西门子变频器6SL3210-5BE15-5UV0

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PLC与DCS、FCS控制系统的区别及联系

 1.三大系统的要点

  PLC、DCS、FCS是目前工业自动化领城所使用的三大控制系统,下面简单介绍一下各自的特点，然后再介绍一下它们之间的融合。

  (1) DCS集散控制系统(DCS,Distributed Control System)是集4C(Communication,Computer, Control,CRT)技术于一身的监控系统。它主要用于大规模的连续过程控制系统中，如石化、电力等,在20世纪70年代到90年代末占据主导地位。其核心是通信,即数据公路。它的基本要点是:

  ●从上到下的树状大系统,其中通信是关键;

  ●控制站连接计算机与现场仪表、控制装置等设备;

  ●整个系统为树状拓扑和并行连线的链路结构,从控制站到现场设备之间有大量的信号电缆;

  ●信号系统为模拟信号、数字信号的混合;

  ●设备信号到I/O板一对一物理连接,然后由控制站挂接到局域网LAN;

  ●可以做成很完善的冗余系统;

  ●DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。

  (2) PLC初,PLC是为了取代传统的继电器控制系统而开发的,所以它适合在以开关量为主的系统中使用。由于计算机技术和通信技术的飞速发展,使得大型PLC的功能地增强,以至于它后来能完成DCS的功能。另外加上它在价格上的优势,所以在许多过程控制系统中PLC也得到了广泛的应用。大型PLC构成的过程控制系统的要点是:

  ●从上到下的结构,PLC既可以作为立的DCS,也可以作为DCS的子系统;

  ●可实现连续PID控制等各种功能;

  ●可用一台PLC为主站,多台同类型PLC为从站,构成PLC网络;也可用多台PLC为主站,多台同类型PLC为从站,构成PLC网络。

  (3) FCS现场总线技术以其的开放性、全数字化信号系统和的通信系统给工业自动化领域带来了“革命性”的冲击,其核心是总线协议,基础是数字化智能现场设备,本质是信息处理现场化。FCS的要点是:

  ●它可以在本质安全、危险区域、易变过程等过程控制系统中使用,也可以用于机械制造业、楼宇控制系统中,应用范围非常广泛;

  ●现场设备高度智能化,提供全数字信号;

  ●一条总线连接所有的设备;

  ●系统通信是互联的、双向的、开放的,系统是多变量、多节点、串行的数字系统;

  ●控制功能分散。

  2.目前PLC、DCS和FCS系统之间的融合

  每种控制系统都有它的特色和长处,在一定时期内，它们相互融合的程度可能会大大超过相互排斥的程度。这三大控制系统也是这样，比如PLC在FCS中仍是主要角色,许多PIC都配置上了总线模块和接口,使得PLC不仅是FCS主站的主要选择对象，也是从站的主要装置。DCS也不甘落后,现在的DCS把现场总线技术包容了进来,对过去的DCSI/O控制站进行了的改造,编程语言也采用标准化的PLC编程语言。第四代的DCS既保持了其可靠性高、信息处理功能强的特点,也使得底层真正实现了分散控制。目前在中小型项目中使用的控制系统比较单一和明确,但在大型工程项目中,使用的多半是DCS、PLC和FCS的混合系统。

除了现有的集成模拟量输入/输出之外，模拟扩展模块还可以提供更多的模拟量输入/输出使用选择。

这为用户提供了下列优势：

信号模板

信号模块具有与基本设备相同的设计特点。

信号板

信号板直接插到每个 S7-1200 CPU 前面的插座中。

说明

信号模块不能与 CPU 1211C 一起使用。
信号板可以与 SIMATIC S7-1200 的所有 CPU 一起使用。

S7-1500系列

 S7-200CN系列

模拟量扩展模块

模拟量扩展模块提供了模拟量输入/输出的功能，优点如下：

1、*适应性

可适用于复杂的控制场合

2、直接与传感器和执行器相连，12位的分辨率和多种输入/输出范围能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连，例如EM231 RTD模块可直接与PT100热电阻相连

3、灵活性

当实际应用变化时，PLC可以相应地进行扩展，并常容易的调整用户程序。

 S7-300系列  描述

HART 模块

模拟量输入/输出模块用于处理自动化系统中的模拟量输入/输出任务。模拟传感器和执行器可以通过这些模块连接到自动化系统。
使用模拟量输入/输出模块给用户提供以下优点：

模拟量输入模块具有下列机械特性：

紧凑型设计

坚固的塑料机壳里包括：

安装方便

模块安装在 DIN 导轨上并通过总线连接器连接到相邻模块。没有插槽规则；输入地址由插槽决定。

当在 ET 200M 分布式 I/O 系统中与有源总线模块一起使用时，可以对数字量输入/输出模块进行热插拔，而不会有任何反应。其它模块继续工作。

方便用户接线

装置单元通过前置连接器连接。当*连接模块时，编码设备锁定在连接器中，这样该连接器只能适合于同样类型的模块。更换模块时，对于新的同类型模块，可原封不动保持前连接器的接线状态。这样可以避免在更换模块的过程中将已接线的前连接器插入到错误模块中。

  S7-400系列  描述  描述

模拟量输入/输出模块用于处理自动化系统中的模拟量输入/输出任务。 模拟传感器和执行器可以通过这些模块连接到自动化系统。 
使用模拟量输入/输出模块给用户提供以下优点：

所有的FP1系列PLC都具有子程序功能，其中，FP1-C14和PP1-C16两种机型Zui多可使用8个子程序(SUB0～SUB7)，而FP1系列的其他机型则可以使用16个子程序(SUB0～SUB15)。

  一般地，使用子程序功能必须用到以下几条指令：

  ①子程序调用指令CALL 该指令用于调用指定的子程序，它可以出现在主程序区、中断服务程序区、子程序区。在同一个程序中，允许同时存在多个相同标号的CALL指令而且在子程序中还可以出现CALL指令，这种结构叫作“嵌套”。但是应注意，在一个子程序中，Zui多只可以有四层嵌套。

  ②子程序进入指令SUB一旦CALL指令被触发，程序就会跳转到对应标号的子程序去执行，SUB指令就是表示由子程序开始。由它和后面介绍的RET指令包括的部分就是子程序区。在一个程序中，不允许出现两个或两个以上相同标号的SUB指令。另外，在SUB 指令与RET指令间，不允许出现和SUB指令标号相同的CALL指令。

  ③子程序返回指令ERT 在SUB指令和ERT指令间的程序为子程序，当机器执行RET指令时，表示子程序结束，程序返回到CALL指令地址后面的下一条指令去执行。当触发信号闭合时，CALL指令被激活，程序将跳转到与该CALL指令标号相同的SUB指令去执行，直至遇到一条RET指令，然后程序返回执行CALL指令地址的下一条指令。一般规定，子程序放置在主程序之外，即"ED"指令之后。