SGMJV-01ADL21電機
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1 DCS係統概述
集散控制係統DCS指的是控制與現場分散、地域安裝分散、管理和顯示集中。在自動化領域，越來越多的企業建立了包含從工廠現場設備層到控制層、管理層等各個層次的綜合自動化管控平臺，建立了以工業控制網絡技術為基礎的企業信息化平臺。
2 PLC係統
PLC是由早期繼電器邏輯控制係統與微型計算機技術相結合而發展起來的，它是以微處理器為主的一種工業控制儀表，它融計算機技術、控制技術和通信技術於一體，集順序控制、過程控制和數據處理於一身，可靠性高、功能強大、控制靈活、操作維護簡單。
3 網絡通信技術
工業以太網在技術上與商用以太網兼容，但在環境適應性、可靠性、性和安裝使用方面滿足工業現場的需要。它具有一係列的優點，具體表現在：以太網技術應用廣泛，為所有的編程語言所支持；軟硬件資源豐富；易於與Internet連接，實現辦公自動化網絡與工業控制網絡的無縫連接；可持續發展的空間大等。它提供了控制網絡的數據傳輸的以太網標準。主要有：
（1）10Base—T以太網一同軸電纜，10Mbit／s；
（2）快速以太網一光纜或雙絞線，100Mbit／s；
（3）Gigabit以太網一光纜或雙絞線，1Gbit／s；
（4）10Gigabit／kGigabit以太網一支持廣域網WAN和城域網MAN。它以通信網絡作為紐帶，網絡結構可分為總線型、環型和星型式，採用總線式網絡的DCS如I／AS等。它採用網絡通信技術。這是DCS的關鍵技術，它使得控制與管理都具實時性，並解決係統的擴充與升級問題。DCS 與PLC之間的數據通訊和控制的實現就是通過網絡通信技術來完成的。
4 Modbus協議
Modbus協議是典型的工業以太網，原為美國Modbus公司PLC產品通信協議，由於其使用十分廣泛，後來由Modbus組織，於2002年發展為ModbusTCP／IP規範。
Modbus協議在工業控制中有著極其廣泛的應用。DCS與PLC之間的通信技術就是在此協議基礎上實現的。Modbus協議主要內容有以下幾個方面。
（1）接口標準RS485是計算機或終端與Modem之間的一種接口標準，是在RS232C標準的基礎上發展而來的。在許多工業環境中，要求用少的信號線來完成通訊任務。目前廣泛使用的RS485串行接口總線正是適應這種需要而出現的。採用RS485互連的網絡信號傳輸線為雙絞線，某一時刻兩個站只有一個站可以發送數據，而另一個站只能接收數據，只能支持半雙工通訊。RS485用於多站互連十分方便，除了節省昂貴的信號線，它還可以高速遠距離傳送。
（2）功能碼在支持Modbus的係統之間交換數據的類型由功能碼FC控制。可用於實現位一位數據交換的功能碼有：FCO1讀線圈（輸出）狀態、FC02讀輸入狀態、 FC05強制單線圈、FC15強制多線圈。可用於寄存器間數據交換的功能碼有：FC03讀保持寄存器、FC04讀輸入寄存器、FC06預設單寄存器、FC16預設多寄存器。每種功能碼對應特定的起始地址範圍，數據傳輸量因類別不同而異。
（3）傳輸參數傳輸參數包括傳輸率、數據位、停止位和校驗位。在串行通訊中，每個字節被逐位按的順序發出。對於異步串行通訊，為保證收發雙方同步，不僅應使收發雙方傳輸速率相同，還要在每個數據位的基礎上附加輔助位。
a）傳輸率（波特率）：指數據傳輸的速度，單位是位／秒（bps）。
b）數據位：描述多少位代表一個傳輸的字符。
c）停止位：定義傳輸兩個字符可能的小時間間隔。
d）校驗位：用於判斷字符傳輸錯誤，保護數據。
它定義完成傳輸數據位的總量是奇數或者偶數。當選擇“NO校驗”時，不傳輸校驗位，這會降低數據傳輸的。
（4）協議參數協議參數主要有：從站地址、操作方式、多字符延遲時間。
a）從站地址：指定Modbus從站地址，哪個CP將響應。1個主站多可向247個從站發出通訊請求，Modbus報文形式為請求／響應幀方式，僅當主站請求指令字符串以“00”開頭時，會被所有從站接收。
b）操作方式：有正常方式和衝突禁止兩種。衝突禁止方式下忽略收到的錯誤信息繼續傳輸。
c）多字符延遲時間：正常情況下，字符和字符的發送時間間隔很小。對於接受方，如果發現字符間隔超出允許值，可認為信息幀結束或傳輸異常。
5 結束語
在實際應用中，我廠DCS網內、120萬t綜合自動化調度網、新建80萬t調度網及各DCS與PLC係統通過網絡通信技術實現了全廠調度自動化，為進一步提升公司生產和管理水平奠定了堅實的基礎。
一、PLC輸入的內部線路
PLC輸入的內部電路一般採用光電耦合電路，如下圖所示（共陰極）。這樣做，是為了把外部電路和PLC內部電路隔離開來，從而避免PLC內部電路受到來自於外部電路的幹擾。此圖只示出了PLC的一個輸入，其它輸入一樣，並且所有輸入的公共端（COM）可以連接在一起，也可以分為幾組連接在一起共用。
