE用于SIMATIC S7和SIMATIC S5之間，SIMATIC S7-300/400和計算機/PC之間的通訊。
需要的SEND和RECEIVE功能調用是工業以太網NCM S7的一個組成部分，它必須包含在S7用戶程序中。
·S7通訊；用于連接到S7-300（僅限于服務器），S7-400（客戶機和服務器），人-機接口設備和PC（用SOFTNET S7或S7-1413）。
應用編程器功能，經過工業以太網能對CPU進行遠程編程。
2．3．4組態
CP443-1通過編程器/PC和STEP 7進行組態。用戶友好也是組態階段的一個優先考慮因素：
·配置用于工業以太網的NCM S7；工業以太網用的NCM S7選件，它借助于組態ISO傳輸連接所需的功能來補充STEP 7。組態模板需要“用于工業以太網的NCM S7”組態軟件包。
·NCM是完全嵌入到STEP 7的環境中，SEND/RECEIVE需要的所有功能調用（FC）作為實例包括在供貨范圍內。
·遠程編程；網絡上所有S7站都可借助于編程器/OP功能進行遠程編程。
3、WINCC組態軟件
SIMATIC全集成自動化是降低自動化成本的最好解決方案。所有的組件-從PLC到工控機，從分布式I/O系統到過程控制系統都保留了它們各自的多樣性。SIMATIC全集成自動化是3個方向的集成：在組態和編程上；在數據存儲上；在通訊上。
SIMATIC WinCC是SIMATIC全集成自動化的一個重要的Step 7組成部分。對于用戶而言意味著，如在組態過程的符號表可連接到WinCC的變量中；為控制器生成的文字和控制消息在WinCC的消息系統中也可以使用；WinCC與SIMATIC PLC的通訊連接非常方便和高效。
SIMATIC WinCC的特點：
·采用現實最先進的軟件技術開發，延長軟件的生命周期。
·支持流行的客戶/服務器的體系結構和Internet/Intranet瀏覽器技術
·適應于從簡單到復雜的各種任務，根據用戶需要量身定做
·內置ODBC/SQL數據庫，方便的將生產數據集成到用戶企業管理系統中
·功能強大的標準化接口（例如OLE、ActiveX和OPC），方便連接第三方軟件
·開放的用戶程序接口API，WinCC中的數據和系統功能全面開放
·通用型腳本語言ANSI C數據結構和函數功能簡單靈活
·通過在線開發向導支持項目開發，簡化開發工作
·可在項目設計時支持多語種切換，通過菜單簡單實現
·在運行狀態下通過再線語言切換，可在世界范圍內應用
·內含SIMATIC PLC通訊接口，與其他制造商的控制設備的通訊以可選軟件方式提供
·與SIMATIC WinAC（軟PLC，基于PC的解決方案）協調一致的工作
·過程控制系統SIMATIC PCS 7的人機界面產品
·體現SIMATIC全集成自動化的概念，與PLC編程軟件STEP 7緊密結合，縮短項目開發周期
·提供豐富的可選功能和附加功能以滿足用戶對系統不同的要求
以下PLC通訊接口包含在WinCC的基本系統中
SIMATIC S7
·MPI（帶有S7方式）
·PROFIBUS（帶有S7方式）
·工業以太網（帶有S7方式）
·工業以太網TCP/IP方式（帶有S7方式）
·S7-Slot-PLC（WinAC）
SIMATIC S5
·3694R系列（RK512-方式）
·PG-SS系列（AS511-方式）
·工業以太網4層（HTB）
·工業以太網TF
·PROFIBUS FDL
SIMATIC 505
·串行可（編程端口）
·工業以太網4層
·工業以太網TCP/IP方式
PROFIBUS
·PROFIBUS-DP（1級管理者）
OPC-連接器（OPC-服務器）
DDE-連接器（DDE-服務器）
其他通訊接口如AEG Modicon，Allen-Bradley，GE Fanuc，Mitsubishi或者其他供應商的（例如FMS，PMC，SIPARATDR）通訊接口由可選軟件提供。
4、S7-400 PLC（CPU414-2 DP）
CPU414-2 DP適合于中等性能范圍的應用。它滿足對程序規模和指令處理速度等要求高的應用場合。內置的PROFIBUS-DP接口使它能作為主站直接連接到PROFIBUS-DP現場總線。
功能：
可配置的屬性
STEP 7硬件組態工具可用來設置參數以決定S7-400的屬性和響應，包括CPU，如：
·MPI多點接口；
站地址的定義
再啟動一周期的響應；
最大掃描周期時間和通訊負載的定義
·地址分配；
分布式I/O模板的編址
·保持區域
保持的位存儲器、計數器、定時器、數據塊和時鐘位存儲器的定義；地址的定義
·保護級；
程序和數據訪問權的定義
·系統診斷；
診斷信息處理和范圍的定義
·監視定時器中斷；
周期時間的定義
·組態
報告功能
·狀態和出錯/故障LED；
LED指示內部出錯或故障以及運行狀態如RUN（運行），STOP（停止），restart（再啟動），testing（測試）等。
·測試功能；
當執行程序時，編程器可用來顯示信號狀態；改變過程變量獨立于用戶程序；輸出存儲器內容；以步進方式分段運行程序，和禁止部分程序。
·系統信息
編程器可向用戶提供存儲器容量信息、CPU操作模式以及當前使用的用戶RAM和裝載存儲器的信息。
5、ET 200M分布式I/O
ET 200M是高密度配置的模塊化I/O站，保護等級為IP20。它可用S7-300可編程序控制器的信號、功能和通訊模塊擴展。由于模塊的種類眾多，ET 200M尤其適用于復雜的自動化任務。
可插入模擬量HART的輸入和輸出模塊意味著，ET 200M適用于過程控制。它也適于與冗余系統一起使用。ET 200M是在PROFI BUS-DP上的被動站（從站）。最大數據傳輸速率為12Mbit/s。ET 200M也可以在運行過程中，在有電源情況下配置S7-300 I/O模塊的有源總線模塊。其余模塊仍繼續運行。
模塊化ET 200M I/O站包括：
·IM 153接口模塊。
·最多有8個S7-300可編程序控制器的I/O模塊，以及電源，如果有需要
不需要對I/O模塊分配指定的槽。各個模塊可自由組合。
ET 200M經過IM 153接口連接到PROFIBUS-DP。它能應用光纖技術，經過IM 153-2FO，或經過一個附加的OLM（光纖鏈路模塊）或OLP（光纖鏈路插頭）連接到PROFIBUS-DP。
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