什麼是PLC
可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會頒佈的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它採用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，並能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易於與工業控制系統形成一個整體，易於擴展其功能的原則而設計。”
PLC基本組成
各種PLC的組成結構基本相同，主要有CPU,電源，儲存器和輸入輸出接口電路等組成。
• CPU通過地址總線、數據總線、控制總線與儲存單元、輸入輸出接口、通信接口、擴展接口相連。CPU是PLC的核心，它不斷採集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統輸出。
• PLC的存儲器包括系統存儲器和用戶存儲器，系統存儲器用於存放PLC的系統程序，用戶存儲器用於存放PLC的用戶程序。
• PLC的輸入輸出接口主要用於將按鈕，開關，各類傳感器傳入輸入接口，輸出接口是將CPU向外輸出的信號轉換成可以驅動外部執行元件，如指示燈，繼電器等。
• PLC的擴展接口的作用是將擴展單元和功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活，以滿足不同控制系統的需要；通信接口的功能是通過這些通信接口可以和上位機、其他的PLC，變頻器，伺服等相連，從而實現“人-機”或“機-機”之間的對話。
• PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源，內部的開關電源為PLC的CPU、存儲器等電路提供5V、12V、24V直流電源，使PLC能正常工作。
PLC的分類
一，小型PLC
小型PLC的I/O點數一般在128點以下，其特點是體積小、結構緊湊，整個硬件融為一體，除了開關量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊，通訊模塊等。
西門子S7-200SMART
西門子 S7-1200
二，中型PLC
中型PLC採用模塊化結構，其I/O點數一般在256~1024點之間。通訊聯網功能更強，指令系統更豐富，內存容量更大，掃描速度更快。
西門子 S7-300
三，大型PLC
一般I/O點數在1024點以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強。具有極強的自診斷功能。通訊聯網功能強，有各種通訊聯網的模塊，可以構成三級通訊網，實現工廠生產管理自動化。
西門子 S7-400
DCS系統介紹
DCS是分散控制系統(Distributed Control System)的簡稱，也有叫集散控制系統的，它是一個集合了計算機，通訊，顯示和控制的由過程控制和過程監控的計算機系統。DCS設計的理念是分散控制，集中管理，分級管理，配置靈活，組態方便。
DCS系統的特點：
高可靠性，因它基於多臺計算機控制，且系統架構採用了硬件冗餘，網絡容錯設計，即使某個硬件出現故障，系統也能在ms級恢復，不會影響系統的正常運行。
開放性，因它採用開放式，標準化，模塊化，網絡化設計，當需要增加或者改變一些功能時，可以通過增改硬件配置的方式實現要求。
靈活性，當控制要求變更時，可以通過編程軟件實現各種邏輯控制，複雜的算法，圖形化顯示等功能要求。
控制功能強大，它的控制算法豐富，具有多種PID控制功能，如串級控制，前饋控制等，支持高級語言，可以編寫更為複雜的算法。
西門子 PCS7
DCS系統介紹—特點及網絡結構
產品種類多樣化，全集成自動化，系統開放性，模塊化結構，具有強大的診斷功能，易學易用的編程語言，強大的控制功能。
廠級網絡：標準以太網，是建立服務器與操作站或上層廠級網絡通訊的關鍵。
控制總線層：工業以太網，是連接控制站（AS）與服務器或操作站的橋樑。
現場總線層：PROFIBUS-DP/PA，Modbus-RTU/TCP，FF總線，是聯繫控制站（AS）與現場站或設備的紐帶。
DCS系統介紹—AS站
1）遠程 I/O 站 ET 200M、 ET 200iSP、 ET 200S 和 ET 200pro 帶有 眾 多 的 性 價 比 極 高 的 信 號 模 塊 和 功 能 模 塊，通 過PROFIBUS DP 連接
2）通過 PROFINET 連接 ET 200M 遠程 I/O 站
3）通過 PROFIBUS DP/PA 或基金會現場總線 H1 連接分佈式智能現場 / 過程設備以及操作員終端（可進行冗餘組態，或在0、 1 、 2 或 20 、 21 、 22 等危險區域中使用）
4）ET 200M 遠程 I/O 站包括：
1 個或 2 個（冗餘）電源模塊
最多 2 個接口模塊：
- 1 或 2 個 （冗餘）高性能 IM 153-2 接口模塊，用於通過PROFIBUS SP 進行連接；或者，
- 1 個高性能 IM 153-4 PN 接口模塊，用於通過 PROFINET 進行連接最多 12 個 I/O 模塊，用於連接傳感器 /執行器。
DCS系統介紹—OS站
一般對於一個OS站由一下幾部分組成。
畫面1
PID 控制畫面
電機控制
趨勢
報警
DCS系統介紹—ES站程序編寫
一個工程師站可以組態所有的系統組件, 從OS經由AS到現場級對控制器, 操作站和BATCH站, 集中編譯/下載。
PCS7 編程界面
DCS系統介紹—ES站硬件組態
在這裡可以實現硬件的組態，包括硬件的添加，網絡配置，模塊的參數設置等。
DCS系統介紹—ES站編程
所有的控制功能，都是在這裡完成，對於西門子PCS7系統，我們常用的編程語言是 CFC，它就像搭積木一樣，把你需要的功能通過不同的功能塊搭建起來。PCS7可以將你搭建的每個功能塊，生成一個對應的面板。實現不同功能。這些面板都是軟件內置的，當然也可以自己開發適用的面板。
CFC程序及Faceplate
PID程序
DCS系統介紹—現場案例
在該現場使用了西門子PCS7系統，實現了硬件冗餘，即電源冗餘，CPU冗餘，網絡冗餘，I/O冗餘，且使用了故障安全模塊，提高了系統的可靠性，達到了SIL2等級。
PCS7 硬件
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