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關鍵詞：可編程控制器；電梯；控制系統
一、電梯的基本結構
電梯在垂直運行的過程中，有起點站也有終點站。對于三層以上建筑物內的電梯，起點站和終點站之間還設有?？空?。起點站設在一樓，終點站設在最高樓層。設在一樓的起點站常被稱作基站。起點站和終點站稱兩端站，兩端站之間的?？空痉Q中間層站。
各層站的層外設有召喚箱，箱上設置有供乘用人員召喚電梯用的召喚按鈕或觸鈕。一般電梯在兩端站的召喚箱上各設置一只按鈕或觸鈕，中間層站的召喚箱上各設置兩只按鈕或觸鈕。對于集選無司機控制的電梯，在各層站的召喚箱上均設置一只按鈕或觸鈕。
二、電梯的機械系統和電氣系統
電梯由機械和電氣兩大系統組成。
機械系統由曳引系統、轎廂和對重裝置、導向系統、廳轎門和開關門系統、機械安全保護系統等組成。機械安全保護系統主要由緩沖器、限速器和安全鉗、制動器、門鎖等部件組成。
電氣控制系統主要由控制柜、操縱箱等十多個部件和幾十個分別裝在各有關電梯部件上的電器元件組成。電梯電氣控制系統與機械系統比較，變化范圍比較大。
三、可編程控制器（plc）
可編程控制器是采用微電子技術來完成各種控制功能的自動化設備，按照預先輸入的程序控制現場的執行機構，并按照一定規律進行動作。
PLC 采用“順序掃描、不斷循環”的方式進行工作。步驟如下：按照用戶控制要求編制好程序，并存于存儲器中，當 PLC 運行時，CPU 執行命令，按指令序號（或地址號）順序地作周期性循環掃描工作。如果沒有跳轉指令，那么它就從設置的第一條指令開始，逐條順序執行用戶設定的程序，直到程序結束為止。然后重新返回第一條指令，開始下一輪的工作。在每一次的掃描過程中，還要完成對輸入信號的采集和對輸出狀態的刷新等工作，周而復始地進行下去。
五、STEP 7的模塊化程序設計
模塊化程序設計即模塊化設計，簡單地說就是程序的編寫不是開始就逐條錄入計算機語句和指令，而是首先用主程序、子程序、子過程等框架把軟件的主要結構和流程描述出來，并定義和調試好各個框架之間的輸入、輸出鏈接關系。在采用結構化程序設計時，STEP 7 的應用程序通常由組織塊OB、功能塊FB、功能FC和數據塊DB組成。如下圖2所示。
結論：本設計基本實現了電梯運行中的樓層信號顯示、呼叫記憶、開關門控制、定向環節、制動環節等功能。隨著科技的發展，電梯與環境的協調和諧、如何更安全地為人類生產生活服務等問題也被提上強調出來。這也是綠色電梯的發展方向。
參考文獻：
[1] 喬東凱.可編程控制器和變頻器在電梯控制系統中的應用[J].機械工程與自動化，2007，（6）：151-152.
[2] 趙迎春.PLC在電梯控制系統中的應用[J].遼寧師專學報（自然科學版），2004，6（4）：84-85.
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1并行通信與串行通信工程應用中
為實現分散控制和集中管理，控制系統的各個部分必定要相互進行數據通信。按照傳輸方式，可分為并行通信與串行通信。并行數據通信是以字節或字尾單位的數據傳輸方式，其特點是傳輸速度快，但傳輸線的根數多。適用于近距離數據傳輸。串行數據通信是以二進制的位（bit）為單位的數據傳輸方式，每次只傳送1位，適用于舉例較遠的場合。工業控制一般使用串行通信。PC機和PLC都有通用的串行通信接口，例如RS-232C和RS-485接口。
2異步通信與同步通信在實際通信中
操作時很難保證數據接收方和發送方有相同的傳輸速率，為了保證發送過程和接受過程同步，不發生累計誤差造成的錯位。可以根據實際通信要求選用同步或異步通信方式。異步通信發送字符的信息格式有1個起始位，7、8個數據位，1個奇偶校驗位（可省略），1、2個停止位組成。在通信開始之前，通信雙方需要對所采取的信息格式和數據傳輸速率作相同的約定。由于1個字符中包含的位數不多，及時發送方和接受方的收發頻率略有不同，也不會因兩臺設備之間的時鐘脈沖周幾的積累誤差而導致收發錯位。其特點就是傳送附加的非有效信息較多，傳輸效率稍低。同步通信方式以字節為單位（8bit），每次傳送1、2個同步字符，若干個數據字節和校驗字節。在同步通信中，發送方和接收方要保持完全同步，因此要用調制解調的方式從數據流中提取出同步信號，使接收方得到與發送方完全相同的接收時鐘信號。其傳輸速率較高，一般用于高速通信。
3單工通信方式與雙工通信方式
單工通信方式只能延單一方向發送或接收數據。雙工方式的數據可以沿兩個方向傳送，每一個站既可以發送數據也可以接收數據。雙工方式又分為全雙工和半雙工兩種方式。
二PLC通訊功能介紹
