西门子PLC控制系统的特点
DCS、SIS、PLC三大控制系统的特点与差异分析
DCS、SIS、PLC三大控制系统的特点与差异分析摘要：本文简略阐述了DCS、SIS、PLC三大控制系统本身的特点，并针对三者z之间所具有的差异性展开了综合性的探究，旨在明确区分各种控制系统的优劣势，为后续系统的高效应用提供参考。
关键词：工业生产；控制系统；装置引言：当前在工业生产领域较常应用DCS、SIS以及PLC三种控制系统，但从本质上来看，其在实际应用阶段存在着诸多不同，然而现阶段在上述控制系统的实际应用方面依然面临着一定的不利因素，基于此，有必要对其展开更为深入的研究。
1DCS、SIS、PLC三大控制系统的特点分析1.1DCS对于DCS控制系统来说，其主要包括三层，分别是过程控制级、集中操作监控级以及综合信息管理级，不同的层级中间包含着两级通信电路，通信网络则会为各装置之间的通信联系提供支持。
过程控制级的构成涉及到部分测控装置、智能调节器以及现场控制站，在集中操作监控级中则包含着网间连接器、操作站以及监控计算机等多个部分，网间连接器同上位管理级之间共同组成了信息综合管理级。
该控制系统主要包括以下几方面特点。
首先便是其技术应用的特殊性，网络是该控制系统实施最主要的技术之一，其全部的操作都直接关系到网络的应用，不管是哪个网络都要基于网络展开工作，其中最为基础的便是分散过程控制级。
其次便是其在硬件设备组装方式方面的特殊性，对于工业化生产来说，不同的工业生产有着各不相同的生产条件和需求，所以其在控制系统方面的要求也存在着较大的差异性，若是单纯采用传统的控制系统难以随便都控制系统进行调整。
但DCS控制系统所使用的是积木化的硬件设备组装形式，所以，工作人员能够从用户自身的实际需求出发，对系统的规模进行优化调整。
DCS控制系统如图1所示。
图1 DCS控制系统再次，其软件的设计呈现出模块化的特点，这种设计形式能够在极大程度上提升功能的多样性，进而为用户提供更多的选择，此举不仅能够起到减小工作量的作用，还可以减少对于系统空间的占用，可以为计算机的高质量运行创造良好的条件。
2024版西门子PLC培训教材
•PLC基础概念与原理•西门子PLC硬件组成与选型•西门子PLC编程软件与编程语言•西门子PLC通信网络技术•西门子PLC控制系统设计实践•西门子PLC培训总结与展望PLC基础概念与原理PLC （Programmable Logic Cont…一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
要点一要点二发展历程从最初的顺序控制到现在的复杂过程控制，PLC 技术不断发展，功能日益强大。
PLC 定义及发展历程工作原理与特点工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，执行用户程序并控制输出。
特点可靠性高、编程方便、组态灵活、安装方便、运行速度快等。
应用领域及市场需求应用领域PLC广泛应用于工业自动化领域，如机械制造、电力、交通、环保等。
市场需求随着工业自动化程度的提高，对PLC的性能和功能要求也越来越高。
0102 03S7-200 SMART系列经济型PLC，适用于小型自动化项目。
S7-300/400系列中高端PLC，适用于中大型自动化项目，具有强大的通信和扩展能力。
S7-1200/1500系列高端PLC，采用模块化设计，支持多种编程语言和通信协议，适用于复杂的自动化控制系统。
西门子PLC产品系列介绍西门子PLC硬件组成与选型硬件基本构成CPU模块电源模块输入模块输出模块通信模块负责执行程序指令，处理数据，控制输入输出等操作。
为PLC系统提供稳定可靠的直流电源。
将外部信号转换为PLC内部可识别的数字信号。
将PLC内部数字信号转换为外部设备可识别的控制信号。
实现PLC与其他设备或系统之间的数据通信。
电源模块功能具备过压、欠压、短路等保护功能，确保PLC 系统稳定运行。
CPU 模块功能具备高速处理能力，支持多种编程语言，内置丰富的指令集和函数库，提供实时时钟、中断处理等功能。
输入模块功能支持多种输入信号类型，如开关量、模拟量等，具备滤波、隔离等功能，提高信号抗干扰能力。
通信模块功能支持多种通信协议和接口类型，实现与上位机、触摸屏、变频器等设备的通信连接。
可编程控制器介绍总结范文
可编程控制器介绍总结范文
可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一种通用的工业自动化控制器，它使用可编程的存储器来存储用户程序，可以执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字或模拟输入/输出接口控制各种类型的机械或生产过程。
PLC的特点包括：
1. 高可靠性：PLC采用大规模集成电路技术，具有很高的可靠性。
此外，PLC还具有自我诊断功能，可以检测自身的故障并进行修复，确保系统的可靠性。
2. 编程简单：PLC通常采用类似于继电器控制电路的梯形图编程语言，使得编程变得简单易懂。
同时，PLC还支持多种高级编程语言，如结构化文本和指令表等。
3. 灵活性：PLC可以根据需要进行扩展或修改，支持多种不同的输入/输出接口，可以适应不同的控制需求。
4. 易于维护：PLC具有完善的故障诊断和报警功能，可以快速定位故障并进行修复。
此外，PLC还可以通过远程监控系统进行远程维护和升级。
在工业自动化领域，PLC的应用非常广泛，如制造业、电力、化工、交通等。
随着技术的不断发展，PLC的功能和性能也在不断提升，未来PLC将会在
更多的领域得到应用。
浅谈PLC的技术特点与发展
浅谈PLC的技术特点与发展摘要：本文介绍了PLC的功能特点、应用领域和发展趋势。
通过对PLC的功能、特点以及发展趋势的论述，更进一步的说明了PLC已经成为当今工业自动化与企业信息化的支柱产品。
