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PLC與DCS的差異

說(shuō)到PLC，就不得不提DCS，兩者如影隨形。

這個(gè)論題，在工業(yè)界現(xiàn)已爭(zhēng)辯了至少40年，要搞懂他們?cè)跔?zhēng)辯啥，就必定要弄清楚二者之間的根本差異。許多剛?cè)胄械呐笥眩酥磷鳂I(yè)幾年的老工程師都不能體系的講清楚這兩者的差異。今日我從歷史淵源的視點(diǎn)來(lái)談?wù)剝烧叩牟町悾谕麑?duì)咱們的了解有所幫助。

先導(dǎo)入觀念：DCS，側(cè)重于體系操控，而PLC，側(cè)重于邏輯操控。這是誰(shuí)規(guī)定的？為什么要這么區(qū)分呢？

從來(lái)源上說(shuō)：DCS是從模擬量外表發(fā)展起來(lái)的，以模擬量為主。PLC是從電氣繼電器發(fā)展起來(lái)的，以數(shù)字量為主。所以DCS側(cè)重于模擬量體系的全體操控，而PLC側(cè)重于局部的邏輯操控。

再?gòu)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上說(shuō)，他們大的差異還在于通訊，因?yàn)镈CS通訊網(wǎng)絡(luò)的通用性讓DCS具有很好的擴(kuò)展性。而PLC搭建好后則很難隨意增減，也就很難隨意擴(kuò)展了。

從穩(wěn)定性上說(shuō)，DCS為雙冗余，可完成無(wú)憂切換，而雙路PLC，成本就會(huì)較高。

從發(fā)展趨勢(shì)上說(shuō)，DCS和PLC各有優(yōu)勢(shì)，兩者分別向?qū)Ψ侥檬值男袠I(yè)彼此浸透和交融。

綜合來(lái)說(shuō)，DCS和PLC是在不同行業(yè)使用需求下的產(chǎn)品，在各自拿手范疇發(fā)揮價(jià)值。之所以有差異，主要是在使用需求方面，DCS常常使用在要求高檔操控算法的行業(yè)，如煉油行業(yè)；PLC因?yàn)樘幚硭俣瓤欤３Ｓ迷诼?lián)鎖上，乃至是故障安全體系上。DCS廠家吸收PLC的優(yōu)點(diǎn)來(lái)完善DCS的操控器的功用和穩(wěn)定性，PLC的廠家吸收DCS組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)是使PLC體系化。

經(jīng)過(guò)以上闡明，不難看出：

1、PLC是一種產(chǎn)品，由它能夠構(gòu)成DCS；

2、DCS 是進(jìn)程操控發(fā)展起來(lái)的，PLC是繼電器—邏輯操控體系發(fā)展起來(lái)的；

3、PLC 是設(shè)備，DCS是體系。DCS主要用于進(jìn)程自動(dòng)化，PLC主要用于離散制造業(yè)。

因而，也能夠簡(jiǎn)略的以為：DCS是廠站管理層，PLC是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。朋友們，今后記得哦，有人問(wèn)你DCS和PLC有什么差異的時(shí)候不要把他們敵對(duì)起來(lái)哦。

第三次工業(yè)革命成就了PLC的歷史地位，也成就了PLC的老爹莫利先生，很惋惜PLC之父莫利先生在上一年永遠(yuǎn)離開(kāi)了咱們，可是PLC作為重要的工業(yè)操控產(chǎn)品卻會(huì)一直延續(xù)下去，新一次的工業(yè)革命，PLC作為重要的現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備也將再放光芒。

PLC的體系構(gòu)成

世間萬(wàn)物都不是孤立存在的，他們都有必定的共性

前面講PLC發(fā)展歷史的時(shí)候提到，PLC的發(fā)生是為了處理繼電器操控的繁瑣問(wèn)題，供給自動(dòng)操控的水平，進(jìn)而簡(jiǎn)化操作人員的作業(yè)難度，說(shuō)到底就是用一套自動(dòng)操控設(shè)備來(lái)替代人的部分作業(yè)。那么這套操控設(shè)備必定是對(duì)人的功用進(jìn)行仿照的，并在這個(gè)基礎(chǔ)上不斷提高精度和功率。因而，咱們細(xì)心考慮不難發(fā)現(xiàn)，PLC操控體系就像一個(gè)簡(jiǎn)略的人一樣。有眼睛去發(fā)現(xiàn)，有手臂去履行，有大腦去運(yùn)算。往這方面考慮，對(duì)PLC體系的集成架構(gòu)就不難了解了。
在自動(dòng)化操控系統(tǒng)中，變頻器的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，變頻器對(duì)PLC模擬量干擾問(wèn)題也凸顯出來(lái)。下面舉一個(gè)變頻器對(duì)PLC模擬量干擾的比如以及用信號(hào)阻隔模塊克服此類干擾的解決辦法。

現(xiàn)象闡明

西門子PLC中AO點(diǎn)宣布一路4-20mA電流操控信號(hào)，輸出至西門子變頻器，無(wú)法操控變頻器發(fā)動(dòng)。

故障查找

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1、疑似模擬量輸出板卡問(wèn)題，用萬(wàn)用表測(cè)量4-20mA輸出信號(hào)，信號(hào)是正常的!