PLC其它PLC，變頻器，PC機，遠程設備，工業以太網等按照不同的通信協議進行通信，文章主要介紹PLC與PC機之間的通信。PLC與使用自由端口模式的PC機的通信：自由端口模式為PC機與PLC之間的通信提供了一種方便和靈活的方法。在自由端口模式，PLC的串行通信有用戶程序控制，可以用接收完成中斷、字符接收中斷、發送完成中斷、發送指令和接受指令來控制通信過程。發送指令（XMT）啟動自由端口模式下數據緩沖區的數據發送。通過指定的通信端口，發送存儲在TBL中的信息（最多255個字符）。發送結束時可以產生中斷事件。接收指令（RCV）初始化或終止接收信息的服務（最多255個字符）。通過指定端口，接收的信息存儲在TEL中。在接收完最后一個字符時，或每接收一個字符均可產生一個中斷。
三VB通信功能的介紹
1Windows環境下上位機通信軟件介紹
在Windows環境下，上位機與PLC實現串行通信，需要有軟件提供人機交互平臺，實現通信控制。常用的可實現串行通信的軟件有WinCCflexible組態軟件和VB程序設計軟件。由于實際工程需要的多變性及復雜性，多選用VB搭建人機交互平臺。VB不僅能實現串行通信，還能滿足各種工程實際的不同要求，設計不同的面向對象的工作窗口界面。它本身提供的各種控件，可以方便簡易的實現各種設計要求。
2MSComm控件的屬性
VB提供了一個串行通信控件MiscrosoftCommControl，即MSComm控件。編程人員只需要設置和監視MSComm控件的屬性和事件，就可以輕而易舉的實現串行通信。MSComm控件提供了兩種處理方式，即可產生兩種事件進行通信，事件驅動方式和查詢方式。事件驅動方式：Rthreshold屬性非0時，收到的字符或傳輸線發生變化時就會產生串口事件OnCome。通過查詢CommEvernt屬性可以捕獲并處理這些通信事件。查詢方式：通過查詢接收緩沖區的字節數（InputBufferCount）屬性值，處理接收到的信息。
四應用實例
城市交通路口信號控制充分應用了這一通訊功能的應用?，F代社會多變的交通狀況。傳統的交通控制方法已經不能解決目前的城市交通問題，因此基于PLC可通信的控制系統可時效性的解決這一問題。
五結束語
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一、前言
可編程控制器（PLC）是以微處理器為基礎，綜合計算機技術、自動控制技術和通信技術，面向控制過程、面向用戶，適應工業環境，操作方便的數字式電子裝置。它使用可以編程的記憶單元來存儲指令，執行數字和邏輯運算，并通過數字量的輸入、輸出實現對工業生產過程的控制。就PLC本身來說，在設計和制造過程中廠家已采取了多層次的抗干擾措施，具有一定的穩定性和可靠性，但由于PLC的應用場合越來越廣，應用環境越來越復雜，所受的干擾也就越來越多。如來自電源波形的畸變；現場設備產生的電磁干擾；接地電阻的耦合；輸入元件的抖動等各種形式的干擾，都可能使系統不能正常工作。因此，研究PLC控制系統抗干擾信號的來源、成因及其抑制措施，對于提高PLC控制系統的抗干擾能力及可靠性具有重要意義。
二、PLC控制系統的安裝和使用環境
PLC是專為工業控制設計的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業環境中使用。但是，在PLC控制系統中，如果環境過于惡劣，或安裝使用不當，將會降低系統的可靠性。PLC使用環境溫度通常在0℃～55℃范圍內，應避免太陽光直接照射，安裝位置應遠離發熱量大的器件，同時應保證有足夠大的散熱空間和通風條件。環境濕度一般應小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場合，需將PLC封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強烈的振動源，系統的可靠性也會降低，所以應采取相應的減振措施。
三、影響PLC控制系統穩定的干擾類型
1、輻射干擾。能產生空間輻射電磁場的設備均能影響到PLC的正常運行。如，大的電力網絡、電器設備的暫態過程、運行中的高頻感應加熱設備以及雷電等。若此時PLC置于其輻射場內，其信號、數據線和電源線即可充當天線接受輻射干擾。此種干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場的大小、頻率有關。
2、傳導干擾
（1）來自電源的干擾。在工業現場中，開關操作浪涌、大型電力設備的起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等均能在電網中形成脈沖干擾。PLC的正常供電電源均由電網供電，因而會直接影響到PLC的正常工作。由于電網覆蓋范圍廣，它將受到所有空間的電磁干擾而產生持續的高頻諧波干擾。特別在斷開電網中的感性負載時產生的瞬時電壓峰值是額定值的幾十倍，其脈沖功率足以損壞PLC半導體器件，并且含有大量的諧波可以通過半導體線路中的分布電容、絕緣電阻等侵入邏輯電路，引起誤動作。
