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分散型控制系統(tǒng)(DCS Distributed Control System)是一種高性能、高質(zhì)量、低成本、配置靈活的分散控制系統(tǒng)系列產(chǎn)品,可以構(gòu)成各種獨立的控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)DCS、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA),能滿足各種工業(yè)領(lǐng)域?qū)^程控制和信息管理的需求。系統(tǒng)的模塊化設(shè)計、合理的軟硬件功能配置和易于擴展的能力,能廣泛用于各種大、中、小型電站的分散型控制、發(fā)電廠自動化系統(tǒng)的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業(yè)生產(chǎn)過程控制。
工控的特點
工控機通俗的說就是專門為工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計的計算機,而工業(yè)現(xiàn)場一般具有強烈的震動,灰塵特別多,另有很高的電磁場力干擾等特點,且一般工廠均是連續(xù)作業(yè)即一年中一般沒有休息。因此,工控機與普通計算機相比必須具有以下特點:
1) 機箱采用鋼結(jié)構(gòu),有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。
2) 機箱內(nèi)有專用底板,底板上有PCI和ISA插槽。
3) 機箱內(nèi)有專門電源,電源有較強的抗干擾能力。
4) 要求具有連續(xù)長時間工作能力。
5) 一般采用便于安裝的標(biāo)準(zhǔn)機箱(4U標(biāo)準(zhǔn)機箱較為常見) 注:除了以上的特點外,其余基本相同。另外,由于以上的專業(yè)特點,同層次的工控機在價格上要比普通計算機偏貴,但一般不會相差太多。
工控機的劣勢 盡管工控機與普通的商用計算機機相比,具有得天獨厚的優(yōu)勢,但其劣勢也是非常明顯的--數(shù)據(jù)處理能力差,具體如下:
1) 配置硬盤容量小;
2) 數(shù)據(jù)安全性低;
3) 存儲選擇性小。
4)價格較高
PLC的分類
PLC在90年已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O點數(shù)分,可分為:
l 微型PLC: 32 I/O
l 小型PLC: 256 I/O
l 中型PLC: 1024 I/O
l 大型PLC: 4096 I/O
l 巨型PLC: 8195 I/O
有單機支持300回路和65000點I/O的大型系統(tǒng)對應(yīng)中型PLC以上,均采用16位~32位CPU,微、小型PLC原采用8位CPU,根據(jù)通訊等方面要求,有的也改用16位~32位CPU。由于I/O64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%,64點~256點的占31%,合計位整個PLC銷售額的78%,所以對微、小型PLC應(yīng)多加研究。
PLC的硬件
PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu),各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。以日本歐姆龍C200HE為例,為總線模板框式結(jié)構(gòu),基本框架(CPU母板)上裝有CPU模板,其它槽位裝有I/O模板;如果I/O模板多時,可由CPU母板經(jīng)I/O擴展電纜連接I/O擴展母板,在其上裝I/O模板;另一種方法是配備遠程I/O從站等。這些都說明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā),便于用戶選用,配置成規(guī)模不等的PLC,而且這種硬件配置的開放性,為制造商、分銷商(理商)、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來很多方便,為營銷供應(yīng)鏈帶來很大便利,這是一大成功經(jīng)驗。
PLC內(nèi)的I/O模板,除一般的DI/DO、AD/DA模板外,還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板,這為PLC用于各行各業(yè)打開了出路,如用于條形碼識別的ASCII/BASIC模板,用于反饋控制的PID模板,用于運行控制、機械加工的高速計數(shù)模板、單軸位置控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位模板、射頻識別接口模板等,這在以后還會有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的相關(guān)元件、強干擾場合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會更加完善。
PLC中的CPU與存儲器配合,完成控制功能。它與DCS系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同,采用快速的巡回掃描周期,一般為0.1~0.2s,更快的則選用50ms或更小的掃描周期。它是一個數(shù)字采樣控制系統(tǒng)。
PLC的軟件
為了完成控制策略,為了替繼電器,使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖,而編制了一套控制算法功能塊(或子程序),稱為指令系統(tǒng),固化在存貯器ROM中,用戶在編制應(yīng)用程序時可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類,即基本指令和擴展指令。細(xì)分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時器/計數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉(zhuǎn)換指令、BCD運算指令、二進制運算指令、增量/減量指令、邏輯運算指令、特殊運算指令等,這些指令多是類似匯編語言。另外PLC還提高了充足的計時器、計數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內(nèi)部資源,為編程帶來極大方便。