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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(gè)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?cè)胄械呐笥?，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(diǎn)來談?wù)剝烧叩牟町?，期望對咱們的了解有所幫助?/p>

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(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。

再從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上說，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，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?qū)Ψ侥檬值男袠I(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(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?，常常用在?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)來是使PLC體系化。

經(jīng)過以上闡明，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)展起來的，PLC是繼電器—邏輯操控體系發(fā)展起來的；

3、PLC 是設(shè)備，DCS是體系。DCS主要用于進(jìn)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(shè)備層。朋友們，今后記得哦，有人問你DCS和PLC有什么差異的時(shí)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(yuǎn)離開了咱們，可是PLC作為重要的工業(yè)操控產(chǎn)品卻會一直延續(xù)下去，新一次的工業(yè)革命，PLC作為重要的現(xiàn)場層設(shè)備也將再放光芒。

PLC的體系構(gòu)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(shí)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(jìn)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(shè)備來替代人的部分作業(yè)。那么這套操控設(shè)備必定是對人的功用進(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PLC體系的集成架構(gòu)就不難了解了。

在自動化操控系統(tǒng)中，變頻器的運(yùn)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(gè)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(diǎn)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(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(jù)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(xiàng)

在PLC和變頻器一起運(yùn)用的自控系統(tǒng)中，應(yīng)該側(cè)重留意一下事項(xiàng)：

    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(yīng)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(yùn)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(wǎng)的接地方法主要有三種，分別是共地方法、浮地方法、機(jī)殼共地與電路浮地。
1.共地方法

在共地方法中，PLC整個(gè)操控系以地上為參閱，將機(jī)殼與接地址及接地線悉數(shù)連在同時(shí)。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(shí)，整個(gè)布線體系的電位也不會輕易發(fā)生改變，機(jī)殼接地的方法便會比較安全 便于運(yùn)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(dǎo)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(dāng)。在PLC操控體系中，機(jī)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(jī)殼與大地之間離隔。同時(shí)要對進(jìn)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(yīng)的干擾因而而大大削弱。但這種方法的缺陷是由于整個(gè)體系線路選用浮地方法，因而機(jī)殼上會起靜電，操作起來存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。
3.機(jī)殼共地、電路浮地

這種方法是共地方法與浮地方法的結(jié)合。這種方法具有清楚明了得長處，由于機(jī)殼接地，所以操作上較為安全，而同時(shí)由于接地址獨(dú)立，便可削弱大地電位改變發(fā)生的擾動效應(yīng)。這種接地方法不管從安全出產(chǎn)的視點(diǎn)，還是維護(hù)設(shè)備的視點(diǎn)，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。

許多電氣的新手在做完電氣操控柜以及plc程序等規(guī)劃環(huán)節(jié)后，不清楚調(diào)試應(yīng)怎么開端，或許一些人由于不適當(dāng)?shù)恼{(diào)試辦法導(dǎo)致了PLC焚毀等等問題，那么規(guī)劃完的電氣體系應(yīng)該怎么調(diào)試？

1、依照圖紙查看回路（未送電狀態(tài)下）

一般PLC體系的圖紙包含柜內(nèi)圖紙和柜外圖紙兩部分；柜內(nèi)圖紙指柜子內(nèi)部的接線圖；柜外圖紙是一切接出電氣柜的接線圖。這一部分需要查看的是：圖紙規(guī)劃是否合理，包含各種元器件的容量等等。

2、依據(jù)圖紙查看元器件是否嚴(yán)厲依照圖紙銜接。

在這一進(jìn)程中，需要留意的當(dāng)?shù)鼐褪遣榭措娫矗?保證回路沒有短路。2保證強(qiáng)弱電沒有混合到一同；由于PLC電源為24v，一旦由于接線過錯(cuò)導(dǎo)致220V接進(jìn)PLC里，很簡單將PLC或許拓寬模塊焚毀。

3、查看PLC外部回路，也就是俗稱的“打點(diǎn)”

電源承認(rèn)結(jié)束后送電，檢測輸入輸出點(diǎn)，這就是俗稱的“打點(diǎn)”，檢測IO點(diǎn)需要挨個(gè)檢測，包含操作按鈕，急停按鈕，操作指示燈以及氣缸及其限位開關(guān)等等，具體辦法是一人在現(xiàn)場側(cè)操作按鈕等，另一人在PLC測監(jiān)控輸入輸出信號；關(guān)于大型體系應(yīng)該建立檢測表，即檢測后做好符號。假如發(fā)現(xiàn)在施工進(jìn)程中有接線過錯(cuò)的當(dāng)?shù)匦枰?dāng)即處理。

