沈阳西门子PLC模块DP电缆供应商

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  PLC的工作过程其实也就是跟照明灯差不多一样的工作原理，只是PLC通过内部的一系列的系统程序开带动外负载而已，PLC输入信号通过采样才能接收、然后再到执行程序、后才输出！它是这么一个工作原理，PLC吸收信号通过诊断键入的命令是否有误、然后才能进入采样、进入采样再到程序执行、后就是输出处理，扫描阶段：将输入现场信号扫描到输入映像寄存器，将输出映像寄存器去驱动外负载！以上就是整个工作过程、所以呢学习PLC编程也不难，只要去了解所运用的指令与各指令的作用、加上熟悉梯形图就能学会，就是说学习PLC编程就知道以上的那些基础，虽然书本上一大堆的文字与一些PLC的构成加上一些内部系统程序介绍与讲解，其实那些都不是、它紧紧只是为了让我们去的熟悉PLC，至于学习编程的那一部分就有点难度了，基本的学习工具不说要拥有PLC，那起码也要有一台电脑，没有电脑基本完成不了这个学习，熟悉指令的运用与作用是懂的，的就是有人指点，要是有人指点学会PLC编程不成问题，不过要先自己去学习过，遇到不懂的才去问，要是自己没有认真去学习就问别人，那肯定学不会！什么样的心态就有什么样的过程、结果是从过程中取决出来的，我们不一定要上了大学拥有高学历高文化也能学会，心态会给你一切的！所以千万不要对我说你学历多高、有多聪明什么的，其实我压根就没把你放在眼里！也不要说自己小学都没毕业学不会这东西、自己笨什么之类的！其实只要有理解能力和看懂文字就能做到了，而且世界上没有笨的人、只有不愿动脑、不肯努力的人！铁柱都能磨成针、这点小事情算什么？
          PLC的工作原理以及相关的一些基本内容在这个学习过程中很重要、以我个人的学习经验得出的一个结论，下一个程序的学习就是解图与了解熟悉它的指令作用与运用，据书本的介绍与讲解、其实PLC内部电路的工作原理跟硬件的工作原理差不多，PLC内部有计数器CNT和许多软继电器或继电器软触点软接线，驱动一个负载是由一些感应器或一些开关给信号PLC、然后PLC通过接收了外部硬电路给入的信号经过每个阶段的程序一步一步的接受、后再到输出！固定化的程序就不说了，那些都是制造厂家采用ROM存储不变程序的！关于后备电池一般采用锂电池作为后备电池，寿命5年至十年，若经常带负载一般2至5年！关于PLC的I/O点数容量分为三种：小型机256点以下，中型机256至1024点之间，大型机1024点以上，提供给用户的可用资源通常用K字KW、K字节BK、或K位来表示，其中1K=1024，也有的PLC直接用所能存放的程序量表示，在一些PLC中存放的程序的地址单位为步，每一步占用两个字节，一条指令一般为一步，功能复杂的基本指令及功能指令往往有若干步、I/O点数是指外部I/O端子的数量，它决定了PLC可控制的输入开关信号和输出开关信号的总体数量！现场的输入信号通过光偶合器到输入数据寄存器，再通过数据总线送给CPU，PLC的输入单元通常有三种类型：直流12至24V输入，交流100至120V或200至240V输入，交直流12至24V输入，外部输入开关通过输入端子与PLC相连接！输出电路的负载电源由外部提供，电源电压大小应根据输出器件类型与负载要求来确定，允许输出电流在0点5至2安，额定值与负载性质有关，电源部件将交流电源转换成提供PLC的处理器、存储器等电子电路工作所需要的直流电源，使PLC能正常工作，它的好坏直接影响PLC的功能和性！PLC一般使用220伏交流电源或24伏直流电原，内部的开关电源为各模块提供DC5V、正负12V、24V等直流电源！驱动PLC负载的电源一般由用户提供！PLC是顺序地执行其内部存储的程序来完成某一工作任务的、程序的输入装置称为编程器！智能接口模块是一个立的计算机系统，从模块组成结构上看、它有自己的CPU、系统程序、存储器以及接口电路等，它与PLC的CPU通过系统总线相连接，进行数据交换，并在CPU模块的协调下立地进行工作！