西門子控制器6ES7215-1HG40-0XB0

3.1 dcs的定義

　　dcs是分布式控制系統(tǒng)（distributed control system）的簡(jiǎn)稱，亦稱為集散控制系統(tǒng)，它是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，是在計(jì)算機(jī)、通訊、控制和crt技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。

3.2 dcs的發(fā)展歷程

　　上世紀(jì)60年代以后，隨著生產(chǎn)工程的大型化和復(fù)雜化，誕生了計(jì)算機(jī)集中監(jiān)視和控制的集中控制系統(tǒng)。集中控制方便了監(jiān)視、操作和管理，同樣也使危險(xiǎn)性高度集中，系統(tǒng)一旦故障，對(duì)裝置造成的影響和危險(xiǎn)性都是非常大的。隨著微處理機(jī)的誕生，為新型控制系統(tǒng)的開放創(chuàng)造了無(wú)比*的條件。1975年，隨著計(jì)算機(jī)、通訊、控制和crt 4c技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，美國(guó)honeywell向全球推出了分散控制系統(tǒng)tdc-2000，從第一套dcs誕生至今，dcs系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段。

　　1975至1980年為初創(chuàng)階段。由于軟硬件技術(shù)的限制，此時(shí)的dcs系統(tǒng)性能還不十分完善，硬件結(jié)構(gòu)還不十分成熟。

　　1981至1987年為第2個(gè)階段。這一時(shí)期容錯(cuò)、冗余技術(shù)已經(jīng)成熟使用，系統(tǒng)可靠性很高，性能十分*，各種控制功能十分豐富。在該階段dcs從單純的工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化控制向生產(chǎn)管理自動(dòng)化發(fā)展。這一代的dcs主要將lan（local area network）技術(shù)引入，使dcs的網(wǎng)絡(luò)功能大大加強(qiáng)。

　　1987至今為第3個(gè)發(fā)展階段。各廠家采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（iso）開放系統(tǒng)互連（osi）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上產(chǎn)生制造自動(dòng)化協(xié)議（map）標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決不同機(jī)型的互連問(wèn)題。 dcs系統(tǒng)在硬件上使用了更*的cpu及冗余技術(shù)，存儲(chǔ)容量及通訊速度大幅度提高，軟件上采用通用操作系統(tǒng)。在該階段dcs將控制、監(jiān)督和管理調(diào)度有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了各種生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息的自動(dòng)化管理。

3.3 dcs的特點(diǎn)和功能

　?。?）dcs的主要特點(diǎn)。dcs具有以下主要特點(diǎn)：控制與顯示分離；采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；完備的開放系統(tǒng)；可靠性高；具有綜合性和專業(yè)性；實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話技術(shù)；系統(tǒng)擴(kuò)展靈活；管理能力強(qiáng)。

　?。?）dcs的主要功能。dcs系統(tǒng)能很好的完成工業(yè)連續(xù)控制、回路儀表控制等，dcs多年的實(shí)踐表明，其在連續(xù)控制領(lǐng)域已經(jīng)成為一種成熟的技術(shù)和完善的控制系統(tǒng)，同時(shí)其友好的人機(jī)界面、建立在冗余技術(shù)上的可靠性、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能、單一的數(shù)據(jù)庫(kù)、組態(tài)靈活等特點(diǎn)得到了廣大用戶的好評(píng)。

3.4 dcs的發(fā)展趨勢(shì)

　　dcs在連續(xù)控制領(lǐng)域有這極其重要的地位，到目前為止，對(duì)于dcs未來(lái)發(fā)展問(wèn)題有許多爭(zhēng)論，但下面的幾個(gè)問(wèn)題是大多數(shù)認(rèn)識(shí)認(rèn)為dcs急需解決的問(wèn)題；

　?。?）開放性。關(guān)于開放性，這個(gè)問(wèn)題是制約dcs發(fā)展的一個(gè)很大的因素，由于dcs各廠家對(duì)于自己的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和系統(tǒng)軟件采取嚴(yán)格的保密措施，這就造成了如果別的廠家的plc或其它的控制設(shè)備就不可能很好的無(wú)縫的接入dcs控制系統(tǒng)，往往需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的協(xié)議轉(zhuǎn)換，得到的通訊速率和通訊能力都很不理想，例如honeywell公司的tps系統(tǒng)和ab公司的plc5系列的plc進(jìn)行通訊就需要通過(guò)串口并加上雙方為通訊開發(fā)出來(lái)的輔助設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，但當(dāng)通訊量較大時(shí)，其實(shí)時(shí)性就大大降低，這個(gè)問(wèn)題就阻礙了dcs的應(yīng)用領(lǐng)域和競(jìng)爭(zhēng)力。目前一些dcs廠家已經(jīng)意識(shí)到該問(wèn)題的嚴(yán)重性，目前honeywell公司主推的pks控制系統(tǒng)就采取了controlnet的通訊網(wǎng)絡(luò)，舍棄了傳統(tǒng)的lcn網(wǎng)，且采用了服務(wù)器結(jié)構(gòu)的形式，使其開放性大大加強(qiáng)。除去通信問(wèn)題以外，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、人機(jī)界面、控制策略的組態(tài)等方面，都有開放性問(wèn)題，所以隨著技術(shù)進(jìn)步，dcs的開放性需要逐漸加強(qiáng)，而且還應(yīng)發(fā)揮其特色，使分散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，從傳統(tǒng)dcs中解放出來(lái)，使dcs與cips系統(tǒng)的調(diào)度層、管理層、決策層（輔助決策層）進(jìn)行無(wú)縫連接，將dcs的相關(guān)信息上傳，使其實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)為上述３層所共用，避免重復(fù)建庫(kù)，為*控制和優(yōu)化建好平臺(tái)，與上層的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)共享數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)管控一體化。

