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PLC與DCS的差異

說到PLC，就不得不提DCS，兩者如影隨形。

這個論題，在工業(yè)界現(xiàn)已爭辯了至少40年，要搞懂他們在爭辯啥，就必定要弄清楚二者之間的根本差異。許多剛入行的朋友，乃至作業(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來談談兩者的差異，期望對咱們的了解有所幫助。

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

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

再從網絡結構上說，他們最大的差異還在于通訊，因為DCS通訊網絡的通用性讓DCS具有很好的擴展性。而PLC搭建好后則很難隨意增減，也就很難隨意擴展了。

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

從發(fā)展趨勢上說，DCS和PLC各有優(yōu)勢，兩者分別向對方拿手的行業(yè)彼此浸透和交融。

綜合來說，DCS和PLC是在不同行業(yè)使用需求下的產品，在各自拿手范疇發(fā)揮價值。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因為處理速度快，常常用在聯(lián)鎖上，乃至是故障安全體系上。DCS廠家吸收PLC的優(yōu)點來完善DCS的操控器的功用和穩(wěn)定性，PLC的廠家吸收DCS組態(tài)和網絡的優(yōu)點來是使PLC體系化。

經過以上闡明，不難看出：

1、PLC是一種產品，由它能夠構成DCS；

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

3、PLC 是設備，DCS是體系。DCS主要用于進程自動化，PLC主要用于離散制造業(yè)。

因而，也能夠簡略的以為：DCS是廠站管理層，PLC是現(xiàn)場設備層。朋友們，今后記得哦，有人問你DCS和PLC有什么差異的時候不要把他們敵對起來哦。

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離開了咱們，可是PLC作為最重要的工業(yè)操控產品卻會一直延續(xù)下去，新一次的工業(yè)革命，PLC作為最重要的現(xiàn)場層設備也將再放光芒。

PLC的體系構成

世間萬物都不是孤立存在的，他們都有必定的共性

前面講PLC發(fā)展歷史的時候提到，PLC的發(fā)生是為了處理繼電器操控的繁瑣問題，供給自動操控的水平，進而簡化操作人員的作業(yè)難度，說到底就是用一套自動操控設備來替代人的部分作業(yè)。那么這套操控設備必定是對人的功用進行仿照的，并在這個基礎上不斷提高精度和功率。因而，咱們細心考慮不難發(fā)現(xiàn)，PLC操控體系就像一個簡略的人一樣。有眼睛去發(fā)現(xiàn)，有手臂去履行，有大腦去運算。往這方面考慮，對PLC體系的集成架構就不難了解了。

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在自動化操控系統(tǒng)中，變頻器的運用越來越廣泛，變頻器對PLC模擬量干擾問題也凸顯出來。下面舉一個變頻器對PLC模擬量干擾的比如以及用信號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點宣布一路4-20mA電流操控信號，輸出至西門子變頻器，無法操控變頻器發(fā)動。

故障查找

1、疑似模擬量輸出板卡問題，用萬用表測量4-20mA輸出信號，信號是正常的!

2、開端懷疑是變頻器操控信號輸入端有了問題，換了一臺同型號變頻器，問題仍然如此。

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

4、由此估測是變頻器的干擾信號傳導至模擬量通道所造成的。

5、為了驗證，在PLC模擬量4-20mA輸出通道中加裝了一臺信號阻隔模塊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)動了。

6、據此判定，問題的本源在于變頻器干擾模擬量通道所造成的。

留意事項

在PLC和變頻器一起運用的自控系統(tǒng)中，應該側重留意一下事項：

    PLC供電電源與動力系統(tǒng)電源(變頻器電源)分別配置，且PLC的供電應該挑選阻隔變壓器;

    動力線盡量與信號線分隔，信號線要做屏蔽;

    無論是模擬信號輸入還是模擬信號輸出，模擬量通道一概運用信號阻隔模塊;

    PLC程序里做軟件濾波規(guī)劃;

    信號地與動力地分隔規(guī)劃。

plc操控體系與電網的接地方法主要有三種，分別是共地方法、浮地方法、機殼共地與電路浮地。
1.共地方法

在共地方法中，PLC整個操控系以地上為參閱，將機殼與接地址及接地線悉數連在同時。大型工廠中有部分PLC體系選用了共地式的接地方法。在大地地位不易改變的地方，主要選用共地方法。大地電位穩(wěn)守時，整個布線體系的電位也不會輕易發(fā)生改變，機殼接地的方法便會比較安全 便于運用。
2.浮地方法

在大地電位不穩(wěn)定的地方，大地地位改變大就會導致體系電位不穩(wěn)定，PLC布線中的線路則會遭到很大的干擾，這種情況下則選用浮地方法較為穩(wěn)當。在PLC操控體系中，機殼與電路接地址相連，而且懸浮在空中而不觸摸地上，主要選用絕緣膠墊以便在機殼與大地之間離隔。同時要對進線選用絕緣辦法。浮地方法的接地辦法也能夠有用的防止干擾，大地電位改變與電磁感應的干擾因而而大大削弱。但這種方法的缺陷是由于整個體系線路選用浮地方法，因而機殼上會起靜電，操作起來存在一定的風險。
3.機殼共地、電路浮地

這種方法是共地方法與浮地方法的結合。這種方法具有清楚明了得長處，由于機殼接地，所以操作上較為安全，而同時由于接地址獨立，便可削弱大地電位改變發(fā)生的擾動效應。這種接地方法不管從安全出產的視點，還是維護設備的視點，都具有其合理性與明顯優(yōu)勢，因而在煉鐵廠得到廣泛的使用。