关键词：PLC、特点、应用、发展、趋势概述随着工业自动化的快速发展，PLC作为工业自动化发展不可替代的控制手段，也将会随之快速的发展，在未来，PLC要想适应工业的发展还需要从以下几个方面进行改进：一、PLC控制系统的功能应该更加丰富。
1、信号采集功能的拓展。
除了采集开关量、模拟量和脉冲量外，还应该能够采集如视频信号、声音信号及图像信号等所有现场有的信号；2、输出控制功能的拓展。
除了输出开关量、模拟量和脉冲量外，还应该能够输出如视频信号、声音信号及图像信号等所有现场可以及接收的信号；3、逻辑处理功能的拓展。
充分应用PC的逻辑处理能力和PLC现有的逻辑能力相结合。
4、数据运算功能的拓展。
进行各种类型的整数运算、实数运算、二进制运算、浮点型运算等各种形式的运算。
5、定时功能的拓展。
达到延时控制、定时控制、时间的运算可以精确到毫秒级。
6、计数功能的拓展。
达到计数控制、高速计数频率可以达到数百赫兹。
7、中断处理功能的拓展。
实现内部中断和外部中断。
提高对输入输出的响应速度和精度。
8、存储功能的拓展。
存储容量扩大，提高数据掉电不丢失的技术能力。
9、网络通信功能的拓展。
采用开放式的网络通讯模块，实现稳定的远程控制。
通过丰富以上功能，为未来工业自动化、远程化、信息化和智能化创造条件。
二、完善PLC的可靠型。
随着工业自动化的发展，工业生产对电气控制设备的可靠性的要求也越来越高，PLC 应当具有很强的抗干扰能力，能够在非常恶劣的环境下长期连续可靠地工作，平均无故障时间增加，故障的修复时间缩短。
就PLC而言，我们认为可靠性应该是作为选取的首要条件。
其次是性能和维修方便等原因。
就可靠性而言，应该从PLC的硬件和软件两个方面采取有效措施来提高系统的可靠性。
西门子PLC在变频调速电机的应用
西门子PLC在变频调速电机的应用摘要：PLC(可编程控制器)是专门用于工业控制的计算机，工业领域应用十分普遍，并且取得了良好的应用效果。
PLC系统的稳定性极强，维护方便，可靠性高，抗干扰能力强，控制性好，是电气自动化控制系统的重要组成部分。
PLC主要是依靠CPU(中央处理器)将输入存储器的各种数据进行运算和处理，然后通过一系列的指令输出，对工业生产中使用的各种设备进行管理和控制，提高了工业生产的效率。
关键词：西门子S7系列PLC；变频器；三相异步电机；应用；前言文章主要介绍了西门子S7 系列PLC和变频器的组成以及工作原理，探讨PLC和变频器在三相异步电机的应用。
一、西门子PLC概述1.西门子PLC技术的优势十分明显，受到了各个行业的青睐，在各个领域的应用已经非常普遍，已经占据了较大的市场份额，在未来还会有更为广阔的发展前景。
在工业生产中运用PLC技术，建立一套完整的自动化控制系统，提高了企业的生产效率，保证了产品质量，工作人员操控变得更加容易和方便。
西门子S7系列 PLC主要分为200， 300, 400三个系列，S7-200适合性能要求不高的小型模块化控制系统，S7-300适合中等性能，模块化易于实现分布式配置的结构系统，S7-400适合中大型控制系统，扩展组合功能更强。
2.西门子S7-400系列PLC硬件组件部分：机架，电源（PS），中央处理器(CPU),通信模块(CP)，功能模块(FM),接口模块(IM),信号模块(SM)。
硬件工作环境要求在0-55度之间，但最好是40度以下，温度太高会造成元件损坏，湿度小于85%，振动应避免超过10g（重力加速度）的冲击，PLC柜应留有足够的维护操作空间，与电磁元件接触器继电器等干扰源100mm以上。
不同型号性能也不一样，CPU416-2扩展最多262144个数字量输入输出信号，16384个模拟量输入输出。
PLC通过周期循环扫描实现运行。
CPU连续执行用户程序的循环序列即为扫描。
西门子PLC控制系统的特点
１ Ｓ —２ 、 ７ ∞
针对低 性能要求 的摸块 化小控 制系统 ， 它最多可有 ７个模块 的扩展能力 ，在模块 中 集成 背板 总线，它 的网络 联接 有 Ｒ －８ 通讯 Ｓ ５ ４ 接 口和 Ｐ ｏｉ ｓ ｒｆ ｕ 两种 ，可通 过编程器 ｐ ｂ Ｇ访 问 所有模块 ，带有 电源、Ｃ Ｕ 和 Ｉ 的一体化 Ｐ ／ Ｏ 单元设备。其中的扩展模块 （ Ｍ）有 以下几 Ｅ 种 ：数字 量输 入模 块 （ Ｉ Ｄ ）—— ２ Ｖ ｃ 和 ４Ｄ １ ０２ ０ Ｃ；数字量输出 （ ２ ／３ ＶＡ ＤＯ） — ＶＤ — ４ Ｃ 和继 电器 ；模拟 量输入模块 （ ） — 电压、 — 电流 、电阻和热 电偶 ；模拟 量输 出模块—— 电压 和电流 。还有一个 比较特殊的模块． 通讯 处理器（ Ｐ —— 该块的功能是可 以把 Ｓ ．０ ｃ ） ７２ ０ 作 为主站 连接到 Ａ ． 口（ Ｓ接 传感器和执行器接 口），通过 Ａ ． 口的从站可 以控制多达 ２ ８ Ｓ接 ４ 个 设备 ，这样就可 以显著的扩展 ｓ － Ｏ的输 ７Ｏ ２ 入 和输出点数。
Ｎ Ｅ Ｔ Ｓ Ｏ Ｉ Ｓ Ｒ ７ ＢＬ ＣＫ 然后 可选 ：１ ：组织块 （ Ｂ）被操作系统调用，他们是操作系统和 Ｏ 用户程序 的接 口。 ２ ：功能 Ｆ Ｃ和功 能块 Ｆ Ｂ 是实际的用户 程序利用他们 可以把 复杂 的程 序分解成 小的，易于调试 的单元 。３ ：数据块 存 储用户 的数据 。选择所 需块类型后 ，会 打 开一个属性对 话框 ，其 中可输入块序 号和 要 使用 的编程语言 ，及其他设置 。
西门子PLC,DCS,SCADA三者的区别与联系
随着工业互联网的飞速发展，PLC/DCS/SCADA三款控制产品被各大企业所应用，如何选择PLC/DCS/SCADA控制系统，成为企业的关键性问题。
下面跟大家一起分享一下西门子PLC,DCS,SCADA三者的区别与联系。
狭义的说，DCS主要用于过程自动化，PLC主要用于工厂自动化(生产线)，SCADA主要针对广域的需求，如油田，绵延千里的管线。