工作过程：PLC控制任务的完成是在硬件的支持下，通过执行反映控制要求的用户程序来实现的！PLC确定了工作任务，装入了程序成为一种机，它采用循环扫描的工作方式，系统工作任务管理及用户程序的执行通过循环扫描的方式来完成！巡回扫描的工作机制：初始化，PLC上电后进行系统初始化，内部继电器区、复位定时器等！通信服务与自诊断阶段，在此阶段、PLC中的CPU完成一些与编程器或其他外部设备的通信，完成数据的接收和发送任务、响应编程器键入的命令、新编程器显示内容、新时钟和特殊寄存器内容工作，程序语法一旦出错或异常，CPU能跟据错误类型和程序内容产生提示信息，甚至停止扫描或强制为STOP状态！执行用户程序扫描阶段：此阶段包括输入采样、程序执行、输出处理3个阶段！数据I/O扫描阶段：此阶段将输入现场信号扫描输入映像寄存器，将输出映像寄存器的去驱动生产现场！PLC的工作过程：在正常情况下，一个用户程序扫描周期由3个阶段组成：输入采样阶段、程序执行阶段、输出处理阶段，PLC的模块CPU不能直接与外部接线端子联系，送到PLC端子上的输入信号、然后经过电平转换、光电隔离、滤波处理等一系列电路进入缓冲器等待采样，没有CPU采样允许，外界信号是不能进入内存的，在PLC的存储器中有一个专门存放I/O信号状态的区域，称为输入映像寄存器和输出映像寄存器！PLC梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，它们称为元件映像寄存器！在输入处理阶段，PLC现场全部输入设备如按钮、速度继电器等的接通/断开状态读入输入映像寄存器，外接输入设备的触点接通时，对应的输入映像寄存器为1，梯形图中对应的输入继电器的动合触点接通，动断触点断开。外接的输入触点电路断开时，对应的输入映像寄存器为0，梯形图中对应的输入继电器的动合触点断开，动断触点接通！值得注意的是，只有在采样时刻，输入映像寄存器中的内容才与输入信号一致，而其他时间范围内输入信号的变化是不会影响输入映像寄存器中的内容的，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入！因此，如果输入是脉冲信号、则该脉冲信号的换度大于一个扫描周期、才能保证在任何情况下该输入均能被读入！程序执行阶段：PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列，根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右、先上后下的原则逐句扫描执行用户程序，直至用户程序结束之处！但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址！PLC执行指令程序时，要读入输入映像寄存器的状态ON或OFF，既1或 0和元件映像寄存器中有关编程元件的状态ON或OFF，既1或0，CPU按程序给定的要求进行逻辑运算和算术运算，运算结果存入相应的元件映像寄存器，把将要向外输出的信号存入输出映像寄存器，并由输出锁存器保存！输出处理阶段：在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的状态ON或OFF，既1或0传送到输出锁存器，梯形图中某一输出继电器的线圈得电时，对应的输出映像寄存器为1状态！信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈得电，其动合触点闭合，使外部负载通电工作！一次动作后等待下一次扫描周期到来才会被刷新、这样才能进行二次动作，称为集中输出方式！输入映像区、输出映像区集中在一起就是一般所称的I/O映像区，映像区的大小随系统I/O信号的多少，既I/O点数而定！I/O映像区的设置，使计算机执行用户程序所需信号状态及执行结果都与I/O映像区发生联系，只有计算机扫描执行到I/O服务过程时，CPU才从实际的输入点读入有关信号状态，存放于输入映像区，并暂时存放在输出映像区内的运行传送至实际输出点！

