可编程控制器的主要特点

    1、可靠性高PLC的MTBF一般在40000～50000h以上，西门子、ABB、松下等微小型PLC可达10万h以上，而且均有完善的自诊断功能，判断故障迅速，便于维护。2、模块化组合灵活可编程控制器是系列化产品，通常采用模块结构来完成不同的任务组合。I/O从8～8192点，有多种机型、多种功能模板可灵活组合，结构形式也是多样的。3、功能强PLC应用微电子技术和微计算机，简单型式都具有逻辑、定时、计数等顺序控制功能。基本 型式再加上模拟I/O、基本算术运算、通信能力等。复杂型式除了具有基本型式的功能外，还具有扩展的计算能力、多级终端机制、智能I/O、PID调节、过程监视、网络通信能力、远程I/O、多处理器和高速数据处理能力。4、编程方便PLC适用针对工业控制的梯形图、功能块图、指令表和顺序功能表图(SFC)编程，不需要太多 的计算机编程知识。新的编程工作站配有综合的软件工具包，并可在任何兼容的个人计算机上编程。5、适应工业环境PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，能在强电磁干扰环境 下可靠工作。这是PLC产品的市场生存价值。6、安装、维修简单与计算机系统相比，PLC安装不需要特殊机房和严格的屏蔽。使用时只要各种器件连接无误，系统便可工作，各个模件上设有运行和故障指示装置，便于查找故障，大多数模件可以带电插拔，模件可更换，使用户可以在短的时间内查出故障，并排除，大限度地压缩故障停机时间，使生产迅速恢复。然后再对故障模件进行修复，这对大规模生产场合尤为适宜。

　　一些PLC外壳由可在不良工作环境下工作的合金组成，结构简单，上面带有散热槽，在高温 下，该外壳不像塑料制品那样变形，还可抗无线电频率(RF高频)电磁干扰、防火等。7、运行速度快随着微处理器的应用，使PLC的运行速度增快，使它更符合处理高速度复杂的控制任务，它与微型计算机之间的差别不是很明显。8、总价格低PLC的重量、体积、功耗和硬件价格一直在降低，虽然软件价格占的比重有所增加，但是各 厂商为了竞争也相应地降低了价格。另外，采用PLC还可以大大缩短设计、编程和投产周期，使总价格进一步降低。

　　PLC系统与工业总线计算机和DCS系统相互渗透，互为借鉴，相互竞争而发展。促进了工业的 进步。

　　PLC产品面临现场总线的发展，将再次革新，满足工业与民用控制的更高需要。三、PLC的通信及联网PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备间的通信。PLC系统与通用计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发展的需要，各PLC系统或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场分散控制，然后采用网络连接构成集中管理的分布式网络系统。

　　以西门子公司的SIMATIC NET为例，在其提出的全集成自动化(TIA)的系统概念中，核心内容即包括组态和编程的集成、数据管理的集成以及通信的集成。通信网络是这个系统重要的、关键的组件，提供了部件和网络间完善的工业通信。

　　SIMATIC NET包含了三个主要层次：

　　AS-I网——传感器和执行器通信的，扫描时间5ms，传输媒体为未屏蔽的双绞线，线路长度为300m，多为31个从站。

　　PROFIBUS——工业现场总线，用于车间级和现场级的，传输率大12m/s，传输媒体为屏蔽双线电缆(长9.6km)或光缆(长90km)，多可接127个从站。

　　工业以太网——用于区域和单元联网的，网络规模可达1024站1.5km(电气网络)或200km(光学网络)。

　　在这一网络体系中，尤其值得一提的是PROFIBUS现场总线，PROFIBUS是目前成功的现场总线之一，已得到广泛地应用。它是不依赖生产厂家的、开放式的现场总线，各种各样的自动化设备均可通过同样的接交换信息。为数众多的生产厂家提供了优质的PROFIBUS产品，用户可以自由地选择合适的产品。PROFIBUS已经成为德国国家标准DIN19245和欧洲标准pr EN50170，并在世界拥有了多的用户数量。四、PLC与工业控制计算机(IPC)和集散控制系统(DCS)的比较1、各自技术发展的起源计算机是为了满足快速大量数据处理要求的设备。硬件结构方面，总线标准化程度高，兼容性强，软件资源丰富，特别是有实时操作系统的支持，故对要求快速、实时性强、模型复杂和计算工作量大的工业对象的控制占有优势。

