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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 ControlSystem)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;
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采用了集中控制的全部控制对象的动作由同一台PLC进行控制，对象间的动作协调性好，现场调试方便。另外，控制对象间的数据传送、状态检测无需专门的通信线路与通信程序，故可以降低生产成本，方便调试与维修。
集中控制的缺点是当控制对象的某一部分发生故障时，全系统都要停止工作。因此，在PLC选择、系统设计时应特别注重系统的安全性与"冗余"条件。
③远程I/O控制系统
远程I/O控制系统可以说是集中控制系统的一种，它同样是由一台PLC控制多个控制对象，但远程I/O控制系统中的部分控制对象远离PLC主机布置，需要通过远程I/O模块与主机进行连接。远程I/O控制系统适用于设备体积较大，控制对象相对分散，但对象动作间有协同控制要求的场合。
采用远程控制的PLC系统与单机控制、集中控制的区别主要是在PLC主机与远程I/O的通信上。远程I/O控制系统一般都需要采用现场总线(如PROFIBUS-DP、CC-Link等)进行PLC与I/O单元间的数据通信与信息交换，它对PLC的通信功能有一定的要求。
远程控制系统的硬件构成，需要在单机与集中控制1/O模块、功能模块以及其他辅助控制装置(如伺服驱动器、变频器、外部传感器)的基础上，增加远程I/O模块、总线接口通信模块、现场总线等必要的功能模块与硬件设施。为了更好地对控制现场进行观察与监控，系统中一般需要现场监视器、状态显示器等必要的外部设备，系统构成相对较复杂。
●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。
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(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的功能极大地增强,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既可以作为独立的DCS,也可以作为DCS的子系统;
●可实现连续PID控制等各种功能;
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西门子PLC节省输入输出点数的方法有哪些
在系统块中单击“背景时间"标签,可设置后台通信时间。在运行方式修改程序后的下载过程或语句表状态监控时产生通信请求。可以设置处理通信请求的时间与扫描周期的百分比,*大值为50%。增大该百分比将增大扫描周期,使控制过程变慢。
可编程序控制器的每一I/O点的平为价格高让数十元，成少所需I/O点数是降低系统硬件费用的主要措施。
减少所需输人点数的方法
1.分时分组输入
自动程序和手动程序不会同时执行,白动和手动这两种工作方式分别使用的输人量可以分成两组输人(见图8-4)。11.0用来输人白动/手动命令信号,供自动程序和手动程序切换之用。
图的二极管用来切新寄生电路。假设图中没有二极管,系统处于自动状态,S1.S2.S3闭合,S4断开,这时电流从L端予流出,经S3、S1、S2形成的寄生回路流人I0,.1端子,使输人位I0.1错误地变为0N。各开关串联了二极管后,切断了寄生回路,避免了错设输人的产生。
●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现场总线技术以其彻底的开放性、全数字化信号系统和高性能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;
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●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;
●控制功能彻底分散。
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控制站进行了彻底的改造,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、高端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。
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西门子S7-400PLC扩展接口模块
①模块参数 如前所述，S7-400 PLC 扩展必须使用IM系列扩展接口模块，以连接中央控制单元与扩展单元。
西门子S7-400PLC使用的各种接口模块的使用范围与主要参数如表2-55所示。
西门子S7-400PLC扩展接口模块
安装与外形扩展接口单元在机架上的安装位置固定，在扩展单元上，它始终处在扩展机架的*右侧;在中央控制单元上，它依次由*右侧向左布置。
为发送接口IM460-0、IM460-1、IM460-3、IM460-4的外形图;图2-110(b)为发送接口IM463-2的外形图。
发送接口上部安装有EXTF、Cl、C2指示灯。EXTF灯亮表示接口电线连接中断或连接故障。指示灯Cl、C2分别代表接口连接线路1、2的工作状态，灯亮表明对应的线路工作正常;灯闪烁表明扩展单元工作尚未准备好(如扩展单元未通电或模块初始化未完成)。
模块下部的连接器X1、X2用于连接两路扩展单元。
对于S5系列扩展接口，还安装有接口选择开关与连接距离选择开关。接口选择开关可以选择C1/C2同时OFF、C1-ON、C2-ON与C1/C2同时ON四种工作方式;距离选择开关可以选择1～100m、100～250m、250～450m、450～600m四种连接距离。使用时可以根据实际情况设定。