（2）來自信號傳輸線上的干擾。除了傳輸有效的信息外，PLC系統連接的各類信號傳輸線總會有外部干擾信號的侵入。此干擾主要有兩種途徑：①通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾；②信號線上的外部感應干擾，其中靜電放電、脈沖電場及切換電壓為主要干擾來源。由信號線引入的干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。若系統隔離性能較差，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統總線回流，造成邏輯數據變化、誤動作甚至死機。
3、地電位的分布干擾。PLC控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等。地電位的分布干擾主要是各個接地點的電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，從而引起地環路電流，該電流可能在地線上產生不等電位分布，影響PLC內邏輯電路和模擬電路的正常工作。由于PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運算和數據存貯，造成數據混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。
4、PLC系統本身產生的干擾。產生這種干擾的主要原因是系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射。如，邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響；模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。
四、抗干擾設計
1、選擇抗干擾性能好的設備。在選擇設備時，首先要選擇有較高抗干擾能力的產品，其包括了電磁兼容性，尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術、隔離性能好的PLC系統；其次還應了解生產廠家給出的抗干擾指標，如共模抑制比、差模抑制比、耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環境中工作等；再次是靠考查其在類似工作中的應用實績。在選擇國外進口產品時要注意，我國是采用220V高內阻電網制式，而歐美地區是110V低內阻電網。由于我國電網內阻大、零點電位漂移大、地電位變化大，工業企業現場的電磁干擾至少要比歐美地區高4倍以上，對系統抗干擾性能要求更高。在國外能正常工作的PLC產品在國內工業中就不一定能可靠運行，這就要在采用國外產品時，按我國的標準（GB/T13926）合理選擇。
2、綜合抗干擾設計。主要考慮來自系統外部的幾種抑制措施，內容包括：對PLC系統及外引線進行屏蔽以防空間輻射電磁干擾；對外引線進行隔離、濾波，特別是動力電纜應分層布置，以防通過外引線引入傳導電磁干擾；正確設計接地點和接地裝置，完善接地系統。另外，還必須利用軟件手段，進一步提高系統的安全可靠性。
五、主要抗干擾措施
1、對電源干擾的抑制。PLC系統電源必須要與整個供電系統的動力電源分開，一般在進入PLC系統之前加隔離變壓器，并合理布置電源線，強電與弱電電纜要嚴格分開。電網干擾串入PLC控制系統主要通過PLC系統的供電電源（如CPU電源、I/O電源等）、變送器供電電源和與PLC系統具有直接電氣連接的儀表供電電源等耦合進入的?，F在對于PLC系統供電的電源，一般都采用隔離性能較好的電源，而對于變送器供電電源以及和PLC系統有直接電氣連接的儀表供電電源，并沒受到足夠的重視。雖然采取了一定的隔離措施，但普遍還不夠，主要是使用的隔離變壓器分布參數大，抑制干擾能力差，經電源耦合而串入共模干擾、差模干擾。所以，對于變送器和共用信號儀表供電應選擇分布電容小、抑制帶大（如采用多次隔離和屏蔽及漏感技術）的配電器，以減少PLC系統的干擾。
2、對線間干擾的抑制。PLC控制系統線路中有電源線、輸入/輸出線、動力線和接地線，布線不恰當則會造成電磁感應和靜電感應等干擾，因此必須按照特定要求布線，如盡可能的等間距，以及避免線路繞圈等。不同類型的信號分別由不同電纜傳輸，信號電纜應按傳輸信號種類分層敷設，嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號，避免信號線與動力電纜靠行敷設，以減少電磁干擾。
