自动化基础知识-在线式考勤管理系统

本章主要学问点：第一节集散型限制系统概述其次节集散型限制系统的体系结构第三节集散型限制系统的构成第四节集散型限制系统的组态第五节集散型限制系统的组态案例分析第六节集散型限制系统的投运操作第七节智能仪表第八节可编程限制器第九节现场总线限制系统其次讲集散限制系统介绍制作：王鹏本章主要问题：1.集散型限制系统有哪几种构成形式？２.ＣＲＴ操作站有哪些显示功能？３.试画出智能化测量限制仪表的基本组成框图，叙述各个组成部分的功能４.可编程限制器与智能调整仪表有何异同点？1第一节集散型限制系统概述一、集散型限制系统的基本概念１.干脆数字限制２.集中型计算机限制系统３.分层计算机限制系统４.集散型限制系统2１.干脆数字限制DDC的限制过程是：计算机首先通过模数输入转换器（A/D）按确定周期，循环实时采集多个生产过程被控参数的信息，然后依据限制算法运算后，其结果通过数模转换器（D/A）依次进入限制执行器，构成一个闭环回路。DDC比起模拟仪表限制的主要优点在于很简洁在计算机中实现PID和其他困难的运算规律，并且保持了数字化的精度。3２.集中型计算机限制系统集中型计算机限制系统是把几十个甚至几百个限制回路以及上千个过程参数的显示、操作和限制集中在单一计算机上来实现。即在一台计算机上实现下面的功能：过程监视、数据收集、数据处理、数据存储、报警和登录、过程限制。集中型计算机限制系统将大量功能集于一身，把危急也集中了。4３.分层计算机限制系统（２）监督计算机限制系统SCC上述计算机、限制器混合限制系统中，用一台计算机代替模拟仪表，实现DDC，这就是监督计算机限制系统。ＳＣＣ限制由二级计算机组成。第一级计算机与生产过程连接，并担当测量和限制任务，即完成DDC限制。其次级计算机是给第一台计算机供应最佳设定值和最优限制参数等各种限制信息。（１）计算机、限制器混合限制系统将计算机与模拟仪表结合起来。现场的限制功能由传统的模拟仪表来实现，模拟仪表的信号也送入计算机，最终以最优工艺参数给模拟仪表设定值。这种方案，对于老工厂技术改造尤为可取。5４.集散型限制系统集散限制系统（DistributedControlSystem，英文缩写DCS）就是：一方面强调限制的分散性，即运用若干个限制器完成系统的限制任务，每个限制器实现确定的有限限制目标,可独立完成数据采集、信号处理、计算变换及输出等功能；另一方面，又强调管理的集中性，它依靠计算机网络完成操作显示部分与分散限制系统之间的数据传送，使全部限制器都在生产过程的统一管理协调下动作的计算机限制系统。集中分散型计算机控制系统又称为分布式计算机控制系统，简称集散型控制系统（DCS）。其实质是四Ｃ技术，即计算机（Computer）、限制器（Controller）、通信（Communication）和CRT显示技术相结合的产物。左图是集散限制系统的组成框图。6二、集散型限制系统的特点集散型限制系统接受标准化、模块化和系列化设计，由过程限制级、限制管理级和生产管理级所组成的一个以通信网络为纽带的集中显示操作管理，限制相对分散，具有配置敏捷，组态便利的多级计算机网络系统结构。１.自主性２.牢靠性３.协调性４.友好性５.适应性、敏捷性和可扩充性６.在线性7三、集散型限制系统的发展概况20世纪70年头中期，微处理器高速发展，微机价格下降。结合通信网络技术，出现了若干微机通过网络连接起来，构成一个大型计算机系统，使得整个系统的任务可以分散进行，实现了计算机系统的分散化，从而大大降低了系统出现故障的风险。分散化思想的日益成熟，计算机网络技术的发展，推动了分布式处理系统的发展。在此期间，世界各国也相继推出了自己的第一代集散型限制系统。