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PLC與數(shù)據(jù)收集模塊的區(qū)別解析
數(shù)據(jù)收集模塊

數(shù)據(jù)收集是計算機與外部物理銜接的橋梁。數(shù)據(jù)收集模塊由傳感器、操控器等其它單元組成。數(shù)據(jù)收集卡，數(shù)據(jù)收集模塊，數(shù)據(jù)收集外表等，都是數(shù)據(jù)收集東西。

簡介

數(shù)據(jù)收集模塊基于長途數(shù)據(jù)收集模塊渠道的通訊模塊，它將通訊芯片、存儲芯片等集成在一塊電路板上，使其具有發(fā)送經過長途數(shù)據(jù)收集模塊渠道收發(fā)短消息、語音通話、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙τ?。長途數(shù)據(jù)收集模塊能夠完成一般長途數(shù)據(jù)收集模塊手機的首要通訊功用，也能夠說是一個“精簡版”的手機。電腦、單片機、ARM能夠經過RS232串口與長途數(shù)據(jù)收集模塊相連，經過AT指令操控模塊完成各種語音和數(shù)據(jù)通訊功用。

長途數(shù)據(jù)收集模塊技能相關于GSM是一種更*的移動通訊技能， 除長途數(shù)據(jù)收集模塊輻射小外；在數(shù)據(jù)傳輸方面，長途數(shù)據(jù)收集模塊2000 1X 也與GPRS在技能上有顯著不同，在傳輸速率上1X 幾乎是GPRS速度的3-4倍。

運用

因此，首要用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)模塊運用范疇，長途數(shù)據(jù)收集模塊模塊比GPRS模塊在速率上有顯著優(yōu)勢?？墒情L途數(shù)據(jù)收集模塊在工業(yè)范疇的運用要遠遠落后于GPRS模塊的運用。首要原因一方面長途數(shù)據(jù)收集模塊網(wǎng)絡的覆蓋和建造不如GSM網(wǎng)絡完善，另一方也是因為長途數(shù)據(jù)收集模塊模塊的本錢前期遠遠高于GSM模塊至少2-4倍，使得生產本錢高很多。

國內初期，長途數(shù)據(jù)收集模塊首要是韓國和歐洲公司供給，例如AnyData和Wavecom公司；近兩年，國內的華為和中興業(yè)推出了自己的高質量長途數(shù)據(jù)收集模塊模塊，才使得全體價格下浮?，F(xiàn)在，常見的型號包含華為的EM200、Anydata的DTGS-800和Wavecom的Q2358/2438等模塊。這些模塊都具有長途數(shù)據(jù)收集模塊 1X的數(shù)據(jù)傳輸功用，也都內置了TCP/IP通訊協(xié)議棧。因為中國電信運營長途數(shù)據(jù)收集模塊渠道后，帶動了事務迅猛增加，使得整個長途數(shù)據(jù)收集模塊商場也迅速發(fā)展起來。

現(xiàn)在，長途數(shù)據(jù)收集模塊首要運用于移動數(shù)據(jù)傳輸范疇，包含車輛導航監(jiān)控、智能抄表、長途數(shù)據(jù)收集等范疇，尤其是在帶寬要求比較高的多媒體傳輸范疇，長途數(shù)據(jù)收集模塊具有顯著的帶寬優(yōu)勢。

PLC(可編程邏輯操控器)

可編程邏輯操控器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下運用而規(guī)劃的數(shù)字運算操作電子體系。它選用一種可編程的存儲器，在其內部存儲履行邏輯運算、次序操控、守時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，經過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來操控各種類型的機械設備或生產過程。

根本結構

可編程邏輯操控器本質是一種于工業(yè)操控的計算機，其硬件結構根本上與微型計算機相同，根本構成為：

1、電源

電源用于將溝通電轉換成PLC內部所需的直流電j現(xiàn)在大部分PLC選用開關式穩(wěn)壓電源供電。

2、*處理單元(CPU)