　　集散系统从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制计算机为中心的集散系统，所以其在模拟量处理、回路调节方面具有一定优势，初期主要用在连续过程控制，侧重回路调节功能。

　　PLC是由继电器逻辑系统发展而来，主要用在离散制造、工序控制，初期主要是代替继电器控制系统，侧重于开关量顺序控制方面。

　　近年来随着微电子技术、大规模集成电路技术、计算机技术和通信技术等的发展，PLC在技术和功能上发生了飞跃。在初期逻辑运算的基础上，增加了数值运算、闭环调节等功能，增加了模拟量和PID调节等功能模块；运算速度提高，CPU的能力赶上了工业控制计算机；通信能力的提高发展了多种局部总线和网络(LAN)，因而也可构成为一个集散系统。特别是个人计算机也被吸收到PLC系统中。

　　PLC在过程控制的发展将是一智能变送器和现场总线，暨向下拓展功能，开放总线。2、相同点在微电子技术发展的背景下，从硬件的角度来看，PLC、工业计算机、集散系统(DCS)之间的差别正在缩小，都将由类似的一些微电子元件、微处理器、大容量半导体存储器和I/O模件组成。编程方面也有很多相同点。3、区别点由于PLC和计算机属于两类产品，经过几十年的发展都形成了自身的装置特点和软件工具。实际上的区别继续存在。

　　PLC用编程器或计算机编程，编程语言是梯形图、功能块图、顺序功能表图和指令表等。集散系统自身或用计算机结构形成组态构成开发系统环境。

　　特别提出的是与STD总线工控机的区别，无论从维修、安装和模件功能都很相似。PLC更适用于黑模式下运行，但在线运行时若要进行较大的程序修改，其能力略逊于STD工控机，但是从开关量控制而言，PLC的性能优于STD工控机。

2 系统架构

本过程控制系统用于模拟对工业现场液位、温度等信息的采集、处理，pid 控制和控制工艺流程的实时监控。系统通过西门子dp总线进行数据传输和交换，采用mpi通信方式与上位机进行通信和远程控制，从而使整个控制系统实现网络化和数字化。控制系统结构图如图1所示。

系统主要包含上位监控机、cpu、以太网通信模块、dp链路、分布式i/o和变频器dp从站、温度和压力变送器、阀门---、电磁流量计等。cpu 采用siemens 的s7300 315-2 dp,既具有多点通信功能的mpi 接口，又具有profibus-dp通信功能[6].

3 系统组态

3.1 硬件组态

针对西门子s7-300 plc 来说，其硬件组态是通过step7 软件来实现的。组态过程主要包括以下几个步骤。

1新建项目。服务热线

新建项目时需选择好存储路径和项目名称。

2添加工作站

右键---新建的站点名字，选择插入simatic300 station.

硬件配置必须和实际plc 上挂的模块一致，具体的设置参数要看模块左下方的订货号。

cpu 地址设为2,其余模块地址从4 开始，且不能重复[8].

设置profibus网络参数为1.5 mb/sdp。服务热线

模块地址需记住，因为编程的时候要用到。尤其是ai/ao模块地址要记住，以数据的正确通信。

ai/ao模拟量模块的输入和输出通道信号类型此处设为两线制4~20 ma.

硬件配置好后可选择保存编译。服务热线

3.2 通信组态

在step7 软件的option 选项里选择set pg/pc inter-face,把通信协议改为cp5611mpi，---“diagnostics”

按钮进入测试页面。---“test”按钮显示正常，然后---“read”按钮读到plc地址为2表示通信成功。

软硬件均编译通过后，即可---进plc.