如果从计算机和网络的角度来说，它们是统一的，之所以有区别，主要在应用的需求，DCS常常要求高级的控制算法，如在炼油行业，PLC对处理速度要求高，因为经常用在联锁上，甚至是故障安全系统;SCADA也有一些特殊要求，如振动监测、流量计算、调峰调谷等，SCADA是调度管理层，DCS是厂站管理层，PLC是现场设备层。
西门子PLC，即可编程控制器，适用于工业现场的测量控制，现场测控功能强，性能稳定，可靠性高，技术成熟，使用广泛，价格合理。
DCS系统，即集散控制系统，属90年代国际先进水平大规模控制系统。
它适用于测控点数多、测控精度高、测控速度快的工业现场，其特点是分散控制和集中监视，具有组网通讯能力、测控功能强、运行可靠、易于扩展、组态方便、操作维护简便，但系统的价格昂贵。
SCADA系统，即分布式数据采集和监控系统，属中小规模的测控系统。
它集中了PLC系统的现场测控功能强和DCS系统的组网通讯能力的两大优点，性价比高。
SCADA、DCS是一种概念，PLC是一种产品，三者不具可比性。
PLC是一种产品，由它可以构成SCADA、DCS。
DCS是过程控制发展起来的，PLC是继电器—逻辑控制系统发展起来的，PLC是设备，DCS、SCADA是系统。
DCS与西门子PLC的区别要点：1、DCS是一种“分散式控制系统”，而西门子PLC(可编程控制器) 只是一种控制“装置”，两者是“系统”与“装置”的区别。
系统可以实现任何装置的功能与协调，西门子PLC装置只实现本单元所具备的功能。
2、在网络方面，DCS网络是整个系统的中枢神经，它是安全可靠双冗余的高速通讯网络，系统的拓展性与开放性更好。
PLC基础介绍及各家PLC比较
PLC基础介绍及各家PLC比较PLC(可编程逻辑控制器)是一种数字化电子设备，广泛应用于工业自动化系统中，用于控制生产过程中的各种设备和操作。
PLC是在1960年代末期发展起来的，用于取代传统的继电器控制系统。
传统的继电器控制系统需要大量的电器元件和电缆，难以维护和调试。
而PLC通过数字逻辑和微处理器技术，将控制功能全部集成在一台设备中，大大简化了控制系统的结构和安装。
PLC的主要组成部分包括CPU(中央处理单元)、I/O模块、通信模块和编程软件。
PLC的工作原理是根据用户程序的逻辑指令，对输入信号进行处理，并通过输出模块向执行器发送控制信号。
用户程序可以通过编程软件进行编写，常见的编程语言包括梯形图、指令表和结构化文本。
PLC的编程过程相对简单，无需繁杂的电气连线，提高了开发和维护的效率。
各家PLC比较：目前市场上有许多PLC品牌，如施耐德（Schneider）、西门子（Siemens）、欧姆龙（Omron）、三菱（Mitsubishi）等。
各家PLC的性能和特点有所不同。
施耐德PLC：施耐德是全球领先的电气自动化解决方案提供商之一，其PLC产品系列包括Modicon M200、Modicon M221和Modicon M241等。
施耐德PLC具有高性能和多功能特点，适用于各种应用场景。
同时，施耐德PLC还提供丰富的通信接口和插件模块，方便与其他设备的连接和扩展。
西门子PLC：西门子作为德国的知名工业控制设备制造商，其PLC产品系列包括SIMATICS7-1200、SIMATICS7-1500和SIMATICS7-300等。
西门子PLC具有可靠性高和稳定性好的特点，适用于大型工业自动化系统。
此外，西门子PLC具有良好的兼容性，可以与各种传感器、执行器和其他设备无缝连接。
欧姆龙PLC：欧姆龙是日本的自动化控制设备制造商，其PLC产品系列包括CP1H、CP1L和NJ系列等。
欧姆龙PLC具有高性能和易用性的特点，适用于各种产业和工艺。
PLC简介
绪论1.PLC的简介可编程序控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PLC。
但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC 作为可编程序控制器的缩写。
它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。
传统的继电器控制系统主要存在以下两个缺点，一是可靠性差，排除故障困难，因为它是接触控制，所以当触点发生磨损和断裂等损坏情况时很难做出相应处理；二是灵活性差，总体成本较高。
继电器本身并不贵，但是控制柜内部的安装，接线工作量极大，工艺发生变化时相应的改动更是复杂。
因此当市场需要适应新的变化时，PLC就应运而生了。
PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。
用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。
可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。
国际电工学会（IEC）曾先后于1982年、1985年和1987年发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿，并在1987年2月对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
基于PLC的自动化控制系统(一)
PLC的功能
对程序运行情况直接监视和修改
8、监控功能
PLC具有较强的监控功能，通过编程器或监视器， 可对PLC的运行状态进行监视。
PLC的概念
PC主机
带上位软件的服务器 工业平板电脑 工业触摸屏
PLC
PLC的概念
PLC在物联网架构中的位置
泛在电力物联网技术架构 体系分为“云、管、边、端” 四个层面。
所谓的“云”是指物联网 平台云，“管”则是指管理服 务、通讯方式，“边”是指边 缘计算，“端”则涵盖了智能 传感、智能终端和智能设备。
泛在电力物联网技术架构
Content