*處理器是PLC的操控中樞，也是PLC的核心部件，其功用決議了PLC的功用。

*處理器由操控器、運算器和寄存器組成，這些電路都集中在一塊芯片上，經過地址總線、操控總線與存儲器的輸入/輸出接口電路相連。*處理器的作用是處理和運轉用戶程序，進行邏輯和數(shù)學運算，操控整個體系使之和諧。

在實際應用過程中，某些時候可能會采用VB/DELPHI/VC等高級語言，自主編程與西門子PLC進行通訊，這類帖子、論文在網(wǎng)上都可以找到，在此總結一下。

    1、Prodave通訊

    Prodave是西門子提供的一個軟件包，為高級語言編程和plc通訊提供接口。

    通訊接口：MPI

    因為MPI口是每塊cpu的編程口，所以plc不需要另外添加通訊模塊，這個方案就比較經濟，而且prodave軟件包里面附帶了example和詳細的說明，用起來應該比較簡單和方便（本人只匆匆看過文檔，沒有實驗過）。這方面的資料在百度上很多。當然，mpi的速度是有限的，如果采用普通的pcadapter連接pc和plc，高速度也就38.4kbps，我不知道prodave能否支持mpi卡（5611之類的話），如果可以的話速度可以達到187.5kbps。

    2、串行通訊

    看到過一些論文，采用串行通訊的方法實現(xiàn)pc和plc通訊。這種情況存在幾點要求：

    a、需要為plc添加一塊串行通訊模塊，比如300的話就需要cp340或者cp341（前者便宜些）；

    b、plc里面需要對串行通訊進行編程，其實也就是接收報文和發(fā)送報文，調用fb2/fb3（cp340的話）。

    c、串行通訊的速度是有目共睹的，而且cp340或者cp341的數(shù)據(jù)吞吐量也是有限的，即報文長度是有限制的，因此個人認為通訊數(shù)據(jù)量大的話采用串行通訊就不合適了。

    d、報文格式的話就比較自由，但是也應當合理，我雖然沒有具體實驗過，但是個人認為可以參考modbus的報文結構來編程，甚至就采用modbus的規(guī)范，不過這樣的話要求編程者對pc和plc側的modbus編程都要熟悉。

    3、OPC

    Opc是這些年來很流行的東西，其實我很討厭opc的安全認證的設定。不過采用opc編程來訪問plc真的是一件非常輕松愜意的事情。你需要做的就是了解opc的結構和編程，尤其是采用vb來編寫opc簡直是件傻瓜化的工作當然也犧牲了很多。

    前面我實驗了用vb通過opc（以太網(wǎng)）來訪問300，包括用西門子的simaticnet提供的opc接口和第三方的kepserver。

    采用opc接口編程的優(yōu)點：通訊速度快，編程簡單。

    4、以太網(wǎng)編程

    采用以太網(wǎng)編程訪問plc，其實又可以分為兩種：

    一種是socket接口，需要在plc里面編程進行收/發(fā)，大概是fc5/fc6吧，印象不深了，當然plc里面要定義一個connection，填好地址、端口號之類的信息，這個對于熟悉西門子工業(yè)通訊的人是很easy的事情。Pc側采用socket接口編程，較簡單的就是vb里面的wisock控件，當然這掩蓋了很多細節(jié)。Socket編程本來就是一門藝術，講究說學逗唱:)

    這個方法的優(yōu)點應該是pc側編程稍微簡單點（相對于后一種），而且可以不局限于windows平臺，因為socket接口被諸如unix支持的更好。

    第二種是采用西門子的sapi接口函數(shù)，這樣plc里面不需要過多的編程了，當然pc側的編程難度就比較高了，ms只能用c來寫，所以我望而卻步鳥?？催^相關帖子和論文，有高人在項目里面就這么干的，而且數(shù)據(jù)量很大，看來高人很多很多啊，向他們致敬！關于sapi的資料其實都在simaticnet軟件光盤里面，有興趣的可以去找來看看。