值得說明的是，公共端可以是發光二極管的陽極連接一起，也可以是陰極連接一起，根據發光二極管COM端連接的不同，可以分為“共陽極”和“共陰極”。例如：三菱FX係列PLC輸入電路就採用的是“共陽極”接法，而西門子或臺達PLC的COM端是懸空的，可以由用戶來根據實際需要或習慣來採用是“共陽極”還是“共陰極”。
從圖中可以看出，要想讓PLC的某個輸入端有輸入，光電耦合的發光二極管兩端形成回路，即：COM端接“＋”時，輸入引入“－”電平（共陽極）；COM端接“－”時，輸入端引入“＋”電平（共陰極）。
二、PLC輸入外部電路的形式
PLC輸入外部電路的外部節點形式共分為以下三種：
1、無源節點輸入，即：開關節點輸入。
2、NPN和PNP節點輸入
3、二極管輸
下面，就這三種節點輸入的形式及接線方式簡單說明一下。
1、無源節點輸入（開關量輸入）
此種節點形式是PLC輸入用的多的一種形式。使用此種形式時，只要注意PLC的輸入公共端是共陽極還是共陰極就行了。如為共陽極，則通過開關節點引入的應該是負極，如為共陰極，則經過開關節點引入的應該是正極。如下圖所示（括號內為共陽極時）：
2、NPN和PNP節點輸入
一些傳感器或接近開關的輸出節點是NPN或PNP節點形式。這時，做為PLC的輸入是選NPN還是PNP節點，一方面要看要看PLC的接線形式而定，另外還要看傳感器或接近開關的接線形式。下面舉例來說明：
如下圖所示，傳感器的輸出是NPN形式的。從圖中負載接線可知，傳感器動作時，輸出0V（黑線 處）。這就要求，PLC的公共端（COM）是正極。因此，對於此線路，當PLC的公共端接（CON）正極時，PLC的輸入就只能用NPN形式。
下圖正好相反，當傳感器動作時，其輸出為正極（黑線 處）。此時，就要求PLC的公共端（COM）接負極。因此，對於此線路，當PLC的公共端接負極時，PLC的輸入就只能用PNP的形式。
PLC的輸入節點到底是採用PNP還是NPN的形式，其實大不可必死記。只要明白PLC輸入內部的電路原理就行了，即：採用PNP還是NPN節點，都保證PLC輸入電路內部的光電耦合部分的發光二極管得電
以上兩例是以西門子PLC為例，西門子PLC輸入內部線路的光電耦合的公共端可以是共陰極或共陽極，因此，在考慮使用NPN或PNP輸入時，可以改變公共端（COM）的正極或負極來分別使用；而對於三菱FX係列的PLC，因光電耦合的公共端是固定採用共陽極的，因此公共端只能接正極，輸入也就只能使用NPN節點輸入方式了。
3、串二極管輸入
有時，需要在PLC的輸入節點中串入一個發光二極管來為指示。如下圖所示
此時，一般PLC都會規定串入二極管的允許電壓降及允許串入的二極管的個數。比如，上圖所示的FX係列的PLC規定，發光二極管允許電壓降為4V，多允許中時串入2個。
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【主營產品】
1：Invensys Foxboro（福克斯波羅）：I/A Series係統，FBM（現場輸入/輸出模塊）順序控制、梯形邏輯控制、事故追憶處理、數模轉換、輸入/輸出信號處理、數據通信及處理等。
2：Invensys Triconex: 冗餘容錯控制係統、基於三重模件冗餘（TMR）結構的現代化的容錯控制器。
3：Westinghouse（西屋）： OVATION係統、WDPF係統、WEStation係統備件。
4：Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。
5：Schneider Modicon（施耐德莫迪康）：Quantum 140係列處理器、控制卡、電源模塊等。
6：ABB：工業機器人備件DSQC係列、Bailey INFI 90等。
7：Siemens(西門子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens數控係統等。
8：Motorola（摩托羅拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等係列。
9：XYCOM：I/O 、VME板和處理器等。
10：GE FANUC(GE發那科)：模塊、卡件、驅動器等各類備件。
11：Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服馬達、伺服驅動器。
12：Bosch Rexroth（博世力士樂）：Indramat，I/O模塊,PLC控制器,驅動模塊等。
13：Woodward（伍德沃德）：SPC閥位控制器、PEAK150數字控制器。
14:工業機器人係統備件。
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