01 PLC的概念 02 行业背景介绍 03 PLC的特点 04 PLC的功能
05 编程语言 06 PLC的组网 07 阀门控制简介
行业背景介绍
世界上第一台PLC
1968 年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM）， 为了适应汽车型号不断翻新的局面，以求在竞争日益激烈的 汽车工业中占有优势，发布公开招标，首次启动了PLC的研 发。
调速的目的。
步进电机作为一种控制用的特种电机，由于不存在 累积误差，广泛应用于各种开环控制。
PLC的功能
开关量
脉冲量
图1：开关元件 图2：脉冲波形图
数字量
0
12
23
图3：一天当中某诊室就诊病人的年龄分布
模拟量
0
12
23
图4：一天当中气温的变化
5、数据处理功能
PLC具有丰富的数据处理功能，可以实现逻辑运算、 算数运算、数据比较、数据传送、数据位移、进制转换、 译码编码等。中大型PLC的数据处理功能更加齐全，可 完成开方、取余、PID运算等复杂运算。
PLC特点及应用
3.1PLC的特点及应用3.1.1可编程控制器的特点现代工业生产是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。
可编程控制器由于具有以下特点而深受工厂工程技术人员和工人的欢迎。
1．可靠性高，抗干扰能力强这往往是用户选择控制装置的首要条件。
可编程控制器生产厂家在硬件方面和软件方面上采取了一系列抗干扰措施，使它可以直接安装于工业现场而稳定可靠地工作。
目前各生产厂家生产的可编程控制器，其平均无故障时间都大大地超过了IEC规定的10万小时(折合为4166天，约11年)。
而且为了适应特殊场合的需要，有的可编程控制器生产商还采用了冗余设计和差异设计(如德国Pilz公司的可编程控制器)，进一步提高了其可靠性。
3.1PLC的特点及应用3.1.1可编程控制器的特点2．适应性强，应用灵活由于可编程控制器产品均成系列化生产，品种齐全，多数采用模块式的硬件结构，组合和扩展方便，用户可根据自己需要灵活选用，以满足系统大小不同及功能繁简各异的控制系统要求。
3．编程方便，易于使用可编程控制器的编程可采用与继电器电路极为相似的梯形图语言，直观易懂，深受现场电气技术人员的欢迎。
近年来又发展了面向对象的顺控流程图语言(Sequential Function Chart，SFC)，也称功能图，使编程更简单方便。
3.1PLC的特点及应用3.1.1可编程控制器的特点4．控制系统设计、安装、调试方便可编程控制器中含有大量的相当于中间继电器、时间继电器、计数器等的“软元件”。
又用程序(软接线)代替硬接线，安装接线工作量少。
设计人员只要有可编程控制器就可以进行控制系统设计，并可在实验室进行模拟调试。
5．维修方便，维修工作量小可编程控制器有完善的自诊断，履历情报存储及监视功能。
可编程控制器对于其内部工作状态、通信状态、异常状态和I/O点的状态均有显示。
工作人员通过它可以查出故障原因，便于迅速处理。
3.1PLC的特点及应用3.1.1可编程控制器的特点6．功能完善除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能模块还可以实现点位控制、PID运算、过程控制、数字控制等功能，为方便工厂管理又可与上位机通信，通过远程模块还可以控制远方设备。
西门子PLC自学教程从入门到精通
CPU
IM 接口模块
SM: DI
SM: DO
SM: AI
SM: AO
FM: - 计数 - 定位 - 闭环控制
CP: - 点-到-点 - PROFIBUS - 工业以太网
系统背版总线
导轨（机架）
S7-300模块
电源模块 （选项）
后备电池 （CPU313以上）
(3/3) CPU 317F-2DP：具有大容量程序存储器、一个PROFIBUS DP主/从接口、一个DP主/从MPI接口，两个接口可用于集成故障安全模块，可以组态为一个故障安全型自动化系统，可满足安全运行的需要。可以与故障安全型ET200M I/O模块进行集中式和分布式连接；与故障安全型ET200S PROFIsafe I/O模块可进行分布式连接；标准模块的集中式和分布式使用，可满足与故障安全无关的应用。CPU运行时需要微存储卡 MMC。
第二章 西门子PLC系统特性及硬件介绍
第2章 S7-300系统特性及硬件介绍
§2.1 SIMATIC S7-300系统结构 §2.2 S7-300 CPU模块 §2.3 信号模块 （SM） §2.4 电源模块 （PS） §2.5 接口模块（IM） §2.6 其他模块（IM） §2.7 SIMATIC S7-300的硬件组态
具有A/D、D/A转换功能，通过I/O模块完成对模拟量的控制和调节。
PLC的功能 通信、联网功能
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA (Ex)
PROFIBUS PA
PLC的功能 人机界面功能
PLC的功能 编程、调试等
使用复杂程度不同的手持、便携和桌面式编程器、工作站和操作屏，进行编程、调试、监视、试验和记录，并通过打印机打印出程序文件。
PLC_DCS_FCS三大控制系统基本特点与差异_崔起明
《自动化技术与应用》２０１３年第３２卷第０３期Techniques of Automation & Applications | 91 行业应用与交流Industrial Applications and CommunicationsPLC 、DCS 、FCS 三大控制系统基本特点与差异崔起明１，方明星１，王亮敏１，王秋旗２（１．安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽 芜湖 ２４１０００；２． 安徽海螺信息技术工程有限责任公司，安徽 芜湖 ２４１０７０）摘 要：在工业过程控制系统中有三大控制系统，即ＰＬＣ、ＤＣＳ和ＦＣＳ。