這一步應(yīng)該留意的是需要將程序備份后清空PLC里面的程序或許將程序禁用，防止因檢測導(dǎo)致設(shè)備的動作。

4、查看機(jī)械結(jié)構(gòu)并檢測電機(jī)類負(fù)載

這一步需要查看機(jī)械結(jié)構(gòu)是否緊固等等，電機(jī)類負(fù)載是否做好相應(yīng)維護(hù)，防止因意外導(dǎo)致的事端，查看結(jié)束后需要手動去檢測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，如正回轉(zhuǎn)電機(jī)類，需要檢測線路是否無缺并帶電試車，變頻器類設(shè)置相應(yīng)參數(shù)并進(jìn)行電機(jī)優(yōu)化，靜態(tài)辨認(rèn)或許動態(tài)辨認(rèn)等。

這兒需要留意的是關(guān)于一些特殊負(fù)載，比如說筆直類上下移動的負(fù)載需要由專業(yè)人員進(jìn)行，避免因操控不妥導(dǎo)致檢測事端。

5、調(diào)試手動形式/半自動形式以及相關(guān)邏輯關(guān)系

IO點(diǎn)和負(fù)載側(cè)都檢測今后，接下來要進(jìn)行的就是手動形式下的調(diào)試。這兒的手動形式也能夠叫做半自動形式，不是用手直接去按動電磁閥或接觸器等，而是指經(jīng)過按鈕或許HMI的按鈕等去驅(qū)動設(shè)備，是與自動狀態(tài)對應(yīng)的。手動形式的檢測能夠?qū)⒆詣有问揭勒杖说闹驹阜只奖銠z測程序。

這一環(huán)節(jié)重要的是要檢測安全功用，即在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下檢測急停，安全光柵等等的安全功用是否起到相應(yīng)效果。

6、依據(jù)出產(chǎn)工藝調(diào)試自動形式

在完結(jié)半自動調(diào)試后，可進(jìn)一步調(diào)試自動作業(yè)。這一環(huán)節(jié)是重要的，需要依據(jù)出產(chǎn)工藝檢測各種連鎖，包含邏輯連鎖，安全連鎖等，并且要多檢測幾個(gè)作業(yè)循環(huán)，以保證體系能正確無誤地接連作業(yè)。

7、特殊工藝的檢測
PLC體系里除了邏輯操控，還有許多拓寬出來的功用，比如說PID操控等，當(dāng)這些邏輯調(diào)試根本完結(jié)后，可著手調(diào)試模擬量、脈沖量操控。主要的是選定適宜操控參數(shù)。一般講，這個(gè)進(jìn)程是比較長的。要耐性調(diào)，參數(shù)也要作多種選擇，再從中選出者。有的PLC，它的PID參數(shù)可經(jīng)過自整定獲得。但這個(gè)自整定進(jìn)程，也是需要相當(dāng)?shù)臅r(shí)刻才干完結(jié)的。

完結(jié)上述一切的過程，整個(gè)調(diào)試根本算是完結(jié)了。接下來就到了預(yù)出產(chǎn)的過程了，預(yù)出產(chǎn)是出產(chǎn)前的作業(yè)檢測，在該階段能夠配合出產(chǎn)進(jìn)行一些特殊的檢測，比如說出產(chǎn)節(jié)奏是否滿意，帶載情況下安全功用還能否起效果等等，一般接連出產(chǎn)必定時(shí)刻后就能夠交工了。

PLC常見的輸入元件有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、撥碼器、各種傳感器等，輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、電磁閥等。正確地連接輸入和輸出電路，是確保PLC安全可靠作業(yè)的條件。

1、與主令電器元件連接

如下圖所示是與按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等主令電器類輸入設(shè)備的接線示意圖。圖中的PLC為直流匯點(diǎn)式輸入，即一切輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端COM，一起COM端內(nèi)帶有DC24V電源。若是分組式輸入，也可參照下圖的辦法進(jìn)行分組連接。

PLC

2、與旋轉(zhuǎn)編碼器連接

旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量設(shè)備，它將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號）。因些可將旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，運(yùn)用PLC的高速計(jì)數(shù)器對其脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，以取得測量成果。不同類型的旋轉(zhuǎn)編碼器，其輸出脈沖的相數(shù)也不同，有的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出A、B、Z三相脈沖，有的只要A、B相兩相，簡略的只要A相。

PLC

如上圖所示是輸出兩相脈沖的旋轉(zhuǎn)編碼器與FX系列PLC的連接示意圖。編碼器有4條引線，其間2條是脈沖輸出線，1條是COM端線，1條是電源線。編碼器的電源可所以外接電源，也可直接運(yùn)用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接，“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接，A、B兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接，連接時(shí)要注意PLC輸入的呼應(yīng)時(shí)間。有的旋轉(zhuǎn)編碼器還有一條屏蔽線，運(yùn)用時(shí)要將屏蔽線接地。

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