西门子6ES341-1BH02-0AE0介绍说明

 PLC和DCS作为自动控制领域的重要控制设施，越来越广泛的应用在各种生产控制现场中。在制造业这个生产大系统中，它们已经成为了ue的控制工具。针对PLC和DCS系统的应用，我们常常有这样的疑惑：PLC与DCS之间有什么区别和联系？使用时到底哪些方面是需要我们特别注意的？现阶段制约其技术发展的瓶颈又是什么？对此，e-works与从事多年PLC和DCS应用研究工作的华南理工大学副教授杨红进行了交流，探寻PLC和DCS的发展之谜。

    首先，工欲善其事，必先利其器。对于PLC和DCS之间的区别我们必须有个清晰的界定，别看它们同为控制工具，实际功能却大相径庭。杨教授解释到：所谓分散控制系统（DCS）是融计算机技术、控制技术、通信技术、CRT技术为一体，它主要是针对生产过程进行监视、控制、操作和管理的一种控制系统。而PLC叫可编程逻辑控制器。DCS和PLC用相似的地方，就是软件组态的基本配置，但是DCS更强大。例如数据库生成，历史数据生成，图形生成，报表生成和控制组态等。PLC控制的对象一般都比较简单，DCS则可以控制企业的全部设备，成为中央枢纽。在生产控制的战场上它们一为将才，一为帅才，相互之间不存在谁控制谁。PLC可以给信号DCS，反过来DCS也可以给信号于PLC，两者互相配合，其主从关系主要取决于对设备的要求。

    PLC的发展十分迅速，随之也从技术上带来了各种挑战，谈到如何突破现阶段PLC的发展瓶颈时，杨教授提出我们应该放宽眼界，思考如何实现一个国家层面的、通用的、共性的、全面的PLC平台？一个PLC通用平台，无论是作为信息化产品、控制技术产品还是两化融合的骨干产品，都应该被重点关注。平台包括研发/设计、制造、应用三部分，并给出通用PLC平台具体产品目标要求（系统硬件、软件）、功能要求（硬件、软件的通用性技术指标，性能的先进性与可靠性指标）。

    回顾DCS的发展之路，各个技术阶段的划分很重要的一点就是依仗微处理器的位数增加，有人甚至提出微处理器更新换代一次，DCS技术就会升一级。对此杨教授认为DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。因此，DCS技术必然随着微处理器的技术不断更新换代以顺应新系统的需要。

    针对硝烟四起的PLC和DCS市场，国外强企一直占主导地位，本土产品举步维艰，针对此种现状，杨教授结合上述所说，对国内PLC市场提出下列建议：

    ，建设一个国家层面的、通用的、共性的、全面的PLC平台。

    第二，从市场细分着手，以软件带动硬件发展。

    第三，共性技术的开发及所有权应归国家，推广方式可以借鉴国外经验。

    后，未来的PLC和DCS市场会朝着什么方向发展，杨教授做出这样的预测：长期以来，PLC始终处于工业控制自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎立之势。同时，PLC也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。在未来的较长时间里，这种格局将继续保持下去。对于DCS系统来说，小型化、多样化、PC化和开放性是未来发展的主要方向。目前小型DCS所占有的市场，已逐步与PLC、工业PC、FCS共享。今后小型DCS可能首先与这三种系统融合，而且“软DCS”技术将首先在小型DCS中得到发展。PC-based控制将更加广泛地应用于中小规模的过程控制中，各DCS厂商也将纷纷推出基于工业PC的小型DCS系统。开放性的DCS系统将同时向上和向下双向延伸，使来自生产过程的现场数据在整个企业内部自由流动，实现信息技术与控制技术的无缝连接，向着测控管一体化方向发展。

   2．1．4电站功能控制

    电站的控制方式有手动、自动和遥控3种。手动方式即工作人员在控制屏和设备旁手丁操作设备。监控系统设计有自动和遥控2种T作方式。a．自动控制。在系统运行模式为自动模式下，由PLC对电站工作状态进行自动控制管理，针对不同运行状态和需求。自动控制管理电站设备。b．界面遥控。在系统运行模式为遥控模式下，操作人员可以根据界面显示的各种信息，通过监控界面上按钮开关等控制电站设备。

    2．1．5安全功能

    本系统提供多种操作模式以及远程监控功能，为了避免在此过程中带来的现场操作的任意性和无序性，防止因误操作干扰系统的正常运行或导致系统瘫痪，造成不必要的损失。必须设置系统的安全功能。乱用户权限设置。为了防止人为误操作的发生，软件对用户的级别和权限作了限制，严格规定各类操作权限，使不具备操作资格的人员无法进行操作。b．优先级设置。对于手动操作、遥控操作与自动运行3种操作模式按照上述顺序进行优先级设置，避免3种操作模式混合运行。

    2．2软件程序设计

    监控软件分为PLC控制软件和触摸屏人机界面软件2部分。PLC程序实现数据处理、逻辑判断与控制执行等功能：触摸屏程序通过网络直接访问和修改PLC变量，实现控制功能，数据、状态的输出。显示和存储等功能。软件结构框图如图2所示。

    2．2．1 PLC控制程序设计

    船舶电力系统容量小，但是对供电可靠性要求高。任何断电事故都将危及船舶航行的安全。无人值守的自动化电站，要求有完善的防范措施，当出现设备故障或导致全船断电的趋势时，采用备用机组替换故障机组，以保持供电的连续性。即使出现断电现象，也要保证断电时间短，尽快恢复供电。电网失电故障处理流程如图3所示。

    图2 软件结构框图

    图3 电网失电故障处理流程

    PLC控制程序在满足以上要求的前提下，能根据电站的各种运行状态，采取相应的应对措施，确保电站持续稳定供电。控制程序主线流程见图4。其中自动并网过程由PPU完成，PPU接到PLC并网指令后。自动比较电网与待并柴油发电机组的电压差、频率差和相位差，自动调节待并发电机组，使之符合并网条件，然后并入电网。PPU同时用作调频、调载和负载转移等功能的主要执行单元。

    图4 控制程序主线流程