为了对这三大控制系统有一个清晰的认识和了解，本文在这里讨论这几种控制系统的基本要点和主要区别，以及它们的现状和发展趋势。
关键词：可编程控制器；集散控制系统；现场总线控制系统；发展趋势中图分类号：ＴＭ５７１．６１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－７２４１（２０１３）０３－００９１－０３The Basic Features and Differences of PLC 、DCS and FCSCUI Qi-ming 1, FANG Ming-xing 1, WANG Liang-min 1, WANG Qiu-qi 2( 1. College of Physics and Electronic Information, Anhui Normal University, Wuhu 241000 China;2. Conch Anhui Information Technology Engineering Limited Liability Company, Wuhu 241070 China )Abstract: There are three control system in the industrial process control system, namely PLC 、DCS 、FCS. In order to have aclear understanding, this article discusses the basic elements and the main differences among these three control system,and their present situation and development trend.Key words: PLC; DCS; FCS; development tendency收稿日期：２０１２－０９－１２１ 引言从１９６９年美国数字公司研制出第一代可编程程序控制器开始，可编程程序控制器技术取行了令人瞩目的成就。
关于西门子S7-200PLC控制的单水箱液位控制系统
关于西门子S7-200PLC控制的单水箱液位控制系统摘要：本文涉及西门子S7-200 PLC控制的单水箱液位控制系统，主要介绍了该系统的硬件组成、软件设计及控制方法。
通过采用传感器测量水箱液位，利用PLC进行数据处理和动作控制，实现了液位的自动控制。
该系统具有良好的控制精度和稳定性，能够满足单水箱液位控制的需求。
关键词：西门子S7-200 PLC，单水箱液位控制，传感器，自动控制正文：一、概述单水箱液位控制系统主要是通过对装置液位的检测、处理、控制实现液位的自动控制。
本文主要介绍基于西门子S7-200PLC 控制的单水箱液位控制系统。
二、系统硬件该系统的硬件由传感器、PLC、继电器、驱动器等组成。
其中：1. 传感器：采用超声波液位传感器，检测水箱液位高度，并将检测到的液位信号传输给PLC。
2. PLC：采用西门子S7-200 PLC，负责对液位信号进行处理，控制继电器进行开关控制。
3. 继电器：用于控制电泵、水泵等设备的开关控制，并将PLC输出的控制信号转化为继电器输出的开关信号。
4. 驱动器：用于控制电动阀门、水泵等设备的启动和停止。
三、系统软件PLC 控制器运行的程序是实现系统控制的关键，本系统采用Ladder Diagram（梯形图）语言进行程序设计。
具体实现步骤如下：1. 液位检测：通过设置输入端口，读取超声波液位传感器检测到的水位高度信号，并将其转化为PLC可以识别的数字信号。
2. 控制逻辑：根据设定的控制目标进行逻辑运算，以控制电泵、水泵等设备的开关控制。
3. 输出控制：根据控制逻辑的结果，设置输出端口，将PLC处理后的控制信号通过继电器输出，实现对水泵等设备的动作控制。
4. 系统监控：设置监控程序，实时监测PLC的运行状态，并对系统的运行状态进行判断，以保证系统的正常运行。
四、系统控制方法根据液位反馈信号，PLC控制程序可以根据设定的控制目标来判断控制条件。
将液位传感器所检测到的水位高度转换为数位信号后，PLC程序可以计算液位高度和液位与设定值之间的偏差，进而控制水泵等设备的开关控制。
西门子PLC介绍
Field Level （现场级）： 现场级是装置、可编程控制器等之间的链接。现场级从单元级测量、发信号以及传输命 令到装置，小数据量被经常传送、分层的通信管理是这一级的典型特征，例如几个现场 设备和一个主设备进行通信。
北京首钢自动化信息技术有限公司运行事业部 SIMATIC S7 All rights reserved. Author by Phenix. Date:2005/06/01 File:Courseware_S7
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SIMATIC S7
SIMATIC S7 300系列产品简介
导轨
概述
• SIMATIC S7-300 的机械安装机架 • 用于保持住模块 • 可用螺丝紧固在墙上 应用
Actuator/Sensor Level （传感器级）： 在这一级，一个主设备和链接到子网上的执行机构和传感器通讯，对于少量的数据位的 快速响应是它的特有性能。
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SIMATIC S7
SIMATIC S7 300/400系列产品简介
S7-300
S7-400
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SIMATIC S7
SIMATIC S7 300系列产品简介
SIMATIC PC
Field level
3
SIMATIC S7
什么是PLC?