西門子S7-300/400的PLC用戶程序結構與S7-200有明顯的不同，可以使用線性化結構以及功能調用式結構與結構化編程。

    采用調用式結構與結構化編程時，程序以組織塊(OB)、程序塊(FC)、功能塊(FB)、系統(tǒng)程序塊( SFC)、系統(tǒng)功能塊(SFB)、數(shù)據(jù)塊(DB)等形式出現(xiàn)，其中，組織塊(OB)、程序塊(FC)、功能塊(FB)統(tǒng)稱為“邏輯塊(Logic Block)”；系統(tǒng)程序塊(SFC)、系統(tǒng)功能塊(SFB)統(tǒng)稱為“系統(tǒng)塊”。

    (1)組織塊(OB)

    組織塊（Organization Blocks，簡稱OB）提供了PLC內部CPU操作系統(tǒng)與用戶程序間的接口，它是由CPU操作系統(tǒng)直接進行調用的邏輯塊，用來管理PLC程序中各組成部分的調用和執(zhí)行中斷。OB決定了PLC用戶程序的結構與塊的調用順序，起到了“管理”用戶程序的作用。

    S7-300/400不同的CPU類型，可以選擇、支持不同的OB塊，但OB1是所有PLC用戶程序的循環(huán)控制塊，它是運行PLC用戶程序的前提條件，因此，任何PLC程序、任何CPU都不可以缺少OB1。

    OB塊的調用條件被稱為“觸發(fā)事件”，根據(jù)“觸發(fā)事件”的不同，OB塊可以分為若干級別，各個級別有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的OB可以中斷低優(yōu)先級OB的執(zhí)行。如果需要，S7系列PLC除OB1外，還可以使用多個OB塊。

     (2)程序塊(FC)

    程序塊(Function，簡稱FC)是由用戶編寫的、不需要專門數(shù)據(jù)塊的常用邏輯塊。

    FC塊在程序中一般不可以重復調用，在大多數(shù)場合，F(xiàn)C塊應直接使用PLC的“地址”或“符號地址”進行編程，但根據(jù)需要，可以定義部分程序變量。

    與S7-200 -樣，F(xiàn)C塊的“臨時變量”同樣存儲在局部變量數(shù)據(jù)堆棧(L)中，這一區(qū)域為全部程序塊所公用，只可以用于FC塊內部使用的中間運算結果寄存（這些中間運算結果不可以用于FC塊外部）；程序塊執(zhí)行完成后，局部變量數(shù)據(jù)堆棧內的數(shù)據(jù)將被其他塊所需要的內容所替代。如果需要保存可以用于其他邏輯塊的狀態(tài)，應使用PLC的內部標志寄存器M或使用“數(shù)據(jù)塊DB”。

PLC在第三次工業(yè)革命中的地位

再來看看PLC在第三次工業(yè)革命中占有了怎樣的地位。

事實上，從20世紀四五十年代以來，原子能、電子計算機、微電子技術、航天技術等范疇不斷獲得重大突破，第三次科技革命隨之到來。這期間，一大批新式工業(yè)誕生，其間劃年代含義的是電子計算機的迅速發(fā)展和廣泛運用，不只開拓了信息年代，也帶來了知識經濟。知識經濟興旺程度的凹凸更是成為各國綜合國力+競爭中成敗的關鍵所在。

而電子計算機技術在工業(yè)上廣泛運用的代表就是PLC， 1969年上*臺PLC：Modicon084， 可謂是開放了工業(yè)操控的 PLC 年代。PLC集軟件編程、芯片技術、自動化技術于一體，可謂*。在自動化上，還沒有哪個單一創(chuàng)造能對制造業(yè)有如此大的影響。

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(shù)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(wǎng)絡結構上說，他們大的差異還在于通訊，因為DCS通訊網(wǎng)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(wǎng)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。

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。

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