自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

作为离散控的制的产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分。综合相关资料，2004年PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。

PLC是由摸原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。

相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。

近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分。随着的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。

通用PLC应用于设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有高的性和好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器

本文对PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异进行了分析，指出了三种控制系统之间的渊源及发展方向。

1.前言

上世纪九十年代走向实用化的现场总线控制系统，正以迅猛的势头快速发展，是目前世界上新型的控制系统。现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正受到国内外自动化设备制造商与用户越来越强烈的关注。现场总线控制系统的出现，将给自动化领域带来又一次，其深度和广度将过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。
在有些行业，FCS是由PLC发展而来的；而在另一些行业，FCS又是由DCS发展而来的，所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系，又存在着本质的差异。本文试就PLC、DCS、FCS三大控制系统的特点和差异作一分析，指出它们之间的渊源及发展方向。

2．PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点

目前，在连续型流程生产自动控制（PA）或习惯称之谓工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下：

2．1 PLC

1）从开关量控制发展到顺序控制、运送处理，是从下往上的。
（2）连续PID控制等多功能，PID在中断站中。
（3）可用一台PC机为主站，多台同型PLC为从站。
（4）也可一台PLC为主站，多台同型PLC为从站，构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是：有用户编程时，不必知道通信协议，只要按说明书格式写就行。
（5）PLC网格既可作为立DCS/TDCS，也可作为DCS/TDCS的子系统。
（6）大系统同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
（7）PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4、S5、S6、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。
（8）主要用于工业过程中的顺序控制，新型PLC也兼有闭环控制功能。
（9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。

2．2 DCS或TDCS

（1）分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技术于一身的监控技术。
（2）从上到下的树状拓扑大系统，其中通信（Communication）是关键。
（3）PID在中断站中，中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。
（4）是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
（5）模拟信号，A/D—D/A、带微处理器的混合。
（6）一台仪表一对线接到I/O，由控制站挂到局域网LAN。
（7）DCS是控制（工程师站）、操作（操作员站）、现场仪表（现场测控站）的3级结构。
（8）缺点是成本高，各公司产品不能互换，不能互操作，大DCS系统是各家不同的。
（9）用于大规模的连续过程控制，如石化等。
（10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美国）、（美）等。

2．3 FCS

（1）基本任务是：本质（本征）、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
（2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
（3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制，取代每台仪器两根线。
（4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。
（5）多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。
（6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。
（7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
（8）由现场电脑操纵，还可挂到上位机，接同一总线的上一级计算机。
（9）局域网，再可与internet相通。
（10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。
（11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
（12）3类FCS的典型
1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是重要的，典型产品是FF、World FIP、Profibus—PA；
2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是Profibus—DP、CANbus；
3）多点控制如楼宇自动化，典型产品是LON Work、Profibus—FMS。

从上述基本要点的描述中，我们是否注意到一点，用于过程控制的三大系统，没有一个是针对电站而开发的，或者说，在他们开发的初期，都并非以电站做系统的控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为适用范围，有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是，这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。

3．三大控制系统之间的差异

我们已经知道，FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了性的一步。而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交叉。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。在的章节中，实际上已涉及到DCS与FCS的差异，下面将就体系结构、投资、设计、使用等方面进行叙述。

3．1 差异要点

·DCS

DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和性。数据公路的媒体可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。

通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。

（1）系统能处理多少I/O信息。
（2）系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。
（3）能适应多少用户和装置（CRT、控制站等）。
（4）传输数据的完整性是怎样检查的。
（5）数据公路的大允许长度是多少。
（6）数据公路能支持多少支路。
（7）数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件（可编程序控制器、计算机、数据记录装置等）。

为保证通信的完整，大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。

为了保证系统的性，使用了复杂的通信规约和检错技术。所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据被接收，并且被理解得和发送的数据一样。

目前在DCS系统中一般使用两类通信手段，即同步的和异步的，同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收，异步网络采用没有时钟的报告系统。