20世纪80年头，随着微处理运算实力的增加，超大规模集成电路集成度的提高和成本的不断下降，给过程限制的发展带来了新的面貌，使得过去难以想像的功能付诸了实施，推动着以微处理器为基础的过程限制设备和集散型限制系统、可编程限制器和过程变送器等同步更新发展。进入20世纪90年头，计算机等新技术的发展，特殊是开放式结构和集成技术将深刻地影响着DCS的发展。使集散型限制系统进入一个新的阶段，产生了生产过程限制系统与信息管理系统紧密结合的管控一体化的新一代集散型限制系统。具体表现为：①DCS向综合化、开放化发展；②大型DCS进一步完善和提高的同时，发展小型集散限制系统；③接受人工智能技术；④接受虚拟的真像技术。8连续过程间歇过程离散过程直接控制过程管理生产管理经营管理生产管理主要完成生产规划，生产监视，依据用户订单、库存、能耗约束、能耗需求等指标进行生产调度。在很多DCS中，这级充当最高管理层。干脆限制级主要功能包括现场数据采集，过程监视、故障诊断、限制输出、平安性能和冗余性能的实施……经营管理级居于工厂自动化系统的最高一层，负责全厂广泛的工程、经济、商务、人事以及其他的工作。如：市场分析、销售和生产支配……过程管理级主要功能包括回路组态、优化限制、性能监视、故障监测、记录、报警……DCS功能层次示意图一、集散型限制系统的体系结构集散型限制系统体系结构的主要特点是层次化，使之体现集中操作管理、分散限制的思想，一般由四级层次组成。其次节集散型限制系统的体系结构9二、集散型限制系统体系结构中各层的功能１.干脆限制级干脆限制级是集散型限制系统的基础，其主要任务如下。（１）进行过程数据采集:即对被控设备中的每个过程量和状态信息快速采集，使进行数字开环限制、闭环限制、设备监测、状态报告的过程等获得所须要的输入信息。（２）进行干脆数字的过程限制:依据限制组态数据库，限制算法模块来实施实时的过程量（如开关量，模拟量等）限制。（３）进行设备监测和系统的测试和诊断:把过程变量和状态信息取出后，分析是否可以接受和是否可以允许向高层传输，进一步确定是否对被控装置实施限制。并依据状态信息推断计算机系统硬件和限制板件的性能，在必要时实施报警、错误或诊断报告等措施。（４）实施平安性、冗余化方面的措施:一旦发觉计算机系统硬件或限制板有故障，就马上实施备用件的切换，保证整个系统平安运行。10２.过程管理级过程管理级主要是应付单元内的整体优化，并对其下层发出吩咐，在这一层可完成的功能如下。（１）优化过程限制:这可以依据过程的数学模型以及所设定的被控对象来进行。（２）自适应回路限制:在过程参数希望值的基础上，通过数字限制的优化策略，当现场条件发生变更时，经过过程管理级计算机的运算处理就得到新的设定值和限制值，并把限制值传送到干脆过程限制层。传送到干脆过程限制层。（３）优化单元内各装置，使它们亲密协作:这主要是依据单元内的产品、原材料、库存以及能源的运用状况，以优化准则来协调相互之间的关系。（４）通过获得干脆限制层的实时数据以进行单元内的活动监视，故障检测存档，历史数据的存档，状态报告和备用。11３.生产管理级依据用户的订货状况、库存状况、能源状况来规划各单元中的产品结构和规模，并且可使产品重新支配，随时更改产品结构。为此，一些困难的工厂在这一限制层就实施了协调策略。此外，综观全厂的生产和产品监视，以及产品报告也都在这一层来实现，并与上层交互传递数据。中小企业中，这一层可充当最高一级管理层。经营管理级居于工厂自动化系统的最高一层。它管理的范围很广，包括工程技术方面、经济方面、商业事务方面、生产经营、财务、人事等各个方面。把这些功能都集成到软件系统中，通过综合的产品支配，在各种变更条件下，结合多种多样的材料和能量调配，最优地解决这些问题。在这一层中，通过与公司的经理部、市场部、支配部以及人事部等办公室自动化相连接，来实现整个制造系统的最优化。４.工厂经营管理级12OperateITEngineerIT过程管理级