3、硬件及軟件抗干擾措施。信號在接入計算機前，在信號線與地間并接電容，以減少共模干擾；信號兩極間加裝濾波器可減少差模干擾。硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進入控制系統，但由于干擾存在的隨機性，尤其是在工業生產環境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門外，這時可以發揮軟件的靈活性與硬件措施相結合來提高系統的抗干擾能力。如，利用“看門狗”方法對系統的運動狀態進行監控；數字濾波和工頻整形采樣，可有效消除周期性干擾；定時校正參考點電位，并采用動態零點，可防止電位漂移；采用信息冗余技術，設計相應的軟件標志位；采用間接跳轉，設置軟件保護等。
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[關鍵詞]PLC、 鍋爐控制、應用
中圖分類號：TK223.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0377-01
1 PLC及其優越性簡介
Programmable logic contoroller中文譯為可編程序控制器，簡稱PLC，其核心是微處理器，是工業生產中用于控制的計算機設備，由于可編程序控制器的關鍵技術就是微機技術，因此PLC既具備邏輯控制性能，又具有數據處理、計算等微機具備的基本功能?，F階段社區供暖采用的鍋爐必須進行精確的實時控制，然而當前仍有部分鍋爐設備采用較為落后的繼電器邏輯控制。繼電器邏輯控制自動化程度不高，絕大多數操作需要手工完成，所能完成的邏輯控制功能極少，程序的模擬數量不能很好的控制，即使鍋爐的開關可以控制，但是其電氣線路復雜，性能得不到保證，且維修繁瑣，實際鍋爐系統控制中每臺爐就需要一套繼電器控制系統，然而本文所介紹的可編程控制器設計的控制系統則是在集中供熱系統的基礎上實現了系統的自動控制功能，而且整套系統的控制是經過優化處理。
2 系統硬件構成
（1）硬件配置 如下：P4 1.8G CPU，256M DDR 內存 ，32M顯卡 ；40G硬盤 ；4個 USB2.0接口；17英寸戴爾 CRT顯示器，觸摸式工業鍵盤，鼠標套裝。
（2）可編程控制器 PLC。德國西門子的S7― 300系列，CPU選用 S7―315一DP可編程控制器，48k存儲器，I/O能擴展到 2048點， 內置 PID模塊，西門子 CP5611通信卡。
3 系統的功能
3.1 監控功能
在運行系統的過程中，下位機采集到的鍋爐運行數據和熱力站傳送上來的運行參數會經過上機位的及時處理，主要操作是對數據進行分析判斷，鍋爐運行過程中的溫度、壓力、液位、流量、煙氣含氧量等工藝過程參數的模擬動態顯示，現場通過上位機手動和自動切換，實現風機，水泵的啟、?？刂?。系統與現場儀表，電氣設備配合可實現多變量閉環調節和聯鎖控制。
3.2 調節控制功能
多變量系統構成了供暖燃煤鍋爐，多種變量關系十分密切，所以在系統中配備了經過優化的控制程序，控制程序把爐內用水的溫度，爐膛的壓力等指標均納入了控制范圍，爐外溫度作為新增指標也實現了PID有效控制，同時系統還配備了前饋系統、風與煤的數據之比，用以增加或刪除用煤調節，送風機與引風機之間的調節實現了前饋聯鎖，送煤的數據也會及時反饋，送風與引風實現最佳調控，使得燃料的效率達到最高。這三個環節的實現主要依靠電機，因此PID實現轉換時，采用的是無擾動轉換。
3.3 故障報警功能
當鍋爐的風機、水泵、上煤系統的開、關燈發生故障時系統就會產生自動產生報警功能，當鍋爐內水位超高、超低、壓力過大或過小、流量過快、溫度過低等異常指數出現時，系統也會啟動報警程序。
3.4 上煤聯鎖功能
這一功能可以使用手動操作，也可以與計算機聯合操作與自動控制。
3.5 數據報表記錄功能
當用戶對供熱提出要求時，就會對供熱系統的水壓、水溫、水的供給、回流量、爐內壓力等供熱參數以及電機的工作狀況，及時匯總形成報表，可供用戶查閱。
3.6 查詢數據的功能
當工作人員或是用戶對供熱系統的數據有需求時，系統會自動保存數據，用戶可以對數據進行查詢、打印。
3.7 數據趨勢直觀顯示功能
對于鍋爐運行的關鍵參數，例如溫度、水流量等，系統會及時的折線統計圖的形式，將歷史數據直觀呈現出來。
3.8 壓力棒圖功能
為了方便的對供熱進行實時調度，系統可以對收集到的數據進行整理，會呈現出供水水壓圖、熱力圖等，對于出現的不利狀況實時監測。
3.9 遠程通訊功能
系統內調制解調器的安裝使得控制中心與熱力站之間完成了聯網，關鍵數據可以相互傳輸，實現了遠程通訊。
3.10 密碼功能
為了預防非工作人員對數據參數進行隨意改動，造成對鍋爐的控制的誤差操作，系統專門設置了操作密碼，只有輸入正確的操作驗證碼與操作口令進入較高級的操作系統，才能對參數和操作進行修改。
4 系統控制簡述
本套系統控制的是3臺由長春鍋爐廠出產的新型速熱型DEL14-1625/115/70-AⅡ熱水爐，該系列鍋爐升溫迅速，反應靈敏，煤在燃燒過程中會直接從煤斗直接滑落到爐排，爐排電機帶動燃料。鼓風機將空氣經空氣加熱器第一次、第二次處理后流入爐內，煤在燃燒過程中生成高溫煙氣，熱量流向對流管，多余的煙氣則經除塵器排出。