·FCS

FCS的关键要点有三点

1）FCS系统的是总线协议，即总线标准

的章节已经叙述，一种类型的总线，只要其总线协议一经确定，相关的关键技术与有关的设备也就被确定。就其总线协议的基本原理而言，各类总线都是一样的，都以解决双向串行数字化通讯传输为基本依据。但由于各种原因，各类总线的总线协议存在很大的差异。

为了使现场总线满足可互操作性要求，使其成为真正的开放系统，在IEC标准，现场总线通讯协议模型的用户层中，就明确规定用户层具有装置描述功能。为了实现互操作，每个现场总线装置都用装置描述DD来描述。DD能够认为是装置的一个驱动器，它包括所有必要的参数描述和主站所需的操作步骤。由于DD包括描述装置通信所需的所有信息，并且与主站无关，所以可以使现场装置实现真正的互操作性。

实际情况是否如上述一致，回答是否定的。目前通过的现场总线标准含8种类型，而原IEO标准只是8种类型之一，与其它7种类型总线的地位是平等的。其它7种总线，不论其市场占有率有多少，每个总线协议都有一套软件、硬件的支撑。它们能够形成系统，形成产品，而原IEC现场总线标准，是一个既无软件支撑也无硬件支撑的空架子。所以，要实现这些总线的相互兼容和互操作，就目前状态而言，几乎是不可能的。

通过上述，我们是否可以得出这样一种映象：开放的现场总线控制系统的互操作性，就一个特定类型的现场总线而言，只要遵循该类型现场总线的总线协议，对其产品是开放的，并具有互操作性。换句话说，不论什么厂家的产品，也不一家是该现场总线公司的产品，只要遵循该总线的总线协议，产品之间是开放的，并具有互操作性，就可以组成总线网络。

(2)FCS系统的基础是数字智能现场装置

数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑，是基础，道理很简单，FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。如果现场装置不遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，不具备数字通信功能，那么所谓双向数字通信只是一句空话，也不能称之为现场总线控制系统。再一点，现场总线的一大特点就是要增加现场一级控制功能。如果现场装置不是多功能智能化的产品，那么现场总线控制系统的特点也就不存在了，所谓简化系统、方便设计、利于维护等优越性也是虚的。

(3) FCS系统的本质是信息处理现场化

对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到多的信息。现场总线系统的信息量没有减少，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力，另一方面要让大量信息在现场就地完成处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。

减少信息往返是网络设计和系统组态的一条重要原则。减少信息往返常常可带来改善系统响应时间的好处。因此，网络设计时应将相互间信息交换量大的节点，放在同一条支路里。

减少信息往返与减少系统的线缆有时会相互矛盾。这时仍应以节省投资为原则来做选择。如果所选择系统的响应时间允许的话，应选节省线缆的方案。如所选系统的响应时间比较紧张，稍微减少一点信息的传输就够用了，那就应选减少信息传输的方案。

现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块，虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别，但一个网络支路上有许多功能雷同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块，是系统组态要解决的问题。

考虑这个问题的原则是：尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出多的那台仪表上的功能块。

3．2 典型系统比较

通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。典型的现场总线系统框图示于图1。从图1中可以看出，传统的过程控制仪表系统每个现场装置到控制室都需使用一对的双绞线，以传送4~20mA信号，图2所示现场总线系统中，每个现场装置到接线盒的双绞线仍然可以使用，但是从现场接线盒到控制室仅用一根双绞线完成数字通信。

通过采用现场总线控制系统，到底能节省多少电缆，编者尚未做此计算。但是，我们不可以采用DCS系统的电厂中与自动控制系统有关的所用电缆公里数看出，电缆在基建投资中所占份额。

某电厂，2×300MW燃煤机组。热力系统为单元制。每台机组设置一座集中控制楼，采用机、炉、电单元集中控制方式。单元控制室的标高为12.6米，与运行层标高一致。DCS采用WDPF—Ⅱ，每台机组设计的I/O点为4500点。