2、開(kāi)端懷疑是變頻器操控信號(hào)輸入端有了問(wèn)題，換了一臺(tái)同型號(hào)變頻器，問(wèn)題仍然如此。

3、用一臺(tái)手持式信號(hào)發(fā)射器做4-20mA輸出信號(hào)源，輸出規(guī)范電流信號(hào)至變頻器，這下變頻器發(fā)動(dòng)了，因此咱們排除了模擬量輸出板卡和變頻器的故障。

4、由此估測(cè)是變頻器的干擾信號(hào)傳導(dǎo)至模擬量通道所造成的。

5、為了驗(yàn)證，在PLC模擬量4-20mA輸出通道中加裝了一臺(tái)信號(hào)阻隔模塊TA3012，TA3012的輸入端子5、6接模擬量輸出模塊，輸出端子1、2端子接變頻器，3、4端子接外部24VDC供電電源，變頻器正常發(fā)動(dòng)了。

6、據(jù)此判定，問(wèn)題的本源在于變頻器干擾模擬量通道所造成的。
 系統(tǒng)組成：
電源模塊 (PS)（選件）
為S7-300/ET 200M 提供電源將，120/230V交流電壓轉(zhuǎn)變到所需要的24伏直流工作電壓
輸出電流2A、5A、10A*處理單元 (CPU)多種CPU，有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFIBUS-DP通訊接口等。 接口模塊 (IM)用于連接多機(jī)架配置的SIMATIC S7-300 的機(jī)架。
多配置4個(gè)機(jī)架。每個(gè)機(jī)架多可以插入8個(gè)模塊。在4個(gè)機(jī)架上多可安裝32個(gè)模塊。
IM 365
用于一個(gè)*機(jī)架和一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架的配置中
IM 365/IM 361
用于一個(gè)*機(jī)架和多4個(gè)擴(kuò)展機(jī)架的配置中
信號(hào)模塊 (SM)
用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出 通訊處理器 (CP)

用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 功能模塊 (FM)
用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。 存儲(chǔ)器
MMC DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌
用于模塊安裝 前連接器
用于簡(jiǎn)單而方便地連接傳感器和執(zhí)行器
更換模塊時(shí)允許保持接線
采用編碼元件以避免更
換模塊時(shí)的錯(cuò)誤
分為20針、40針兩種
S7－300主要支持的硬件有：
（1）電源（PS）
電源模塊提供了機(jī)架和CPU內(nèi)部的供電電源，置于1號(hào)機(jī)架的位置。
2）*處理器（CPU）
CPU存儲(chǔ)并處理用戶程序，為模塊分配參數(shù)，通過(guò)嵌入的MPI總線處理編程設(shè)備和PC、模塊、其它站點(diǎn)之間的通訊，并可以為進(jìn)行DP主站或從站操作裝配一個(gè)集成的DP接口。置于2號(hào)機(jī)架。
3）接口模塊（IM）
接口模塊將各個(gè)機(jī)架連接在一起。不同型號(hào)的接口模塊可支持機(jī)架擴(kuò)展或PROFIBUS8195;DP連接。置于3號(hào)機(jī)架，沒(méi)有接口模塊時(shí)，機(jī)架位置為空。
（4）信號(hào)模塊（SM）
通常稱為I/O（輸入/輸出）模塊。測(cè)量輸入信號(hào)并控制輸出設(shè)備。信號(hào)模塊可用于數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，還可用于進(jìn)行連接，如傳感器和啟動(dòng)器的連接。

5）功能模塊（FM）
用于進(jìn)行復(fù)雜的、重要的但獨(dú)立于CPU的過(guò)程，如：計(jì)算、位置控制和閉環(huán)控制。
（6）通訊處理器（CP）
模塊化的通訊處理器通過(guò)連接各個(gè)SIMATIC站點(diǎn)，如：工業(yè)以太網(wǎng)，PROFIBUS或串行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接等。
后三個(gè)模塊在機(jī)架上可以任意放置，系統(tǒng)可以自動(dòng)分配模塊的地址。
需要說(shuō)明的是，每個(gè)機(jī)架多只能安裝8個(gè)信號(hào)模塊、功能模塊或通訊模塊。如果系統(tǒng)任務(wù)超過(guò)了8個(gè)，則可以擴(kuò)展機(jī)架（每個(gè)帶CPU的*機(jī)架可以擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架）。8195;
各個(gè)模塊的性能具體如下：
1）電源模塊（PS）
電源模塊用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC電源。
（2）CPU模塊
各種CPU 有各種不同的性能，例如，有的CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的CPU上集成有PROFI- BUS-DP通訊接口等。
以上只是列出了部分指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)還要參的手冊(cè)。
3）接口模塊
接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過(guò)分布式的主機(jī)架(CR)和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)，可以操作多達(dá)32個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。
（4）信號(hào)模塊
信號(hào)模塊用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，又分DI/DO（數(shù)字量輸入/輸出）和AI/AO（模擬量輸入/輸出）模塊