5 系統的軟件設計
5.1 模擬量收集與濾波處理
系統會對水壓、水溫等現場收集到的模擬數據傳遞到PLC進行轉化處理。因為工作現場環境較差，AI模塊的電流值經變送器送入后會因為干擾出現波動或者尖峰等意外情況，所以AI收集到的數據CPU是不可以直接處理的，之前要進行濾波技術處理，將存在的波動或干擾尖峰濾掉才能進行處理，還有就是本套系統存在著很大的慣性，濾波的過程中主要采用取平均值的方式進行處理，每一個掃描周期內主程序會對子程序的數據模擬量進行一次收集，然后進行濾波技術處理，最終將處理結果安全的交由主程序。本套系統采用的是“AI331”模塊，最終形成的轉換結果為12bit，子程序會將采集到的模擬量的累加值存入累加器中，當采集次數達到預置值后，累加器的值會取均值，作為本次采集的最終結果送主程序使用。
5.2 實施優化
系統采樣時會選取時間為20S的爐內溫度，截取爐排轉動5米的平均值，根據鍋爐的過?？諝庀禂郸?，將含氧量的設定值做好，記錄好爐內溫度，根據爐內溫度設置好風與煤比例的上限和下限，爐排的最快轉速，依照含氧量參數的偏差值調節風與煤之比的設定值，可將5米設定為各個值之間的更新周期。在本系統運投當中，工作人員還可以重新設置風與煤之比的設定值，系統以此科學合理的設置設定值的時候，再進行優化計算，不僅僅是一步計算得出最終結果。操作者根據自身經驗優化操作步驟，使系統操作高效、便捷，在參數設定值的問題上，循序漸進，確保系統穩定運行。
6 結束語
本系統現已運行使用，并且運用了PLC進行控制，系統功能逐步完善，結構精進優化，耗能少，操作靈活，維護方便，性能可靠，極大地提高了供熱企業的生產效率和經濟效益。
參考文獻
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【關鍵詞】控制系統；PLC；DCS；優勢比較；應用
1.DCS系統
1.1 DCS簡介
DCS在國內自控行業稱之為集散控制系統。它綜合了計算機、通訊、顯示和控制等4C技術，其實質是一個由過程控制級和過程監控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態方便。
1.2 DCS的結構
在結構上，DCS包括過程級、操作級和管理級三個部分。過程級是系統控制功能的主要實施部分，是由過程控制站、I/O單元和現場儀表組成。操作員站和工程師站組成了操作級，它的作用是完成系統的操作和組態。
1.3 DCS特點
高可靠性、開放性、靈活性、易于維護、協調性、控制功能齊全。DCS即為集散控制系統（Distributed Control System）。DCS是多級計算機系統，以通信網絡為紐帶，由過程控制級和過程監控級組成。DCS綜合了計算機、通訊、顯示和控制4項技術，也稱為4C技術，DCS的主要思想是分散控制、分級管理、集中操作、靈活配置、組態便捷。DCS是拓撲大系統，呈樹狀，從上到下，通信是該系統的關鍵；PID在中斷站里，現場儀器儀表和控制裝置與計算機的連接依靠中斷站；DCS是樹狀的拓撲結構，且結構是并行連續的鏈路狀，也存在許多電纜由中繼站并行到工程項目現場的儀器儀表；DCS系統的模擬信號由智能儀表的部件和幾臺計算機構成，漸漸的用數字信號來替代模擬信號，信號形式是A/D-D/A；由一臺儀表與一對線連接到I/O，從控制站連接到局域網LAN；DCS控制系統是控制、操作和現場儀表的3級結構；每家企業的大的DCS控制系統不相同；主要使用于大型的連續過程控制。
2.PLC系統
2.1 PLC簡介
PLC即可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。
2.2 PLC特點
可靠性高、抗干擾能力強、功能強適用面廣、編程簡單容易掌握、使用和維護方便。
2.3 PLC的特點
PLC即為可編程邏輯控制器（Program-mable Logic Controller），是使用一種可以編程的存儲器，通過所存儲的程序，來進行邏輯運算，或通過用戶的指令來進行順序控制、計數、定時和算術操作，并且通過模擬式或數字的輸入或輸出來控制各種類型的機械生產，或控制生產的過程。PLC已經從控制開關量的階段發展到進行順序控制或運算處理，是從低級向高級運送處理，從下往上的運算處理；PLC具有連續不間斷的HD控制等多項功能，PID在中斷站里；PLC可以使用一臺PC機作為主站，同種型號多臺PLC作為從站，PLC也可以使用一臺PLC作為主站，同種型號PLC作為從站，組成PLC網絡，后者比前者的方便之處是當用戶進行編程時，不需要了解通信協議，按照說明書的格式編寫就行；PLC網格不但可當做獨立的DCS/TDCS，同時也可以當做DCS/TDCS的子系統；PLC大系統與DCS/TDCS一致。
3.DCS與PLC的區別