电缆敷设采用EC软件，8个人用1.5个月时间完成电缆敷设的设计任务。
主厂房内每台300MW机组自动化的电缆根数为4038根。
主厂房内每台300MW机组自动化的电缆长度为350公里。
以上电缆的根数及长度均不包括全厂火灾报警的厂供电缆和全厂各辅助生产车间的电缆。
电缆桥架的立柱、桥架及小槽盒全部选用钢制镀锌，每台机组约95吨。
其它电缆桥架包括直通、弯通、三通、四通、盖板、终端封头、调宽片、直接片等选用铝合金材质，每台300MW机组约为55吨。附件随桥架提供（如螺栓、螺母）。
某电厂，4×MW燃油燃气电站。热力系统为单元制。DCS采用bbbEPERM-XP。每台机组设计I/O点数为5804点。
电缆敷设采用EC软件，12个人用2.5个月时间完成电缆敷设的设计任务。
主厂房内每台325MW机组自动化的电缆根数为4413根。
主厂房内每台235MW机组自动化的电缆长度为360公里。
每台机组全部选用钢制镀锌电缆桥架，其重量约为200吨。
电站的电缆可以分为六大类：高压电力电缆、低压电力电缆、控制电缆、热控电缆、弱电电缆（主要指计算机用电缆）、其它电缆。若两台300MW机组同时做电缆敷设，自动化电缆的数量大约有8500根左右。其中热控电缆和弱电电缆将大于5000根，即约占60%左右（以根数计量）。

3.3 设计、投资及使用

上述的比较是偏重于纯技术性的比较，以下比较拟加入经济因素。
比较的前题是DCS系统与典型的、理想的FCS系统进行比较。为什么要做如此的设。做为DCS系统发展到今天，开发初期提出的技术要求却已满足并得到了完善，目前的状况是进一步提高，因此也就不存在典型、理想的说法。而作为FCS系统，90年代刚进入实用化，作为开发初期的技术要求：兼容开放，双向数字通信、数字智能现场装置、高速总线等，目前还不理想有待完善。这种状态与现场总线标准的不能说没。过去的十多年，各总线组织都忙于标准，开发产品，多的市场，目的就是要挤身于标准，合法的大的市场。现在有关标准的争战已告一段落，各大公司组织都已意识到，要真正市场，就得完善系统及相关产品。我们可以做这样的预测，不久的将来，完善的现场总线系统及相关产品成为世界现场总线技术的主流。
具体比较：

（1）DCS系统是个大系统，其控制器功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路是系统的关键，所以，整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。而FCS功能下放较，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛采用，使得控制器功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。

（2）DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容。而FCS系统是开放式系统，用户可以选择不同厂商、不同的各种设备连入现场总线，达到的系统集成。

（3）DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，有D/A与A/D转换。而FCS系统是全数字化，就免去了D/A与A/D变换，高集成化，使精度可以从±0.5%提高到±0.1%。

（4）FCS系统可以将PID闭环控制功能装入变送器或执行器中，缩短了控制周期，目前可以从DCS的每秒2~5次，提高到FCS的每秒10~20次，从而改善调节性能。

（5）DCS它可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。但是，由于自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，因此，它无法在DCS工程师站上对现场仪表（含变送器、执行器等）进行远方诊断、维护和组态。FCS采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能。FCS采用的是双向数字通信现场总线信号制。因此，它可以对现场装置（含变送器、执行机构等）进行远方诊断、维护和组态。FCS的这点优越性是DCS无法比拟的。

（6）FCS由于信息处理现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。有认为可以省去60%。

（7）与（6）同样理由，FCS可以减少大量电缆与敷设电缆用的桥架等，同时也节省了设计、安装和维护费用。有认为可以节省66%。

对于（6）、（7）两点应说明的是，采用FCS系统，节省投资的效果是不用怀疑的，但是否如有的所说达60~66%。这些数字在多篇文章中出现，编者认为这是相互转摘的，目前还未找到这些数字的原始出处，因此，读者在引用这些数字时要慎重。

