西门子6ES7312-1AE14-0AB0供应

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4. 基本类型
可编程控制器类型很多，可从不同的角度进行分类：
4.1按控制规模分
控制规模主要指控制开关量的入、出点数及控制模拟量的模入、模出，或两者兼而有之（闭路系统）的路数。但主要以开关量计。模拟量的路数可折算成开关量的点，大致一路相当于8～16点。
依这个点数，PLC大致可分为微型机、小型机、中型机及大型机、大型机。
微型机控制点仅几十点，如德维森公司的V80系列PLC本体从16点到40点，OMRON公司的CPM1A系列PLC，西门子的Logo仅10点。
小型机控制点可达100多点。如如德维森公司的V80系列PLC可扩展到256点，OMRON公司的C60P可达148点，CQM1达256点。德国西门子公司的S7-200机可达64点。
中型机控制点数可达近500点，以至于千点。如德维森公司的PPC11系列可扩展到1024点，OMRON公司C200H机普通配置多可达700多点，C200Ha机则可达1000多点。德国西门子公司的S7300机多可达512点。
大型机：控制点数一般在1000点以上。如如德维森公司的PPC22系列可扩展到2048点，OMRON公司的C1000H、CV1000，当地配置可达1024点。C2000H、CV2000当地配置可达2048点。
大型机：控制点数可达万点，以至于几万点。如美国GE公司的90－70机，其点数可达24000点，另外还可有8000路的模拟量。再如美国公司的PC－E984--785机，其开关量具总数为32k（32768），模拟量有2048路。西门子的SS－115U－CPU945，其开关量总点数可达8k，另外还可有512路模拟量。等等。
以上这种划分是不严格的，只是大致的，目的是便于系统的配置及使用。
一般讲，根据实际的I/O点数，凡落在上述不同范围者，选用相应的机型，性能价格比必然要高；相反，肯定要差些。
自然，也有特殊情况。如控制点数不是非常之多，不是非用大型机不可，但因大型机的特殊控制单元多，可进行热备配置，因而采用了大型机。
4.2按结构划分
PLC可分为箱体式及模块式两大类。微型机、小型机多为箱体式的，但从发展趋势看，小型机也逐渐发展成模块式的了。如OMRON公司，原来小型机都是箱体式，现在的CQM1则为模块式的。
箱体的PLC把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内。一个主机箱体就是一台完整的PLC，就可用以实现控制。控制点数不符需要，可再接扩展箱体，由主箱体及若干扩展箱体组成较大的系统，以实现对较多点数的控制。
模块式的PLC是按功能分成若干模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。大型机的模块功能单一一些，因而模块的种类也相对多些。这也可说是趋势。目些中型机，其模块的功能也趋于单一，种类也在增乡。如同样OMRON公司C20系列PLC，H机的CPU单元就含有电源，而Ha机则把电源分出，有单的电源模块。
模块功能单一、品种多，可便于系统配置，使PLC能物尽其用，达到高的使用效益。
由模块联结成系统有三种方法：
①无底板，靠模块间接口直接相联，然后再固定到相应导轨上。德维森公司的V80系列PLC就是这种结构，比较紧凑。
②有底板，所有模块都固定在底板上。如德维森公司的PPC11、PPC22和PPC31系列PLC，OMRON公司的C200Ha机，CV2000等中、大型机就是这种结构。它比较牢固，但底板的槽数是固定的，如3、5、8、10槽等等。槽数与实际的模块数不一定相等，配置时难免有空槽。这既浪费，又多占空间，还得占空单元把多余的槽作。
③用机架代替底板，所有模块都固定在机架上。这种结构比底板式的复杂，但牢靠。一些特大型的PLC用的多为这种结构。
4.3按生产厂家分
目前生产PLC的厂家较多。但能配套生产，大、中、小、微型均能生产的不算太多。较有影响的，在中国市场占有较大份额的公司有：
德国西门子公司：它有S5系列的产品。有S5－95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U为大型机，控制点数可达6000多点，模拟量可达300多路。近还推出S7系列机，有S7-200（小型）、S7-300（中型）及S7-400机（大型）。性能比S5大有提高。
日本OMRON公司：它有CPM1A型机，P型机，H型机，CQM1、CVM、CV型机，Ha型、F型机等，大、中、小、微均有，特别在中、小、微方面具特长，在中国及世界市场，都占有相当的份额。
日本三菱公司的PLC也是较早推到我国来的。其小型机F1前期在国内用得很多，后又推出FX2机，性能有很大提高。它的中、大型机为A系列。AIS、AZC、A3A等。