DCS是集散式控制系統的一種，PLC是控制裝置，所以說DCS與PLC是系統和裝置的區別。不管何種裝置的功能和裝置之間的協調，都可由系統來實現；而PLC裝置所實現的只能是這個單元所具有的功能。
3.1 安全可靠性不同
DCS的設計使用的是雙冗余過程處理器、雙電源和雙冗余網絡。如果重要控制元件有了故障，其他與之相關的冗余元件就會實時沒有干擾的變成工作元件，使系統能夠安全運行。但起初的PLC控制系統完全沒有把冗余的設計思想引入進去，系統沒有足夠的安全可靠性，經過改進后，實現了雙冗余控制。同時，DCS系統的硬件插拔可以帶電熱插拔，即當某一模塊遭到破壞或發生了其它故障時，系統不需要停止運行，維修技術人員就能及時替換被損壞的硬件。而很多PLC沒有上述的功能。
3.2 兼容性和可擴展性不同
當前，DCS系統的兼容性和可擴展性非常強大，尤其適用于大型的系統工程。大多數操作級的網絡平臺都選擇了以太網絡的形式，采用的是當前標準的或變形的TCP/IP協議，進而為系統的擴展提供了很大的方便。而PLC系統最原始的開發目的是針對設備控制，大多數沒有或只有很少部分有兼容性和擴展性的需求，所以，如果出現兩個或兩個以上的系統的資源需要共享時，PLC是相當的困難。
3.3 數據庫不同
DCS系統具有比較統一的數據庫，也就是說在任何情況下都可以引用DCS系統中的某一已經存在于數據庫原始數據。但PLC系統的數據庫就不是這樣了，相比較而言它沒有DCS統一，例如監控軟件和組態軟件抑或是歸檔軟件都有各自的數據庫。
3.4 時間調度和任務的處理方式不同
由于DCS系統已經實現了集散控制，因此它可以先靈活地設定任務周期，進而輕松的處理多個任務。但PLC的程序與之不同，大都不能按原來設定的周期進行循環運行。
3.5 網絡結構不同
DCS網絡是DCS系統的中樞神經，通常包括兩層網絡結構，而采用單網結構的PLc網絡形式基本上是為個體而工作。TCP/IP協議是標準的以太網協議，是雙冗余設計，具有很好的開放性與拓展性。而且PLC系統的網絡安全也相對較差。
3.6 系統軟件功能不同
DCS應用于化工、電力等大工業的過程控制更有優勢，因為DCS的軟件包功能強大，有配方的功能，不同的行業有不同的專家軟件，簡化了用戶的組態編程工作。DCS的基本功能是對各種工藝進行控制，如果某一方案有了變化，技術人員只需在操作臺就能更改方案，不影響原來的控制方案正常運行，它通過編譯就可執行命令，然后由系統自動運行。PLC系統不利于維護，它的工作進程是先確定哪個PLC需要編譯，然后再進行程序的編譯，最后再一對一傳送程序。
4.PLC與DCS比較及優勢分析
目前工業控制領域效果最令人滿意和最廣泛使用的兩種控制技術就包括可編程序控制器（PLC）及集散控制系統（DCS），同時它們各自的優勢及劣勢也是很明顯的，如在高速的順序控制中PLC占主導地位，而且PLC體積小，使用靈活，價格相對較低，而在復雜的過程控制中DCS占優勢，但體積大，價格相對較高。但在通訊功能及管理能力方面PLC不及DCS，DCS通訊及管理能力較強。如果按從弱至強將PLC與DCS的性能劃分為1至10個等級，則可將它們的對比列于表1。
數字量的順序控制是早期的PLC主要的發展方向。但隨著PLC技術的不斷發展，PLC擴增了模擬量控制功能、通訊聯網功能、PID調節功能及分級控制功能等，當前，即使是在過去DCS占統治地位的化工、冶金等行業PLC控制系統也能發揮巨大的作用。但PLC有一個弊端即難以組成大型、復雜、綜合的系統，由于技術原因，如果過多的plc通過網絡與過多的PLC通訊，則可能導致瓶頸現象及計時上的困難。
DCS的諸多優勢使它在控制系統的高端市場仍占主流地位。DCS控制系統最初是由模擬儀表發展而來的，因此它初期的功能以回路調節為主，之后又擴展了順序控制的功能。集中地操作管理，分散控制以提高整個系統的可靠性及管理能力是DCS的設計思想。但DCS比PLC價位稍高，因此國內一些資金有限的中小型企業有時難以承受DCS控制系統。
5.PLC與DCS系統的綜合應用：混合式控制系統結構
隨著當前計算機技術的進步與發展，通過研究人員多年的研究與開發，DCS與PLC兩大系統除了保留有各自自身的特點之外，二者還能互相補充，形成新的控制系統。二者在很多領域可以并存，可以通過彌補對方的不足，形成新的控制系統。當前，越來越多的以PC+PLC組成DCS系統的工程應用逐漸廣泛。
圖1所示為混合式控制系統。該系統主要以DCS的設計思想為基礎，綜合PLC與DCS的各自優勢。它主要由系統網絡、操作員工作站、中央服務器、控制器及輸入/輸出（I/O）模塊等部分組成。
5.1 系統網絡
整個DCS系統的基礎和核心就是系統網絡，整個系統的實時性、可靠性和可擴充性都與系統網絡息息相關。它的重要性對于混合式控制系統同樣重要。
