什么是PLC

可编程控制器，简称PLC(Programmable logic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

PLC基本组成

各种PLC的组成结构基本相同，主要有CPU,电源，储存器和输入输出接口电路等组成。

• CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出接口、通信接口、扩展接口相连。CPU是PLC的核心，它不断采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出。

• PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器，系统存储器用于存放PLC的系统程序，用户存储器用于存放PLC的用户程序。

• PLC的输入输出接口主要用于将按钮，开关，各类传感器传入输入接口，输出接口是将CPU向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件，如指示灯，继电器等。

• PLC的扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元相连，使PLC的配置更加灵活，以满足不同控制系统的需要；通信接口的功能是通过这些通信接口可以和上位机、其他的PLC，变频器，伺服等相连，从而实现“人-机”或“机-机”之间的对话。

• PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源，内部的开关电源为PLC的CPU、存储器等电路提供5V、12V、24V直流电源，使PLC能正常工作。

PLC的分类

一，小型PLC

小型PLC的I/O点数一般在128点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块，通讯模块等。

西门子S7-200SMART

西门子 S7-1200

二，中型PLC

中型PLC采用模块化结构，其I/O点数一般在256~1024点之间。通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。

西门子 S7-300

三，大型PLC

一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，可以构成三级通讯网，实现工厂生产管理自动化。

西门子 S7-400

DCS系统介绍

DCS是分散控制系统(Distributed Control System)的简称，也有叫集散控制系统的，它是一个集合了计算机，通讯，显示和控制的由过程控制和过程监控的计算机系统。DCS设计的理念是分散控制，集中管理，分级管理，配置灵活，组态方便。

DCS系统的特点：

高可靠性，因它基于多台计算机控制，且系统架构采用了硬件冗余，网络容错设计，即使某个硬件出现故障，系统也能在ms级恢复，不会影响系统的正常运行。

开放性，因它采用开放式，标准化，模块化，网络化设计，当需要增加或者改变一些功能时，可以通过增改硬件配置的方式实现要求。

灵活性，当控制要求变更时，可以通过编程软件实现各种逻辑控制，复杂的算法，图形化显示等功能要求。

控制功能强大，它的控制算法丰富，具有多种PID控制功能，如串级控制，前馈控制等，支持高级语言，可以编写更为复杂的算法。

西门子 PCS7

DCS系统介绍—特点及网络结构

产品种类多样化，全集成自动化，系统开放性，模块化结构，具有强大的诊断功能，易学易用的编程语言，强大的控制功能。

厂级网络：标准以太网，是建立服务器与操作站或上层厂级网络通讯的关键。

控制总线层：工业以太网，是连接控制站(AS)与服务器或操作站的桥梁。

现场总线层：PROFIBUS-DP/PA，Modbus-RTU/TCP，FF总线，是联系控制站(AS)与现场站或设备的纽带。

DCS系统介绍—AS站

1)远程 I/O 站 ET 200M、 ET 200iSP、 ET 200S 和 ET 200pro 带有 众 多 的 性 价 比 极 高 的 信 号 模 块 和 功 能 模 块，通 过PROFIBUS DP 连接

2)通过 PROFINET 连接 ET 200M 远程 I/O 站

3)通过 PROFIBUS DP/PA 或基金会现场总线 H1 连接分布式智能现场 / 过程设备以及操作员终端(可进行冗余组态，或在0、 1 、 2 或 20 、 21 、 22 等危险区域中使用)

4)ET 200M 远程 I/O 站包括：
1 个或 2 个(冗余)电源模块
最多 2 个接口模块：
- 1 或 2 个 (冗余)高性能 IM 153-2 接口模块，用于通过PROFIBUS SP 进行连接；或者，
- 1 个高性能 IM 153-4 PN 接口模块，用于通过 PROFINET 进行连接最多 12 个 I/O 模块，用于连接传感器 /执行器。

DCS系统介绍—OS站

一般对于一个OS站由一下几部分组成。

画面1

PID 控制画面

电机控制

趋势

报警

DCS系统介绍—ES站程序编写

一个工程师站可以组态所有的系统组件, 从OS经由AS到现场级对控制器, 操作站和BATCH站, 集中编译/下载。

PCS7 编程界面

DCS系统介绍—ES站硬件组态

在这里可以实现硬件的组态，包括硬件的添加，网络配置，模块的参数设置等。

DCS系统介绍—ES站编程

所有的控制功能，都是在这里完成，对于西门子PCS7系统，我们常用的编程语言是 CFC，它就像搭积木一样，把你需要的功能通过不同的功能块搭建起来。PCS7可以将你搭建的每个功能块，生成一个对应的面板。实现不同功能。这些面板都是软件内置的，当然也可以自己开发适用的面板。

CFC程序及Faceplate

PID程序

DCS系统介绍—现场案例

在该现场使用了西门子PCS7系统，实现了硬件冗余，即电源冗余，CPU冗余，网络冗余，I/O冗余，且使用了故障安全模块，提高了系统的可靠性，达到了SIL2等级。

PCS7 硬件

今天关于西门子的部分介绍就到这里，个人知识有限，如有问题请指正。也欢迎加入我们的技术分享群，讨论更多的相关知识。