西门子PLC继电器模块CPU221

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PLC与集散控制系统DCS的比较

集散控制系统(DCS)又称为分散控制系统，产生于20世纪70年代。它与PLC同样都是以微型计算机为基础，专门为工业过程控制而设计的过程控制装置，但DCS发展的基础和方向与PLC有所不同。

  首先，在控制功能方面，DCS是在生产过程仪表控制的基础上发展起来的计算机控制装置，控制功能侧重于模拟量处理、回路调节、状态显示等方面;而PLC是在继电器-接触器控制系统的基础上发展起来的计算机控制装置，控制功能侧重于开关量处理、顺序控制、逻辑运算方面。

  其次，在发展趋势上，为了扩大产品的应用领域，作为PLC的重要发展方向是向功能化、网络化发展。通过具有各种特殊功能的模块(如温度测量与调节模块、模拟量输入/输出模块、PID调节模块等)与网络连接手段，当代PLC已经可以很容易地通过各种现场总线(如CC-link、PROFIBUS等)、工业以太网构成完整的分布式PLC控制系统，应用范围不断向传统的DCS控制领域拓展。

  PLC与DCS的比较见表1-4。

PLC

目前PLC生产厂家很多，产品结构也各不相同，图1-7为通用PLC的结构框图，其基本组成部分如图1-8(整体式)～图1-10(组合式)所示。可以看出，PLC采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM和1/O接口电路等。其内部采用总线结构进行数据和指令的传输。如果把PLC看作一个系统，该系统由“输入变量→PLC→输出变量”组成。外部的各种开关信号、模拟信号以及传感器检测的各种信号均可作为PLC的输入变量;它们经PLC 外部输入端子输入到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其他各种运算处理后送到输出端子，它们是PLC的输出变量;由这些输出变量对外围设备进行各种控制。因此也可以把PLC看作是一个中间处理器或变换器，它将工业现场的各种输入变量转换为能控制工业现场设备的各种输出变量。

  下面结合图1-8～图1-10，具体介绍各部分的作用。

  图1-7 通用PLC的结构框图

  CPU是PLC的核心部件，整个PLC的工作过程都是在CPU的统一指挥和协调下进行的。它的主要任务是按一定的规律或要求读入被控对象的各种工作状态，然后根据用户所编制的应用程序的要求去处理有关数据，再向被控对象送出相应的控制(驱动)信号。它与被控对象之间的联系是通过各种I/O接口实现的。

  ①中央处理模板PLC中的中央处理模板通常是指PLC中的主控板，它与一般计算机系统中的CPU概念不同，后者常用CPU表示一个中央处理器，即它是一块芯片。事实上，在一个中型或大型PLC的中央处理模板上，不仅有CPU集成芯片(可能还不止一块)，还有一定数量的ROM或EPROM(储存系统的操作系统)和RAM(储存少量的数据或用户程序)。

  ②字处理器和位处理器 在中型或大型规模的PLC中常装有两个中央处理器∶字处理器和位处理器。其中字处理器是主处理器，它完成字节(Byte，B)指令的处理，并实现各种控制作用(包括对位处理器的控制)。而位处理器是辅助处理器，它主要处理位(bit)信息，其主要特点是它在处理位信息时，速度可以很高。在小型PLC中，往只用一个处理器同时完成这两方面的工作。

  ③CPU的主要功能

  a.接收用户从编程器输入的用户程序，并将它们存入用户存储区。

  b. 用扫描方式接收源自被控对象的状态信号，并存入相应的数据区(输入映射区)。

  C. 用户程序的语法错误检查，并给出错误信息。

  D. 系统状态及电源系统的监测。

  e.执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储等功能。

  E.根据数据处理的结果，刷新输出状态表，以实现对各种外部设备的实时控制和其他辅助工作(如显示和打印等)。

  目前PLC中所用的CPU多为单片机，在高档机中现已采用16位甚至32位的CPU。