1 DNC系统的网络结构

本DNC控制系统的拓扑结构采用两级主从总线型网络结构，通信网络采用三层结构：物理层、数据链路层和应用层。

◆物理层

采用平衡型标准RS422接口，以提高的性。在新的平衡型标准RS422中(见附图)，发送器与均以差分方式工作，每个信号用两根导线传输，整个接口共用信号线就可以正常工作。信号的电平由两根导线上的信号的差值来表示，电压范围为-6～+6V，相对于其中的一根导线来说，差值为+ 4～+6V表示二进制的“0”，差值为-4～-6V表示二进制的“1”。对于新的平衡型标准RS422来说，当传输距离达到1000m时，信号传输速率在 100kb/s以下，在10m以内的近距离传输中，速率可达10Mb/s。由于每个信号均用双线传输，这种差分平衡结构能从地线的干扰中分离出有效信号，差分可区分0.20V以上的电位差，因此，可不受对地参考系统之地电位的波动和共模电磁干扰的影响。

◆链路层

本DNC系统控制系统采用异步串行通信方式。系统约定：数据的传输采用正反码校验：命令字和状态字在发送时，先发送两个BREAK，然后发送命令字或状态字，再发送其反码：文件传输时，32个字节(正反码)组成一个信息包。

◆应用层

这一层是面向用户的，主要为命令的输入和传输结果的说明。其中命令的输入包括上位机对下位机实时控制命令的输入和文件传输命令的输入。传输结果的说明有两种：当命令或文件正确传输时，在屏幕上显示正确传输标志：当命令或文件错误传输时，在屏幕上显示错误传输标志

2 本DNC控制系统通信规程的约定

为了使网络内不同结点之间能够正确进行数据通信，通信双方就有一套彼此能够相互了解和共同遵守的规则和约定，这些格式、约定及应答关系概括起来就叫做通信规程。

本DNC控制系统为主从总线型网络结构，上位机执行着整个系统的组织和管理。因此系统的通信规程是不平衡型的：上位机发送命令、接收响应并负责链路级的差错恢复：下位机发送响应、接收命令。

◆通信信息及地址的编码

系统中RS422总线的一点对多点的通信是将所有下位机的接收端并联在总线上，接至上位机的发送端：而将所有下位机的发送端并联在总线上，接至上位机的接收端。因此，选择下位机和分辨下位机，确定通信路径是完成通信的步。

本系统采用一个字节来传递命令信息加地址信息或状态信息加地址信息，分别称为命令字、状态字。从上位机向下位机传送的为命令字，从下位机向上位机传送的为状态字。字节中地址信息占用字节的低四位，编码为1～3。命令信息或状态信息占用字节的高四位，地址信息、命令信息、状态信息都应该是立和的。

例如，急停命令信息编码040，若上位机想控制地址编码为1的正在加工的机床急停，则发送命令字应为041，该机床就会执行相应的动作，其他机床不予理会。又例如，若上位机接收到一个为02的状态字，由于编辑状态信息编码为000，故可相应判别出此状态字为编码为2的机床的编辑状态信息。

◆命令字、状态字和文件传输的通信约定

在本DNC系统通信中，通信的内容除了有命令和状态，还有文件的传输，而文件中的字符是随机的，很可能会被某台机床误认为是对本机床的命令字而发生误动作：另外，由于电磁干扰和网络冲突的存在，接到的字符也可能并不是发送的字符。因此，为保证通信的性和正确性，应该在通信设计中采取某些通信约定。

本DNC 控制系统采用了特殊字符的双字符启动和正反码校验技术来实现上述目的。正反码校验技术是指在发送完字符的正码后，接着发送其反码，这样接收方就可根据前后两字符是否为反码来判断接收是否正确。正反码校验技术对每一字符的每一位都进行校验，比传统的奇偶校验及累加和校验要得多。特殊启动字符BREAK规定为0X80，低四位字节为零，由于下位机的地址编码为1～3，故命令字与状态字都不会出现与BREAK相同的字符：文件传输中也采用正反码校验技术，因此文件传输中也不会出现连续的两个BREAK字符，保证了正确启动，不会引起误动作。

