西门子模块6SE7031-5ES87-1FE0

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控制类产品名目繁多，各家叫法不一。通常使用的控制类产品包括dcs、plc两大类。我们又将dcs的概念拓展到fcs。

    dcs（distributed contorlsystem）,集散控制系统，又称分布式控制系统。

    plc（program logic control）,可编程逻辑控制器。

    fcs（field bus contorl syestem），现场总线控制系统

   发展到现在，dcs和plc之间没有一个严格的界线，在大多数人看来，大的系统就是dcs，小的系统就叫plc。当然，这么说也不是不可以，但是还不对。现在我们来重新建立这个观念。

    首先，dcs和plc之间有什么不同？

    一、从发展的方面来说

   dcs从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此，dcs从先天性来说较为侧重仪表的控制，比如我们使用的abbfreelance2000dcs系统甚至没有pid数量的限制（pid,比例微分积分算法，是调节阀、变频器闭环控制的标准算法，通常pid的数量决定了可以使用的调节阀数量）。

   plc从传统的继电器回路发展而来，较初的plc甚至没有模拟量的处理能力，因此，plc从开始就强调的是逻辑运算能力。

    二、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说

   市场上控制类产品繁多，无论dcs还是plc，均有很多厂商在生产和销售。对于plc系统来说，一般没有或很少有扩展的需求，因为plc系统一般针对于设备来使用。一般来讲，plc也很少有兼容性的要求，比如两个或以上的系统要求资源共享，对plc来讲也是很困难的事。而且plc一般都采用专用的网络结构，比如西门子的mpi总线性网络，甚至增加一台操作员站都不容易或成本很高。

   dcs在发展的过程中也是各厂家自成体系，但大部分的dcs系统，比如西门子、abb、霍尼维尔、ge、施耐德等等，虽说系统内部（过程级）的通讯协议不尽相同，但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络，采用标准或变形的tcp/ip协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中，控制器、计算机均作为一个节点存在，只要网络到达的地方，就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外，基于bbbbbbs系统的opc、dde等开放协议，各系统也可很方便的通讯，以实现资源共享。

    三、从数据库来说

   dcs一般都提供统一的数据库。换句话说，在dcs系统中一旦一个数据存在于数据库中，就可在任何情况下引用，比如在组态软件中，在监控软件中，在趋势图中，在报表中……而plc系统的数据库通常都不是统一的，组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。为什么常说西门子的s7400要到了414以上才称为dcs？因为西门子的pcs7系统才使用统一的数据库，而pcs7要求控制器起码到s7414-3以上的型号。

    四、从时间调度上来说

   plc的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。plc程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。（现在一些新型plc有所改进，不过对任务周期的数量还是有限制）而dcs可以设定任务周期。比如，快速任务等。同样是传感器的采样，压力传感器的变化时间很短，我们可以用200ms的任务周期采样，而温度传感器的滞后时间很大，我们可以用2s的任务周期采样。这样，dcs可以合理的调度控制器的资源。

    五、从网络结构发面来说

   一般来讲，dcs惯常使用两层网络结构，一层为过程级网络，大部分dcs使用自己的总线协议，比如西门子和abb的profibus、abb的canbus、施耐德的modbus等，这些协议均建立在标准串口传输协议rs232或rs485协议的基础上。现场io模块，特别是模拟量的采样数据（机器代码，213/扫描周期）十分庞大，同时现场干扰因素较多，（关注全球电气资源：）因此应该采用数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。基于rs485串口异步通讯方式的总线结构，符合现场通讯的要求。

   io的采样数据经cpu转换后变为整形数据或实形数据，在操作级网络（第二层网络）上传输。因此操作级网络可以采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准，同时因操作级网络一般布置在控制室内，对抗干扰的要求相对较低。因此采用标准以太网是较佳选择。tcp/ip协议是一种标准以太网协议，一般我们采用100mbit/s的通讯速度。

   plc系统的工作任务相对简单，因此需要传输的数据量一般不会太大，所以常见的plc系统为一层网络结构。过程级网络和操作级网络要么合并在一起，要不过程级网络简化成模件之间的内部连接。plc不会或很少使用以太网。

    六、从应用对象的规模上来说

   plc一般应用在小型自控场所，比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁，而大型的应用一般都是dcs。当然，这个概念不太准确，但很直观，习惯上我们把大于600点的系统称为dcs，小于这个规模叫做plc。我们的热泵及qcs、横向产品配套的控制系统一般就是称为plc。

   说了这么多plc与dcs的区别，但我们应该认识到，plc与dcs发展到今天，事实上都在向彼此靠拢，严格的说，现在的plc与dcs已经不能一刀切开，很多时候之间的概念已经模糊了。现在，我们来讨论一下彼此的相同（似）之处。

    1从功能来说

   plc已经具备了模拟量的控制功能，有的plc系统模拟量处理能力甚至还相当强大，比如西门子的s7400、ab的controllogix和施耐德的系统。而dcs也具备相当强劲的逻辑处理能力，比如我们在ac800f上实现了一切我们可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。

    2从系统结构来说

   plc与dcs的基本结构是一样的。plc发展到今天，已经全面移植到计算机系统控制上了，传统的编程器早就被淘汰。小型应用的plc一般使用触摸屏，大规模应用的plc全面使用计算机系统。和dcs一样，控制器与io站使用现场总线（一般都是基于rs485或rs232异步串口通讯协议的总线方式），控制器与计算机之间如果没有扩展的要求，也就是说只使用一台计算机的情况下，也会使用这个总线通讯。但如果有不止一台的计算机使用，系统结构就会和dcs一样，上位机平台使用以太网结构。这是plc大型化后和dcs概念模糊的原因之一。

