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1、PLC在现场总线中的应用近些年来，计算机控制以及被迅速地推广和普及，相当多的企业已经在大量地使用各种各样的可编程设备，例如工业控制计算机、PLC、变频器、机器人、数据机床、柔性制造系统等。有很多企业已经显示了全车间或者全厂的综合自动化，即将不同厂家生产的可编程设备连接在单层或多层网络上，相互之间进行数据通信，实现分散控制和集中管理。因此通信与网络已经成为了控制系统不可缺少的重要组成部分。而PLC作为其中的一部分也是有它重要地位的。IEC（国际电工委员会）对现场总线的定义是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串式、多点通信的数据总线称为现场总
2、线”。它是当前工业自动化的热点之一。现场总线以开放的、独立的、全数字化的双向多变量通信代替0-10mA或4-20mA现场电动仪表信号。现场总线I/O集检测、数据处理、通信为一体，可以代替变送器、调节器、记录仪等模拟仪表，它步需要框架、机柜、可以直接安装在现场导轨槽上。现场总线I/O的接线极为简单，只需要一根电缆，从主机开始，沿数据链从一个现场总线I/O连接到下一个现场总线I/O。使用现场总线后，自控系统的配线、安装、调试和维护等方面的费用可以节约2、3左右，现场总线I/O与PLC已经组成廉价的DCS系统，因而如果将PLC和现场总线结合起来使用，操作员可以在中央控制室实现远程
3、监控，对现场设备PLC等进行参数的调整，还可以通过现场设备的自诊断功能预测故障和寻找故障点。进入九十年代以后，计算机技术突飞猛进，更多新的技术被应用到了DCS之中。PLC是一种针对顺序逻辑控制发展起来的电子设备，它主要用于代替不灵活而且笨重的继电器逻辑。现场总线技术在进入九十年代中期以后发展十分迅猛，以至于有些人已做出预测：基于现场总线的FCS将取代DCS成为控制系统的主角。PLC(可编程序控制器)系统的特性如下：a.功能丰富。当今的PLC已不局限于完成顺序逻辑控制功能,多数的PLC已采用了通用的高性能处理器(如Pentium、Alpha处理器等),采用多任务操作系统,在保
4、证快速完成顺序逻辑运算的前提下普遍增加了回路调节功能和代数计算功能等。b.网络功能增强。过去的PLC一般只具备慢速的通信功能,如RS232、485,多采用Modbus协议,通信速度一般在几kbps到几十kbps之间,目的是将系统的控制状态和设备的运行状态传给监控设备,供操作员检视或将操作员的修改指令传递到PLC。当今的PLC都提供了高速的通信网络(如Ethernet等),大大拓展了PLC的应用领域。c.编程逐步标准化。随着工业的向前发展,PLC已经应用在越来越多的领域,很多厂家都推出了各自的PLC,随着DCS逐步开放,PLC也必然逐步开放。在开放方面最大的进步是PLC编程语
5、言的标准化。目前一般PLC厂家大多遵循IEC1131-3标准,该标准定义了5种不同的编程语言,即梯形图、顺序功能图、功能块图、结构文本语言和指令表。d.模块微型化。目前PLC厂家为了加强产品的竞争力,除提高性能和网络功能外,另一显著的特点就是模块小型化,进一步降低价格。如Omron推出了一种只有一叠扑克牌大小的小型PLC;AB公司生产了有8点的IöO模块,体积也很小;Siemens公司最近推出的S7系列PLC模块也已经做到了体积小型化。PLC在电站中的应用已经非常广泛,在湖南石门电厂一期工程中,除吹灰程控、除灰除渣系统、化学补给水系统等辅助车间使用了PLC外,汽机、锅炉的主
6、要辅助设备控制也采用了PLC来实现,除了带一些大容量的接点采用了少量的接触器外,基本上取消了继电器盘。这样既减少了继电器盘的数量和电子设备间的面积,也减少了盘与盘之间的电缆连接,提高了系统的可靠性。PLC系统比DCS在使用方面一个最大的优势就是它的OEM销售方式,即PLC厂家只提供PLC硬件设备和逻辑编程工具,而具体的工程实现则是由系统集成商或用户自己实现。这样技术就很容易被用户掌握。在石门电厂一期工程中,硬件采用AB公司的PLC,而系统调试基本上都由火电公司调试班和中试所完成,而DCS厂家主要是采用交钥匙工程的应用方式。DCS和PLC在例如火力发电厂的热工控制系统中已经得
7、到了广泛的应用。目前在许多由DCS来实现的功能如FSSS系统已安全可以用PLC系统来实现,只要PLC不断在以下几个方面加以改进,PLC完全有可能在功能上变成DCS:a.加强CPU的处理能力,使PLC的CPU不仅可以实现顺序逻辑处理功能,而且可以用多任务的实时操作系统同时实现模拟回路调节功能和复杂回路计算功能;b.在关键部件(如控制器)可以实现冗余配置;c.采用实时性、确定性(如令牌总线和令牌环)的冗余网络等。同样,DCS系统也在逐步包容PLC的功能,如采用PLC编程语言进行编程。PLC和DCS的实现功能越来越接近,