系统中约定不论是上位机发送命令，还是下位机发送状态，都先发送两个连续的BREAK，然后发送命令字或状态字，再接着发送其反码，这样连续几个字符称为一帧。

在这样的通信约定下，对于下位机来说，只有在它接收到符合约定的命令帧后，才判断接收到了正确的命令字，进而判断该命令是否为上位机对本机的命令。如果是，则返回正确的响应，否则不予理睬。上位机在接收到下位机的正确响应后，就了解到下位机已经正确接收了：若上位机在规定的时间内(至少为帧往返总线一周所用时间)接收不到正确响应，上位机会三次重发来纠错。对于上位机也是如此，只有在它接收到符合约定的状态帧后，才认为接收到了正确的状态字。

采用Borland C++ 3.1 for DOS语言与Z80汇编语言编写了通信功能模块和DNC系统的其他功能模块。

3 结语

该DNC控制系统已经应用于浙江华能数控的三面打孔机系统中，并在邯郸冶金机械备件厂得到推广。系统工作稳定、，达到预期的控制目的，证明RS422通信。

1．引言

B&R丰富的控制部件和DCS系统被广泛应用在各大的污水处理控制系统中，目前已有上千套贝加莱的污水处理系统运行在的各个国家，系统性能。

2．污水工艺及特点

污水处理的工艺流程大体分为：格栅处理、泵房提升、沉砂处理、一次沉淀池、曝气池处理、二次沉淀池处理、泥浆制备、昭气利用。需要控制的区域主要有进水泵房，鼓风机房，脱水机房，变电所，加药间等区域。有栅格、总泵房、沉砂池、生物反应池、沉淀池、加氯间、污泥处理装置、变电站等控制对象。

在进水泵房，系统需要检测粗、细格栅前后的液位，及设备的故障工况，手动/自动控制粗、细格栅的运行；采集泵房内及水泵运行工况及液位参数，并根据泵的运行时间，先后开启水泵机组。

在鼓风机房，系统需要控制鼓风机组的开关机顺序，检测鼓风机组的故障报警，根据生化池中溶氧的浓度调节出风阀开启度，生化池等相关仪表的参数。在脱水机房系统需要采集脱水机房、污泥池内电气设备运行工况及附近的仪表参数并对相应电气设备进行控。在变电所需要采集鼓风机房高压变配电所设备的运行工况及对附近电气设备进行控制等。具有现场设备查询，故障及报警，各项数据曲线等功能。

3．贝加莱控制系统方案

根据项目的需求及特点，贝加莱方案为监控采用的管理控制技术，系统设计为控制层、监控层、管理层三层进行监测和控制。控制层分若干个PCC子站分别对厂内设备、及监测点进行控制、监测，采集信号，控制生产设备；监控层，在厂内设控制室，对于立运行的污水处理厂，中控室有二个功能，一是监控全厂的整个生产过程，二是将有关污水处理厂的运行状况上传污水处理厂监控；将污水处理厂监控执行指令下传各PCC，由PCC控制各现场仪器及仪表；管理层主要在污水处理厂监控完成。系统同时还充分考虑设计了特殊情况下的现场手动控制。

系统设计在现场采用贝加莱的PP400系列控制器，贝加莱的PP400是一款集成触摸屏，控制器于一身的控制器.一个设备同时实现现场的监控和操作以及I/O的处理.提高整个污水系统的灵活度.支持100米I/O扩展的X20系统。各PCC站的通讯，采用CPU自带的以太网接口，实现个站间的通讯和与监控的数据交换。设计自控系统的组成主要包括：

1) 1#PCC，2#PCC，3#PCC控制站

主控制器选用X20的X20CP1485控制器，自带以太网，和RS232或CAN通讯接口，其处理频率达到Celeron 400MHZ,达到400US的任务执行时间。通过预先编制好的控制程序，对现场控制站I/O模块进行数据采集和分析、运算并相应的输出。通过自带以太网接口实现与监控的数据通讯，并且采用扩展的X20的I/O单元，采用CAN，X2X通讯方式实现I/O的通讯，采集远程设备的数据信号。12路的I/O宽度仅为12.5mm,长为9.9mm.结构紧凑，功能齐全，，安装方便。