在我们谈论技术之前，从非专业的角度我们更容易理解PLC。基本上，一个可编程控 制器是一个工业制造业过程的大脑。它使一个实际的控制系统更加自动化。你可以把PLC 想象成为一个可以在诸如一个汽车工厂、印刷厂或类似啤酒厂等恶劣的工业环境下生存的 一台计算机。从另一方面来讲，你所开的汽车，所读的报纸，所喝的饮料，很可能是四十 年前来自于PLC施耐德的电气发明的工业自动化技术的产品。
西门子PLC控制系统工作原理及常见故障分析
西门子PLC控制系统工作原理及常见故障分析一、西门子PLC控制系统工作原理PLC全称为Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，是一种专门用于工业控制的计算机。
PLC控制系统由硬件和软件两个部分组成，硬件包括中央处理器、输入/输出模块、通信模块等，而软件部分主要是编写控制程序。
西门子PLC控制系统是目前市场上应用最广泛的PLC产品之一，其工作原理主要包括以下几个方面：1. 输入模块接收信号PLC控制系统的输入模块用于接收外部传感器或开关等设备发出的信号，例如温度传感器、压力开关等。
这些信号经过输入模块进行转换和处理后传送给中央处理器。
2. 中央处理器执行控制程序PLC中央处理器是系统的核心部件，它接收输入模块传来的信号，并根据预先编写好的控制程序进行逻辑运算和控制指令的执行。
控制程序通常是用类似于流程图的图形化编程语言进行编写，根据不同的逻辑条件来控制输出模块的动作。
3. 输出模块控制执行器PLC控制系统的输出模块用于控制执行器或驱动设备的动作，例如电机、阀门、传动装置等。
当中央处理器执行完控制程序后，输出模块将发出相应的控制信号，使得执行器按照设定的条件进行运转或停止。
4. 监控和通信西门子PLC控制系统还可以通过通信模块和外部设备进行数据交换和监控，实现对系统运行状态的实时监控和远程控制。
二、西门子PLC控制系统常见故障及分析1. 通信故障通信故障是PLC控制系统中比较常见的故障之一，主要包括PLC与输入/输出设备之间通信中断、PLC与上位机通信失败等情况。
通信故障的原因可能是通信接口损坏、通信线路故障、通信协议设置错误等。
解决通信故障的方法通常包括检查通信线路是否连接良好、检查通信接口是否受损、确认通信协议设置是否正确等。
2. 输入/输出模块故障输入/输出模块是PLC控制系统的关键组成部分，如果输入/输出模块出现故障将会导致系统控制功能异常。
输入/输出模块可能出现的故障包括输入信号丢失、输出动作无效等。
西门子S7-1500系列PLC的功能特点
系统性能：高水平的系统性能和快速信号处理能够极大地缩短响应时间，加强控制能力。
为达到这一目的，S7-1500西门子plc设计有高速背板总线，具有高波特率和高效的传输协议。
点到点的反应时间不到500微秒，位指令的运算时间最快可达10纳秒之内（因CPU而异）。
CPU1511和 CPU1513 控制器设置有两个Profinet端口，CPU 1516控制器设置有三个端口：其中两个与现场级通讯，第三个用于整合至企业网络。
Profinet IO IRT可以保证确定的反应时间和高精度的系统响应。
此外，集成Web服务器支持非本地系统和过程数据查询，以实现诊断的目的。
工艺：在现场工艺方面，SIMATIC S7-1500西门子plc标准化的运动控制功能使其与众不同。
这使得模拟量和Profidrive 兼容驱动不需要其它模块就可以实现直接连接，支持速度和定位轴，以及编码器。
按照PLCopen进行标准化的块简化了Profidrive 兼容驱动的连接。
为使驱动和控制器实现高效快速调试，用户可以执行Trace功能，对程序和动作应用进行实时诊断，从而优化驱动。
另一个集成工艺功能是 PID控制，可用方便配置的块确保控制质量。
控制参数可以自整定。
工业信息安全：SIMATIC S7-1500西门子plc工业信息安全集成的概念从块保护延伸至通讯完整性，帮助用户确保应用安全。
集成的专有知识保护功能，如防止机器拷贝，能够帮助防止未授权的访问和修改。
SIMATIC存储卡用于防拷贝保护，将单个块关绑定至原存储卡的序列号，从而确保程序仅能通过配置过的存储卡运行，而不能被复制。
访问保护功能防止对应用进行未经授权的配置修改，可以通过给不同的用户组分配不同的授权级别来实现这一功能。
专有的数据校验机制可识别修改过的工程数据，从而实现例如保护通过未授权操作传输到控制器的数据等功能。
故障安全：SIMATIC S7-1500西门子plc集成了故障安全功能。
PLC的产生、定义、特点与分类
PLC的产生、定义、特点与分类1、plc 的产生PLC 即可编程序逻辑控制器，是美国通用汽车公司（GM）于1968 年由于生产的需要而提出的，主要用来取代继电接触控制系统（提出了10 项设计指标）。
可编程序逻辑控制器的英文名称为Programmable Logic Controller，因此缩写为PLC。
1969 年第一台PLC 在美国的数字设备公司（DEC）制成，并成功地应用到美国通用汽车公司的生产线上。
最初的PLC 只具备逻辑控制、定时、计数等功能。
随着电子技术、计算机技术、通信技术和控制技术的迅速发展，可编程序控制器的功能已远远超出了顺序控制的范围。
有一段时间被称为可编程控制器（Programmable Controller，略写PC）。
为区别于个人计算机Personal Computer(PC)，故仍沿用PLC 这个缩写。
2、PLC 的定义国际电工学会（IEC）曾先后于1982.11、1985.1 和1987.2 发布了可编程序控制器标准草案的第一、二、三稿。
在第三稿中，对PLC 作了如下定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
PLC 的定义强调以下几点：1）数字运算操作的电子系统也是一种计算机2）专为在工业环境下应用而设计3）面向用户指令编程方便4）逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作5）数字量或模拟量输入/输出控制6）易与控制系统联成一体7）易于扩充。
西门子PLC控制系统