如圖1所示，HCS是包括操作管理和過程控制在內的兩級式控制系統。N1網連接的操作員工作站及中央服務器構成了操作管理級。N1網是一局域網（LAN），可以選用以太網，傳輸介質可使用雙絞線、同軸電纜或光纖，它要能較快地傳輸大量的數據。星形、總線形、混合形等網絡拓撲結構都可供N1網來選擇。當前，工業控制網常用的網絡結構是總線結構。因為它有成熟的網絡技術，簡單的施工過程，而且節點的加入退出時不需要中止網絡運行。
N2網要具有實時性，這對實時性很強的過程控制十分重要。為了實現數據共享，一旦N2網上某節點發送數據，則該網絡上所連接的各節點要能夠同時接收到該數據。N2網的作用是將過程控制級的控制器與中央服務器相連，并且使控制器與遠程I/O、遠程I/O與遠程I/O連接起來并中央服務器連接起來。
5.2 操作員工作站
操作員工作站能夠完成HCS與用戶間信息交換，它的功能主要有3個：（1）對生產過程進行調節和控制；（2）為運行操作人員提供人機界面；（3）便于操作人員及時全面地了解系統運行情況。現在操作員工作站主要由PC機承擔，因為微型計算機性能在不斷提高。
5.3 中央服務器
中央服務器用Windows NT為操作系統，配以系統應用軟件，在部分行業還可與企業管理系統相連。它主要用來實現信息集中管理，如所有的系統信息、報告及總數據庫。
5.4 控制器
自動控制系統中的控制中樞就是控制器。由HCS可組成較大型的分散的控制系統，這是因為每個HCS可支持多個控制器，而每個控制器又可支持多達上百個控制回路。HCS控制器體積比DCS小得多，與PLC一樣采用了主要包括處理器、內存、I/O接口，外加通訊接口在內典型的計算機結構，它的框架沿襲了傳統PLC的框架尺寸結構。從尺寸與外形上看，HCS控制器與PLC有許多相似之處，但它絕不是簡單翻版PLC的，它有許多自己獨特的特征和風格。HCS控制器在過程控制中能勝任DCS所承擔的過程控制任務，它主要執行閉環及順序控制。
5.5 輸入/輸出（I/O）模塊
HCS提供了能與工業生產現場I/O信號直接相連的各種規格的I/O模塊，如模擬量/數字量、直流/交流、電壓/電流及不同電壓等級的I/O模塊等。這些I/O模塊可與工業現場的按鈕、變送器、傳感器、電磁閥門及馬達控制器等設備元件直接相連，使用靈活方便。
6.新型混合式控制系統特點
6.1 控制分級分散，管理集中
HCS的某些優勢和DCS是一致的，比如它也具有信息集中，控制分散的優勢。系統具有包括操作管理級及過程控制級在內的垂直的2級功能，并且在各級之間既有分工，又有聯系，在系統的統一協調下平穩運行。在實際方面采用該分散控制結構，也就是將多個控制器及I/O框架分散后進行聯網，這樣設計的優點是：（1）避免因個別設備出現故障殃及整個系統而造成的危險，提高可靠性。（2）可將生產過程的全部信息通過網絡傳送至中央服務器以實現信息集中。
6.2 高靈活性、強可擴展性
HCS采用的結構形式是模塊化及積木化，這樣的話用戶可選擇不同數量、不同規格的單元設備以組成不同要求、不同規模的硬件系統，進而滿足自身實際需要。組裝上，靈活的組裝方式使系統擴展變得容易，整個系統采用分級分散的網絡結構形式，使增加或去除某些單元不會影響整個系統的性能，這有利于工廠按當前規模配置系統，使設備的利用效率全面提高。
6.3 可靠性高
（1）冗余技術
為了避免由于某個部件失效而影響整個系統運行，HCS允許用戶在任何需要的關鍵部分擴充冗余部件。如將冗余的處理器、傳輸介質、中央服務器等加在控制器中，提升整個系統性能。
（2）自我診斷功效
HCS系統軟件可整個系統的軟硬件狀態進行在線監視，如果有異常情況發生時，系統可立即自行采取有效措施，自行運行，使故障得到有效解決。
（3）斷電保護功能
在HCS控制器的處理器模塊內裝有新型鋰電池，因此在外部突然斷電的情況下數據也不會丟失。
7.結束語
在未來，工業過程控制系統向智能化、開放性、網絡化、信息化發展。同時，DCS及PLC系統將會更加完善，更多的應用于社會生產的各個環節。
參考文獻
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plc控制范文6
【關鍵詞】PLC；控制系統；雷電防護
0.引言
PLC控制系統是一種廣泛應用于工礦企業單位、滿足于實時控制要求的專用計算機系統。它的工作原理是靠存儲程序、執行指令進行信息交換處理，實現外部輸入信號到輸出信號的轉換，驅動各種類型的外部設備進行工作的自動控制系統。PLC控制系統大量采用高度集成化的CMOS電路和CPU單元，集控制、通訊、監測為一體。要實現PLC控制系統安全可靠的工作，對PLC控制系統要盡可能降低雷電帶來的損失，就必須采取系統的、綜合的防雷措施。
1.PLC控制系統的防雷措施
根據瞬間過電壓產生、危害途徑等特點，本文從配電系統防雷、控制系統網絡線路、輸入輸出設備防雷、構筑物防雷和合理接地等幾個方面論述了PLC控制系統的防雷措施。
1.1配電系統的防雷