（8）FCS相对于DCS组态简单，由于结构、性能标准化，便于安装、运行、维护。

（9）用于过程控制的FCS设计开发要点。这一点并不作为与DCS的比较，只是说明用于过程控制或者说用于模拟连续过程类的FCS在设计开发中应考虑的问题。1）要求总线本安防爆功能，而且是头等重要的。
2）基本监控如流量、料位、温度、压力等的变化是缓慢的，而且还有滞后效应，因此，节点监控并不需要快电子学的响应时间，但要求有复杂的模拟量处理能力。这一物理特征决定了系统基本上多采用主一从之间的集中轮询制，这在技术上是合理的，在经济上是有利的。
3）流量、料位、温度、压力等参数的测量，其物理原理是古典的，但传感器、变送器及控制器应向数字智能化发展。
4）作为针对连续过程类及其仪器仪表而开发的FCS，应侧重于低速总线H1的设计完善。

4．PLC与DCS的前景

我们已经知道有的FCS是由PLC发展而来，而有的FCS是由DCS发展而来，那么，今天FCS已走向实用化，PLC与DCS前景又将如何。
PLC于60年代末期在美国出现，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制系统。正式命名，并给予定义：PLC是一种数字控制电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。经过30多年的发展，PLC已十分成熟与完善，并开发了模拟量闭环控制功能。PLC在FCS系统中的地位似乎已被确定并无多少争论。参见图3：IEC的现场总线控制系统体系结构。PLC作为一个站挂在高速总线上。充分发挥PLC在处理开关量方面的优势。另外，火力发电厂辅助车间，例如补给水处理车间、循环间、除灰除渣车间、输煤车间等，在这些车间的工艺过程多以顺序控制为主。PLC对于顺序控制有其特的优势。编者以为，辅助车间的控制系统应以遵循现场总线通讯协议的PLC或能与FCS进行通讯交换信息的PLC为*对象。

自1973年提出台以微处理器为基础的控制器以来，它逐步完善，并终形成功能齐全、的数字式分散控制系统DCS。它的性能大大以住任何一种控制系统。可以满足火电厂DAS、MCS、SCS和APS各系统的各种要求，目前还可以通过工业以太网建立管理层网络，以满足火电厂呼声越来越高的加强管理的要求。可以这样说，DCS系统的监控可以复盖大型火电机组的工艺全过程。
但是，自从有了FCS，并于90年代走向实用化以来，不断有如下论点在公开刊物上发表，即：“从现在起，新的现场总线控制系统FCS将逐步取代传统的DCS”；“当调节功能下放到现场去以后，传统的DCS就没有存在的必要而会自动消失”；“今后十年，传统的4~20mA模拟信号制将逐步被双向数字通信现场总线信号制所取代，模拟与数字的分散型控制系统DCS将新换代为全数字现场总线控制系统FCS”……。这些论点归纳为一句话：FCS将取代DCS，DCS从此将消亡。

上述论点皆出自于之口，确实不无道理。数字通讯是一种趋势，它代表了技术进步，是任何人阻挡不了的。双向数字通信现场总线信号制以及由它而产生的的推动力，加速现场装置与控制仪表的变革，开发出越来越多的功能完善的数字智能现场装置。这些都是DCS系统所不具备的，而由此产生的优越性以及给火电厂的设计、配置、组态、运行、维护、管理等方面带来的效益也是DCS系统所不及的。再则，FCS是由DCS以及PLC发展而来，它保留了DCS的特点，或者说FCS吸收了DCS多年开发研究以及现场实践的经验，当然也包括教训。由此而得出结论，“FCS将取代DCS”，似乎也是顺理成章之事。