3个PCC站分别位于预处理站，鼓风机室，滤池和沉淀池。鼓风机房现场HMI采用贝加莱的PP100触摸屏，PP100采用266MH处理器，128MB DRAM，TFT 640*480 真彩10.4寸的大尺寸，IP65的等级。全金属外壳。模拟电阻式触摸屏其特性决定了命，正常使用可达6年以上。并且具有很强的抗干扰能力，并集成RS232，以太网，USB接口，方便用户的通讯或扩展。主控制器与触摸屏的通讯采用RS232。

2) 变电站

控制器选用贝加莱的PP400，贝加莱的PP400是一款集成触摸屏，PCC控制器于一身的控制器，采用高速266MHZ CPU ，可达8GB的大容量的存储器，具有IP65的防护等级，USB，以太网，RS232通讯接口丰富，256色真彩显示。10.4寸的PP400作为控制主站的控制器和人机界面的同时。还可通过屏查询设备状态，工作记录，数据报表，修改系统参数等功能。满足在变电站本地监控本地操作的功能，一体化的设计紧凑而小巧。I/O模块支持多种远程扩展方式，如CAN ，X2X， POWERbbbb，ProfibusDP，DeviceNet等。

3) ECU01-ECU10现场控制站

现场控制站的主要功能是远程I/O模块和通讯的功能，它主要包括模拟输入模块、数字输入模块、数字输出模块、以及通讯模块。采集10个滤池的信号监控等。控制器选用贝加莱的X20自带以太网，RS232，CAN接口紧凑型X20CP0291，达到2MS的快速扫描周期。采集10个滤池的控制信号，通过100M的以太网传输上下位的数据信息。I/O部分采用贝加莱的X20 I/O系统。如果滤池控制部分离其余控制部分有一定距离，并且I/O点不多。我们采用贝加莱的具有12M 通讯速度，站间距离可达100米的X2X通讯总线，进行远程扩展。方便现场的安装，满足实际客户要求。并且X20系统支持热插拔，即使个别模块或外围设备的故障也不会影响其余模块的正常工作，避免因一些小故障而导致整个系统瘫痪。节省维护和使用成本。

4) 监控

采用贝加莱无风扇无线缆，可免硬盘运行的工控机APC620，采集现场PCC的实时数据和记录状况报表及报警等。实现全厂的综合调度。两台工控机互为主备，提高系统性。控制系统具有全自动逻辑控制、在线工艺状态显示及参数记录、运行故障诊断记录、生产报表显示记录等功能。系统能长周期无故障运行。

5) 网络通讯及结构

利用各PCC自带的以太网接口实现PCC站站以及ECU各站的通讯,以及与监控的数据通讯.光纤连接现场和监控。远程I/O的扩展采用12M速率的X2X总线。通过RS485接口模块控制现场变频器的运转，以及与仪器仪表的通讯连接。

贝加莱的控制系统支持分时多任务操作系统，触摸屏和PCC均采用一个开发软件来开发，面向对象的编程方式，除常规编程语言外，并且支持C语言，BASIC语言等多种编程语言。以及完善的PID算法完成生产过程压力、温度、流量等工艺参数的PID回路调节。的控制器和支持带电插拔的X20 I/O 系统，单个模块或部件的损坏不会影响其他设备的正常运行，提高污水系统性，利于系统维护。I/O的就地接入，再通过通讯上送，通讯介质为屏蔽双绞线，减少布线成本，提高电气系统性。实现就近接线，远程监控。接口丰富，太网通讯接口， Modbus接口，CAN 通讯，RS485总线等与三方设备通讯的接口都包含在系统中，方便用户的扩展和使用。

4．结束语

贝加莱的污水控制系统是以PCC、工控计算机、管理计算机、服务器、计算机网络及软件系统为的污水处理厂实时管理控制系统，自动监测或监控污水处理厂设备及生产运行，达到污水处理厂远程监测或监控自动化、管理信息化。使污水处理厂内自动化控制及技术水平得到显著提升，可以、地实现各种复杂的污水处理工艺流程，减少人为因素带来的可能事故和隐患，保证污水处理的质量，同时减轻劳动强度，提高工作效率和经济效益。使传统污水处理厂生产运行及管理产生了质的变化