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西门子PLC控制系统 西门子PLC控制系统 PLC
一 西门子PLC系统操作说明
2.1.2直接创建项目 在“File”菜单下单击“New”,可以直接创建一个新项目。在弹出的对话 框中输入项目名称（“西门子教育训练系统”），单击“OK”完成。 直接创建的项目中只包含一个MPI子网对象，用户需要通过“Insert”菜单向 项目中手动添加其他对象。此时，用户有两种选择： 可以插入一个站，先进行硬件组态，完成硬件组态后，再在相应CPU的S7 Program目录下编辑用户程序 或者可以先插入一个独立的S7 Program对象，编写用户程序，再进行硬件组 态，等组态完成后将程序复制到相应CPU中。 2.2 硬件组态 2.2.1 配制S7-300 STATION主机架 打开SIMATIC Manager，打开“西门子教育训练系统”工程，双击 Hardware图标，出现如上图所示硬件组态窗口，在此窗口中按照实际安装之 硬件依次从右侧展开之硬件目录中选择插入Rack,PS,CPU,I/O MODULE等 卡片，并作相关硬件参数设置。 如下图所示
西门子PLC控制系统 西门子PLC控制系统 PLC
一 西门子PLC系统操作说明
2.1项目创建 创建一个项目有两种方法：使用向导创建和直接创建。两者的区别在于， 直接创建将产生一个空项目，用户需要手动添加项目框架中的各项内容，新 建项目向导则向用户提供一系列选项，根据用户的选择，自动生成整个项目 的框架。 2.1.1使用向导创建项目 打开“SIMATIC Manager”，在“FILE”菜单下单击“New Project Wizard”， 弹出新建项目向导对话框。用向导创建项目共分为四步。 第一步：向导的使用说明 单击“Preview”按钮可以显示／隐藏对话框下放的预览窗口。在预览窗口 中可以立即看到不同选项对将生成的项目的影响。单击“Next”按钮进入下 一步操作。 第二步：选择CPU 在图中选择CPU型号和MPI地址。MPI地址的默认值是2, 单击“Next”按钮 进入下一步操作。 第三步：添加OB块 在这一步中，用户可以选择需要的OB块和使用的编程语言。单击“Next” 按钮进入下一步操作。 第四步：输入项目名称 在“Project name”一栏中输入项目名称（“西门子教育训练系统”），单 击“Finish”,一个新的项目就创建完了。
浅谈西门子工业控制的PLC应用与技术
浅谈西门子工业控制的PLC应用与技术西门子是全球领先的工业自动化和数字化解决方案提供商之一，其工业控制系统中的PLC已经成为行业标准。
PLC（Programmable Logic Controller）是可编程逻辑控制器的缩写，是一种数字电子设备，用于控制工业自动化过程中的机器和设备。
在工业生产中，可以使用PLC来控制冰箱、灯泡、电机、炉子等工业设备，以提高生产效率、品质和安全性。
西门子的PLC被广泛应用于制造、工程、物流、能源、建筑等多个行业。
由于其高效性、稳定性和灵活性，它们被广泛用于自动化控制和智能化工业过程。
西门子PLC还具有开放性和可扩展性，可以与各种硬件设备、传感器、执行器以及上位机软件进行通信，使其适用于不同类型和规模的应用。
在西门子工业控制的PLC应用中，其技术包括三个核心模块：硬件模块、软件模块和网络模块。
硬件模块包括CPU、输入/输出模块（IO）和扩展模块。
CPU是PLC的大脑，负责执行程序并处理数据。
输入/输出模块连接各种输入和输出设备，例如传感器、执行器和接口等。
扩展模块允许向PLC增加更多的IO、通信接口、存储器、中间处理器等，以扩展其功能。
软件模块包括编程软件和PLC的操作系统。
编程软件是PLC编程的工具，通过编程语言对PLC进行编程、调试和维护。
操作系统为PLC提供了一种环境，类似于计算机上的操作系统，可以控制PLC的资源分配和管理。
网络模块包括通信协议和网络结构。
通信协议是PLC与其他设备进行通信的规范和规则。
网络结构使PLC能够与各种硬件设备和系统进行通信、数据传输和信息共享。
虽然西门子PLC应用的技术非常丰富，但其工作原理相对简单。
PLC的工作过程大致如下：首先，PLC会从输入设备（例如传感器）中读取信号，然后将信号传输到CPU中进行逻辑运算和数据处理。
最后，PLC会向输出设备（例如执行器）发出指令，控制设备的运行方式。
总的来说，西门子工业控制的PLC在现代工业生产中发挥着极其重要的作用。
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西门子PLC控制系统的特点
摘要：西门子的s7-200 ,300,400之类的产品在中国各个企业当中得到了普遍的应用,如果这些产品的各种性能能够熟悉掌握对于在难得plc程序也能理解，本文着重介绍了西门子的主流产品在当今企业当中的应用现状并提出了自己的理解和看法。
关键词：西门子 plc 特点使用方法
siemens plc在中国的产品，根据规模和性能的大小，主要有
s7-200 s7-300 和s7-400三种，下面就简单介绍一下该三种产品的一些特性。
1、s7-200
针对低性能要求的摸块化小控制系统，它最多可有7个模块的扩展能力，在模块中集成背板总线，它的网络联接有rs-485通讯接口和profibus两种，可通过编程器pg访问所有模块，带有电源、cpu和i/o的一体化单元设备。
其中的扩展模块（em）有以下几种：数字量输入模块（di）——24vdc 和 120/230vac；数字量输出（do）——24vdc 和继电器；模拟量输入模块（ai）——电压、电流、电阻和热电偶；模拟量输出模块——电压和电流。
还有一个比较特殊的模块-通讯处理器（cp）——该块的功能是可以把s7-200作为主站连接到as-接口（传感器和执行器接口），通过as-接口的从站可以控制多达248个设备，这样就可以显著的扩展s7-200的输入和输出点数。
2、s7-300
相比较s7-200，s7-300针对的是中小系统，他的模块可以扩展多达32个模块，背板总线也在模块内集成，它的网络连接已比较成熟和流行，有mpi、工业以太网，使通讯和编程变得简单，选择性也比较多，并可借助工具进行组态和设置参数。