同时我们也应看到，DCS系统发展也近30年，在火电厂的应用如此广泛。它的设计思想、组态配置、功能匹配等已达十分完善的程度（当然，DCS也存在进一步发展的需求，例如软件开发，以满足信息集成的要求），已渗透到火电厂控制系统的各个领域，并且在FCS系统中也有些体现。从这个角度来看，DCS系统似乎不能说从此消亡。再则，从的章节叙述中已经谈到，对那些FCS系统不能充分发挥其特点及优越性的领域，DCS系统仍有用武之地。

我们似乎没有必要在文字上做过多的争论，一定要强调谁取代谁。正如目前的DCS与新型的PLC，由于多年的开发研究，在各自保留自身原有的特点外，又相互，形成新的系统，现在的DCS已不是当初的DCS，同样如此，新型的PLC也不是开发初期的PLC。我们能够说是DCS取代了PLC或者说是PLC取代了DCS，显然都是不合适的。

5．结论

从上述分析论述中，我们可以得出以下简单的结论：现场总线控制系统FCS的出现，数字式分散控制DCS并不会消亡，而只是将过去处于控制系统地位的DCS移到现场总线的一个站点上去。也可以这样说，DCS处于控制系统地位的局面从此将被。今后火电厂的控制系统将会是：FCS处于控制系统地位，兼有DCS系统哲学的一种新型控制系统。

1 大限度的满足被控对象的控制要求。
2 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
3 保证控制系统。
4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
5 PLC软件系统及常用编程语言

5.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视。

5.2 PLC提供的编程语言

5.2.1 标准语言梯形图语言也是我们常用的一种语言，它有以下特点

5.1.1 它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线称为左右母线。

3.2.1.2 梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。

5.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联，但线圈只能并联不能串联。

5.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。

5.2.1.5 PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。

3.2.2 语句表语言，类似于汇编语言。

3.2.3 逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。

西门子S7-200PLC两个子程序的局部变量和程序相同（见下面的右图），运行时发现I0.0为1时Q0.0和Q1.0同时变为1。将置位指令改为对L0.1的赋值（线圈）指令后运行正常，将OUT参数“输出”改为IN_OUT参数运行也正常。为什么？
1．出错的原因
S线圈（置位指令）断开时，L0.1的值保持不变。
从子程序的局部变量表可以看出，输入参数IN和输出参数OUT均用L区的局部变量保存。这两个子程序属于同一级，它们的局部变量使用同一片物理存储区。换句话说，两个子程序的L0.1先后使用同一个物理存储器位。
OB1中的I0.0为1时， 子程序SBR_0中的L0.1和它的实参Q0.0被置位。在执行SBR_1时，因为两个子程序的L0.1先后使用同一个物理存储器位，SBR_1的L0.1仍然为1，使它的实参Q1.0也变为1。Q1.0变为1不是因为程序的作用，而是两个子程序的L0.1共用同一个物理存储器位引起的。
2．将OUT参数改为IN_OUT参数未出错的原因
在Q1.0为0，I0.0为1时，L0.1因为是IN_OUT参数，刚开始执行SBR_1时，L0.1的输入值为0，与SBR_0执行后L0.1的值无关。因为I1.0为0，SBR_1执行完后，L0.1的值不变，仍然为0。所以Q1.0的值为0，不会变为1。
3．置位指令改为赋值指令（线圈）未出错的原因
设I0.0为1时，I1.0为0，执行SBR_1的程序时，L0.0的触点断开，使L0.1的线圈断电，所以Q1.0为0。
4．同样的程序为什么S7-300不会出错
S7-300的功能（FC）和S7-200的子程序差不多，S7-300的FC1和FC2中同样的置位程序运行时不会出错。这是因为S7-300和S7-200保存IN、OUT参数的方法不一样。S7-300同一级的FC的临时局部变量（TEMP）使用同一片物理存储区，它们的IN、OUT参数没有标出L区的，与临时变量的保存方法不同。因此同样的程序S7-300不会出错。