在多值計算操作中，所有的CPU的運行行為像一個CPU，也就是說，當一個CPU進入STOP狀態(tài)，其他的也停止。幾個CPU的動作可以通過同步指令選擇性地協(xié)調調用。此外，CPU之間的數據交換通過高速的全局數據通訊機制。

數據/程序存儲器

從精細分級的各種CPU中選擇合適的CPU取決于集成工作存儲區(qū)的大小。集成裝載存儲器（RAM）足以滿足中小型企業(yè)方案。對于大型程序，通過插入RAM或FEPROM存儲卡增大裝載內存（64 KB到64 MB）。

特殊功能

S7- 400 CPU有一些非常有用的特殊功能：

從工程工作站通過網絡更新固件實現(xiàn)更簡單和快速的升級

通過一個系統(tǒng)功能實現(xiàn)額外的寫保護（例如沒有從PC器件到CPU）

通過讀取存儲卡的序列號獲得保護，因此，保證了程序只與特定的存儲卡一起運行
集成的路由功能允許在不同總線系統(tǒng)和網絡問數據記錄，例如控制級PC可以通過S7 -400控制器與連接在PROFINET或者PROFIBUS接口上的現(xiàn)場設備進行通訊。

在當今全球經濟競爭激烈的環(huán)境下，制造工藝的細小改進可產生巨大的競爭優(yōu)勢。這種觀念正在驅使工廠車間發(fā)生根本性的轉變。制造商正在部署的傳感器技術，采用新的控制架構，并開始挖掘“大數據”和數據分析的潛力。

每個控制器中都包含有以下組件：· 一個中央處理器(CPU)，用于執(zhí)行用戶程序· 一個或多個電源 信號模塊，用作輸入/輸出以及相應的工藝模塊和通信模塊。

西門子S7-400系列：

序號    定貨號    注釋
電源模塊    
1    6ES7 407-0DA02-0AA0    電源模塊(4A)
2    6ES7 407-0KA02-0AA0    電源模塊(10A)
3    6ES7 407-0KR02-0AA0    電源模塊(10A)冗余
4    6ES7 407-0RA02-0AA0    電源模塊(20A)
5    6ES7 405-0DA02-0AA0    電源模塊(4A)
6    6ES7 405-0KA02-0AA0    電源模塊(10A)
7    6ES7 405-0RA01-0AA0    電源模塊(20A)
8    6ES7 971-0BA00    備用電池
CPU    
9    6ES7 412-3HJ14-0AB0    CPU 412-3H; 512KB程序內存/256KB數據內存
10    6ES7 414-4HM14-0AB0    CPU 414-4H; 冗余熱備CPU 2.8 MB RAM
11    6ES7 417-4HT14-0AB0    CPU 417-4H; 冗余熱備CPU 30 MB RAM
12    6ES7 400-0HR00-4AB0    412H 系統(tǒng)套件包括 2 個CPU、1個H型中央機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS407 10A)
13    6ES7 400-0HR50-4AB0    412H 系統(tǒng)套件包括 2 個CPU、1個H型中央機架、2個電源、2個1M 存儲卡、4個同步模塊、2根同步電纜，以及4個備用電池(PS405 10A)
14    6ES7 412-1XJ05-0AB0    CPU412-1,144KB程序內存/144KB數據內存
15    6ES7 412-2XJ05-0AB0    CPU412-2,256KB程序內存/256KB數據內存
16    6ES7 414-2XK05-0AB0    CPU414-2,512KB程序內存/512KB數據內存
17    6ES7 414-3XM05-0AB0    CPU414-3,1.4M程序內存/1.4M數據內存 1個IF模板插槽

18    6ES7 414-3EM05-0AB0    CPU414-3PN/DP 1.4M程序內存/1.4M數據內存 1個IF模板插槽
19    6ES7 416-2XN05-0AB0    CPU416-2,2.8M程序內存/2.8M數據內存
20    6ES7 416-3XR05-0AB0    CPU416-3,5.6M程序內存/5.6M數據內存 1個IF模板插槽
21    6ES7 416-3ER05-0AB0    CPU416-3PN/DP 5.6M程序內存/5.6M數據內存 1個IF模板插槽
22    6ES7 416-2FN05-0AB0    CPU416F-2,2.8M程序內存/2.8M數據內存
23    6ES7 416-3FR05-0AB0    CPU416F-3PN/DP,5.6M程序內存/5.6M數據內存
24    6ES7 417-4XT05-0AB0    CPU417-4,15M程序內存/15M數據內存
內存卡    
25    6ES7 955-2AL00-0AA0    2 X 2M字節(jié) RAM
26    6ES7 955-2AM00-0AA0    2 X 4M字節(jié) RAM
27    6ES7 952-0AF00-0AA0    64K字節(jié) RAM
28    6ES7 952-1AH00-0AA0    256K字節(jié) RAM
29    6ES7 952-1AK00-0AA0    1M字節(jié) RAM
30    6ES7 952-1AL00-0AA0    2M字節(jié) RAM
31    6ES7 952-1AM00-0AA0    4M字節(jié) RAM
32    6ES7 952-1AP00-0AA0    8M字節(jié) RAM
33    6ES7 952-1AS00-0AA0    16M字節(jié) RAM
34    6ES7 952-1AY00-0AA0    64M字節(jié) RAM
35    6ES7 952-0KF00-0AA0    64K字節(jié) FLASH EPROM
36    6ES7 952-0KH00-0AA0    256K字節(jié) FLASH EPROM
37    6ES7 952-1KK00-0AA0    1M字節(jié) FLASH EPROM
38    6ES7 952-1KL00-0AA0    2M字節(jié) FLASH EPROM