　　（2）價(jià)格。關(guān)于價(jià)格，當(dāng)然應(yīng)從性能價(jià)格比、產(chǎn)品生命周期及用戶根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)裝置的自控要求對(duì)dcs進(jìn)行選型、工程費(fèi)用、維修費(fèi)用等方面綜合考慮。更重要的是目前plc系統(tǒng)、工控機(jī)系統(tǒng)（ipc）的價(jià)格都是以廉價(jià)著稱，所以dcs廠商在這方面面臨的形勢(shì)很嚴(yán)峻，今后dcs應(yīng)在降低成本、減少維修費(fèi)用、發(fā)展遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)及完善服務(wù)體系等方面多下功夫，應(yīng)對(duì)plc和ipc與之的競(jìng)爭(zhēng)dcs和plc的設(shè)計(jì)原理區(qū)別較大，plc是由繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的，它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作，來(lái)控
制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，并事先存入plc的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。plc的cpu內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過(guò)程中，執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為end指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。plc每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的plc，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。程序計(jì)數(shù)器這樣的循環(huán)操作，這是dcs所沒有的。這也是使plc的冗余不如dcs的原因。dcs是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所有的函數(shù)和過(guò)程變量之間的關(guān)系都做成功能塊（有的dcs系統(tǒng)稱為膨化塊）。dcs和plc的表現(xiàn)的主要差別是在開關(guān)量的邏輯解算和模擬量的運(yùn)算上，即使后來(lái)兩者相互有些滲透，但是還是有區(qū)別。80年代以后，plc除邏輯運(yùn)算外，控制回路用的算法功能已經(jīng)大大加強(qiáng)，但 plc用梯形圖編程，模擬量的運(yùn)算在編程時(shí)不太直觀，編程比較麻煩。但在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1k邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來(lái)處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。而dcs把所有輸入都當(dāng)成模擬量，1位就是開關(guān)量。解算一個(gè)邏輯是在幾百微秒至幾毫秒量級(jí)。對(duì)于plc解算一個(gè)pid運(yùn)算在幾十毫秒，這與dcs的運(yùn)算時(shí)間不相上下?！?/span>

　　在接地電阻方面，對(duì)plc也許要求不高，但對(duì)dcs一定要在幾歐姆以下（通常在4歐姆以下）。模擬量隔離也是非常重要的。

　　相同i/o點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用plc比用dcs，其成本要低一些（大約能省40%左右）。plc沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比dcs要低很多。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路相對(duì)很少，采用plc較為合適。如果主要是模擬量控制、并且函數(shù)運(yùn)算很多，最好采用dcs。dcs在控制器、i/o板、通訊網(wǎng)絡(luò)等的冗余方面，一些高級(jí)運(yùn)算、行業(yè)的特殊要求方面都要比plc好的多。plc由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些

三相電表總共有十一個(gè)接線口。這十一個(gè)接線口對(duì)應(yīng)著三相電表的三個(gè)功能。一二三接線口，四五六接線口，七八九接線口，分別對(duì)應(yīng)一個(gè)電流線圈，這三個(gè)電流線圈可以完成測(cè)量功能，分別是測(cè)量電流，測(cè)量電壓和測(cè)量電功率，也就是我們常說(shuō)的用了幾度電。十號(hào)和十一號(hào)接線口分別是兩根總線，用來(lái)完成一個(gè)閉合的回路。下面就對(duì)照接線圖，為大家具體講解一下應(yīng)該怎么連接。 

 
首先看一下圖中的幾個(gè)圖例。接線口我們用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記了出來(lái)，分別是一到十一。三根火線我們用三個(gè)不同的字母，U，V，W來(lái)表示，零線用N來(lái)表示。那我們一根一根來(lái)接，一個(gè)個(gè)接線口來(lái)接。
首先，拿起第一根火線U。然后接接口一，然后接接口二。接口三空置，將電線拉長(zhǎng)備用。然后拿起第二根火線V，接接口四，然后接接口五。接口六空置，將電線拉長(zhǎng)備用。W火線與七八九接口的連接方法跟上面一樣