s7-300 的模块稍微多一点，除了信号模块（sm）和200的em模块同类型之外，它还有接口模块（im）——用来进行多层组态，把总线从一层传到另一层；占位模块（dm）——为没有设置参数的信号模块保留一个插槽或为以后安装的接口模块保留一个插槽；功能模块（fm）——执行特殊功能，如计数、定位、闭环控制相当于对cpu功能的一个扩展或补充；通讯处理器（cp）——提供点对点连接、profibus和工业以太网。
针对cpu设计模式选择器有：mres=模块复位功能；stop=停止模式，程序不执行；run=程序执行，编程器只读操作；run-p=程序执行，编程器可读写操作。
状态指示器：sf，batf=电池故障；dc5v=内部5 v dc电压指示；frce=表示至少有一个输入或输出被强制；run=当cpu启动时闪烁，在运行模式下常亮；stop=在停止模式下常亮，有存储器复位请求时慢速闪烁，正在执行复位时快速闪烁。
mpi接口用来连接到编程设备或其它设备，dp接口用来直接连接到分布式i/o。
3、s7-400
同300的区别主要在于热启动（wrst）这一部分，其他基本一样。
它还有一个外部的电池电源接口，当在线更换电池时可以向ram提
供后备电源。
编程设备主要有pg720 pg740 pg760——可以理解成装有编程软件的手提电脑；也可以直接用安装有step7（siemens
的编程软件）的pc来完成。
而实现通讯（要编程首先要和 plc的cpu通讯上）的要求主要在于接口：1.可以在pc上装cp5611卡——上面有mpi口，可用电缆直接连接。
2.加个pc适配器，把mpi
口转换成rs-232口后接到pc上。
3.plc加cp343卡，使它具有以太网口。
4、西门子plc在工程中的应用
每个自动化过程都是由许多较小的部分和子过程组成，所以工程建立的第一个任务是分解子任务。
而每个子任务定义了自动化系统要完成的硬件和软件要求。
其中硬件包括输入/输出数目和类型，对应模块序号和类型，所用机架号，cpu型号和容量，hmi系统，网络系统。
软件方面主要是程序结构，自动化过程中的数据管理，组态数据、通讯数据及程序和项目文档。
在siemens的s7中，上述工作都在项目管理（simatic 管理器），包括必须的硬件（+组态），网络（+组态），所有程序和自动化解决方案的数据管理。
f1在线帮助。
simatic管理器管理step 7项目，编写 step 7用户程序的工具，有梯形图lad，语句表stl，和功能块图fbd，编程语言。
利用编程器或外部编程器可以把用户程序保存到eprom卡上。
simatic管理器是一个在线/离线编辑s7对象的图形化用户界面，这些对象包括项目、用户程序、快、硬件站和工具。
此管理器的用户界面中工具条和windows差不多，就是多了几个plc菜单——显
示访问节点、存储器卡、下载、仿真模块。
step 7项目结构：项目中，数据以对象形式存储，按树型结构组织。
第一级：包含项目图表，每个项目代表和项目存储有关的一个数据结构。
第二级：站（如s7-300）用于存放硬件组态和模块参数等信息，站是组态硬件的起点。
s7程序文件夹是编写程序的起点，所有s7系列的软件均放在s7程序文件夹下，它包含程序块文件和源文件夹。
simatic的网络图表（mpi、profibus、工业以太网）第三级和其他级：和上级对象类型有关。
编程器可离线/在线查看项目——offline：编程器硬盘上的内容；online：通过网线从plc
读到的内容。
菜单选项：在options-customize 设置语言、助记符、常用特性（存储位置、系统信息显示）。
创建一个项目：file new new project插入 s7程序块：insert program s7 program插入 s7 块： insert s7 block 然后可选：1：组织块（ob）被操作系统调用，他们是操作系统和用户程序的接口。
2：功能fc和功能块fb
是实际的用户程序利用他们可以把复杂的程序分解成小的，易于调试的单元。
3：数据块存储用户的数据。
选择所需块类型后，会打
开一个属性对话框，其中可输入块序号和要使用的编程语言，及其他设置。
5、硬件组态和存储器概念
装载存储器是一个可编程模块，它包括建立在编程设备上的装载对象（逻辑块、数据块和其他信息），它可以是存储器卡或内部集
成的ram。
存储器卡一般有两种，其中，当采用ram存储器卡时，
系统必须配备电池，当采用flash eprom存储器卡时，则断电不会丢失，但内部ram中的数据仍需电池保持。
工作存储器仅包含和运行时间使用的程序和数据，ram工作存储器集成在cpu 中，通过后备电池保持。
系统存储器包括过程映象输入和输出表（pii，piq），位存储器，定时器，计数器和局部堆践。
保持存储器是非挥发的ram，即使没有安装后备电池也可用来保持某些数据，设置cpu参数时要指定保持的区域。
从上述概念可知，假如我们在线修改程序，被修改的块存放在工作存储器中，当把程序上载到编程器时，就从工作存储器传到编程器。
由于断电会导致ram数据的丢失，所以假如要安全保存被修改的程序，就必须保存在feprom或硬盘上。
硬件组态和参数分配
组态就是指在硬件组态的站窗口中分配机架、块可分布式i/o，可从硬件目录中选择部件；参数分配就是建立可分配参数模块的特性，例如启动特性、保持区等；设定组态就是设定好的硬件组态和参数分配；实际组态指已存在的实际组态和参数分配，一般是在已装配的系统中，从plc的cpu中读出来的。
组态过程：
启动硬件组态：新建一个项目（project），选择该项目，并插入（insert）一个站（station），在simatic管理器中选择硬件站（hardware）双击open即可，我们同时可以打开硬件目录——view-catalog，如果选择标准硬件目录库，它会提供所有的机架、
模块和接口模块。
参考文献：
[1] 廖常初.plc编程及应用[m],北京:机械工业出版社,2002.
[2] 张运波.工厂电气控制技术[m],北京:高等教育出版
社,2001.`。