    3plc和dcs的发展方向

   小型化的plc将向更专业化的使用角度发展，比如功能更加有针对性、对应用的环境更有针对性等等。大型的plc与dcs的界线逐步淡化，直至完全融和。

   dcs将向fcs的方向继续发展。fcs的核心除了控制系统更加分散化以外，特别重要的是仪表。fcs在国外的应用已经发展到仪表级。控制系统需要处理的只是信号采集和提供人机界面以及逻辑控制，整个模拟量的控制分散到现场仪表，仪表与控制系统之间无需传统电缆连接，使用现场总线连接整个仪表系统。

    如何正确对待plc和dcs？

   我个人从不强调plc和dcs之间孰优孰劣，我把它们使用了一个新名词“控制类产品”。我们提供给用户的是较适合用户的控制系统。绝大多数用户不会因为想使用一套dcs而去使用dcs，控制类产品必须定位在满足用户的工艺要求的基础之上。其实提出使用dcs还是plc的用户大抵是从没接触过自控产品或有某种特殊需求的。过分强调这个东东只会陷入口舌之争。

   从plc与dcs之间的区别和共同之处我们了解了控制类产品的大抵情况。注意，作为专业人士，我们自己不要为产品下plc还是dcs的定义，自己的心理上更不能把产品这样来区别对待

1、前言
    可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。早期的plc以数字量的顺序控制为主，提供了简单的慢速的通信功能（只支持rs232、rs485、多采用modbus协议），现在的plc不仅具有逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作，而且还具有a / d、d / a转换，数值计算和数据处理等功能。它既可以对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制，随着plc功能不断扩充，它还有通讯联网功能，举例c200hx / hg / he的omron plc的cpu内的rs - 232c端口和外设端口支持通信功能就有与编程设备（如编程器，lss，或sss （中文版））进行通信、与个人计算机和其它外设进行上位机链接通信、与个人计算机和其它外设进行rs - 232c、与其它pc进行1:1、再有是与装有nt链接接口的可编程终端（pt）进行nt链接通信（1:1、1:n），本课题就是基于omron plc的链接通信（有通信协议），用vc++开发的上位机与plc间的通信。   
2、omron plc的通信协议
    目前，随着plc的快速发展，越来越多的plc生产厂商开发了它与计算机的通信功能（主要是利用计算机串口进行通信），本文是以c200he plc为例，作详细阐述，本文的通信协议采用的是上位机链接通信。上位机链接通信通过在上位机与plc之间交换命令和应答实现的。在一次交换中传输的命令和应答数据称为一帧，一个帧*多可包含131个数据字符。 
    命令帧格式 
    从上位机发送一个命令时，按下示的格式排列命令数据

@符号必须置于每个命令的开头，节点号是用来辨识每一台plc的节点，在本文中，它设置plc的dm6558单元中，识别码设置两字符的命令代码，设置通信是读写plc的哪个寄存器单元，例读写ir / sr区时它的识别码设置分别为rr和wr，读写dm区分别为rd和wd。正文设置命令参数，包括所要读写plc寄存器单元的起始地址和字数。fcs是设置两字符的帧检查顺序码，是一个转换成2个ascii字符的8位数据，这8位数据为从帧开始到正文结束（即fcs之前）所有数据执行“异或”操作的结果。终止符设置“*”和回车（chr $（13））两字符，表示命令结束。命令帧可以有*多131个字符长。一个等于或大于132字符的命令必须分成若干帧。命令分段，使用回车定界符（chr $（13））。 
    应答帧格式

识别码和正文取决于接收到的上位机联结命令，结束码表示命令完成的状态（即是否有错误发生），当应答超过132字符，它必须分成若干帧。结束码是应答帧中表示plc应答的信息。例结束代码为00表示正常结束，13表示fcs错误，14表示格式错误，15表示入口码数据错误，18表示帧长度错误，a3表示传输数据时因fcs错误引起终止，a8表示传输数据时因帧长度错误引起终止。 
    本文的上位机命令帧包括读写plc单元中的数据的命令。读命令帧为：@01rr0100000141* + chr $（13），意思是上位机读取节点为1的plc中的ir0100单元中的内容。写命令帧为：@01wr0100000171* + chr $（13），意思是写一个数到节点为1的plc的ir0100单元中。 
3、系统结构图
    下图是计算机与plc通信的组成系统图

上位计算机与多个plc进行通信，必须连接一个rs232 / 422电平转换器，rs422采用平衡发送接收方式，它具有传输距离长、抗干扰能力强和多点通信能力，*多可以接32台plc，如图1所示，每一台plc都必须挂一个com06单元进行rs422方式连接，所有的plc与计算机间的通讯采用的是plc上位机链接通信协议。
3.1 硬件设置 
    rs232 / 422转换器的设置开关拨到422方式，omron plc上的com06通信板单元同样设置为422方式和四线制。 
3.2 参数设置 
    上下位机的通信波特率设置为9600，数据格式设置为e，7，2。 
3.3 节点设置 
    在plc的dc6558单元中设置节点号00（初始值）~ 31（号机）。 
4、用visual c++6.0编写串行通信程序
    本文的上位机链接通信程序是用visual c++6.0编写的，主要是利用vc++中的一个通信控件来实现的。 
    首先利用mfc appwizard ( exe ) 建立一个基于对话框，支持activex控件，命名为transcomn的应用程序。然后在对话框中加入一些控件，其中那个电话形状的控件必须是在系统中注册过的