當雷擊輸電線或雷閃放電在輸電線附近時，都將在輸電線路上形成雷電沖擊波，其能量主要集中在工頻至幾百赫的低端，容易與工頻回路渦合。雷電沖擊波從配電線路進入PLC控制系統的電源模塊以及從配電線路感應到同一電纜溝內的自控網絡線上進入PLC控制系統的通訊模塊的幾率比從天饋線和信號線路進入的要高得多。因此配電線路的防雷是控制系統防雷的重要部份。
一般的配電系統在高、低壓進線都已安裝有閥型避雷器、氧化鋅避雷器等避雷裝置，但PLC的電源機盤仍會遭受雷擊而損壞。這是因為這些措施的保護對象是電氣設備，而PLC控制設備耐過壓能力低，同時，這些避雷器啟動電壓高而且有些有較大的分散電容存在，與設備負載之間成為分流的關系，從而使加在PLC控制設備上的殘壓較高，至少高于避雷裝置的啟動電壓，一般為峰值2～2.5倍（單相殘壓不低于800V），極易造成PLC控制設備損壞。同時大型設備啟停產生的操作過電壓也是危害PLC控制系統的重要原因之一。由上述，用單一的器件或單級保護很難滿足PLC控制設備對電源的要求，所以對電源防雷應采取多級保護措施，具體級數根據各自實際情況而定。如圖所示為一典型PLC控制系統采用的三級保護方案（原有的高壓避雷器保留）。
第一級在變壓器二次側，主要泄放外線等產生的過電壓，其雷通量大，啟動電壓高（900-1800V）。第二級在各控制站PLC專用隔離變壓器前，主要泄放第一級殘壓、配電線路上感應出的過電壓和其它用電設備的操作過電壓、其電流通量居中，啟動電壓居中（470-1800V）。隔離變壓器的安裝非常重要，它能有效抑制各種電磁干擾，對雷電波同樣有效。末級在PLC專用電源模板前，主要泄放前面的殘壓，完全可達到嵌位輸出，其殘壓低，響應時間快。
1.2通訊線、天饋線、輸入輸出設備防雷
PLC控制系統通訊線一般都采用特制屏蔽雙絞線，并且一般在安裝時都是采取穿管直埋（或電纜溝）鋪設，所以雷電在此處的感應電壓不高（1KV～2KV）。但由于其直接進入PLC或計算機通訊口這一薄弱環節（正常電壓一般為正負5V，12V，24V，48V等），故損害也很大。計算機數據交換或通訊頻率是從直流到幾十兆赫茲（據系統而定），在選用避雷器件時一般都不采用氧化物避雷器，因為它的分布電容大、對高頻損耗大，除非對之進行特殊處理。選用避雷器時還應以通訊電平和頻率或速率來確定，對于比較高頻的訊號便需要特殊設計的防雷器以確保其阻抗與該系統對應，否則會有信號反射的現象。避雷器應靠近通訊接口處安裝（減小反射損耗）。
而對于PLC的I/O模板、儀表、傳感器等設備，應根據各種設備的具體情況，按設備的電壓等級配置，其工作電壓以安裝在電路中部件的額定電壓為準。防止線路在受感應雷的影響，形成過電壓或電流，造成設備損壞。除了安裝相應避雷器，有良好的接地和布線系統，安全距離外，還要按供電線路、電源線、信號線、通信線、饋線的情況采取屏蔽措施。網絡通訊線路避雷的最好方法當然是采用光纖網絡。
1.3控制站構筑物的防雷
PLC控制系統的總控站是控制和信息中心，集中了很多的計算機設備、通訊設備、儀器儀表，大多數還有電臺和天饋線，是整體生產監控、調度中心，在裝修中大量采用了鋁、鐵等金屬材料，所以對防雷的要求就更高一些，其目的是要形成均壓等電位屏蔽措施。控制站所在構筑物應安裝避雷帶、避雷網，只安裝避雷針效果不好，特別是在構筑物高度低、地勢空曠、臨近水源的地方，極易遭受各方向的各種形式的雷擊。雷電的危害途徑主要通過感應而進入自控系統，所以避雷針、帶、網的引下線應盡量多設幾條，使雷電電流有更多的分流途徑，以減小每條線上的泄放電流量從而降低感應能量。室內計算機、PLC控制系統要盡量置于遠離避雷設備的導地金屬體。
1.4合理接地
防雷的最終目的是“泄放”雷電電流，因而對防雷設備的“接地”切不可掉以輕心。一般接地主要有構筑物接地、配電系統及強電設備接地、計算機自控系統接地。如這三種接地配置不合理，極易在雷擊時通過接地網對控制系統造成反擊從而對設備造成損壞。
PLC控制系統是一個特殊用電系統，它包括以下幾種接地：系統工作地（小于4歐），直流工作地（信號屏蔽地、邏輯地等小于2歐），安全保護地（小于2歐）。在安裝時難以分開（特別是對PLC系統），對PLC系統采用聯合接地較好。接地電阻取最小值，至少小于2歐。
地網分開設置時應注意避免地網之間的閃絡。雷擊時，會在地網及附近導體中產生很高電位，地網分開，則可能造成接閃接地體向其它接地體閃絡。所以，地網之間的距離當涉及自控系統接地時應大于10M。在接地線引入室內時，若與其它地網距離太近，可局部采取既絕緣又屏蔽的措施。
2.結束語
由于計算機、PLC系統大量采用大規模CMOS集成電路和分散控制用的CPU單元，使其對瞬間過電壓承受能力大幅度減弱，同時控制系統各種線路伸入到工廠的各種環境之中，采用任何一種單一的防雷器件都難以保證其安全，必須采取綜合防護的措施，對癥下藥，將各類可能引起雷害的因素排除，才能將雷害減少至最低限。
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