控制网络

过程控制级

断路器,保险

电源供电柜常规测量设备常规执行机构/OptimizeITPID三、集散型限制系统体系结构示例13下图TDC-3000是霍尼威尔（Honeywell）公司1983年10月发表的，目前应用较广且有四层体系结构。14①局部限制网络（LCN）是TDC3000的主干网，通过计算机接口与DECnet/Ethernet相连，同DECVAX系统计算机联系构成综合管理系统；与个人计算机构成范围更广泛的计算机综合网络系统。从而将工厂全部计算机系统和限制系统联为一体，实现优化限制、优化管理的目的。②万能限制网络（UCN）是1988年开发的以MAP（通信标准化）为基础的双重化实时限制网络。支持了32个冗余设备，应用层接受RS-511标准。③数据马路（DH）是第一代集散型限制系统的通信系统，采用串行、半双工方式工作，优先存取和定时询问方式控制，DH上设置了一个通信指挥器（HTD）来管理通信。任何DH之间的通信必需由HTD指挥，从HTD获得运用DH的权利。１.TDC-3000有三种通信链路15２.TDC-3000供应三个不同等级的分散限制①以过程限制设备为基础，并对限制元件进行限制的过程限制级。②先进的限制级包括比过程限制级更加困难的限制策略和限制计算，通常称为工厂级。③最高限制级供应用于高级计算机的技术和手段，例如适用于复杂限制的过程模型，过程最优限制及线性规划等称为联合级。16３.TDC-3000的过程限制站主要包括：基本限制器（BC），多功能限制器（MC）、先进多功能限制器（AMC）、逻辑限制器、过程限制器、逻辑管理站（LM），过程管理站（PM）、单回路限制器（KMM）和可编程限制器（PLC）等。17４.TDC-3000有四种CRT操作站①万能操作站（US）是全系统的窗口，是综合管理的人机接口。②增加型操作站（EOS）是TDC-2000CRT操作站的改进型。③本地批量操作（LBOS）主要用于小系统。④新操作站（US*）运用开放的X-WINDOW技术，操作员能够同时视察工厂信息、网络数据和过程限制数据。。18５.TDC-3000在LCN上挂接多种模块①万能操作站（US）。②历史模件（HM）可以收集和存储历史数据。③应用模件（AM）用于连续限制、逻辑限制、报警处理和批量历史收集等等。其限制策略可用标准算法，此外还有优化用工具软件包等。④可编程逻辑限制接口（PLCG）。⑤计算机接口（CG），供应与其他厂家如DEC、IBM、HP等计算机之间的连接。⑥网络接口模件（NM），供应UCN和LCN之间的连接。⑦数据马路接口（HG），将数据马路（DH）与LCN相连。19第三节集散型限制系统的构成１.基本型DCS系统的构成20２.以智能仪表作为限制站的DCS系统21３.以个人计算机为管理级的DCS系统22二、人-机接口的构成１.操作台目前流行的操作台有三种23２.操作员键盘和工程师键盘工程师键盘通常接受大家较熟悉的击打式键盘。24第四节集散型限制系统的组态一、DCS限制系统组态的概念集散型限制系统由硬件和软件两大部分构成，硬件和软件都具有敏捷的组态和配置实力。DCS的硬件是通过网络系统将不同数目的现场限制站、操作员站和工程师站连接起来，共同完成各种采集、限制、显示、操作和管理功能。所谓组态就是依据软件供应的工具和方法及工程的要求，对DCS系统进行硬件配置和软件定义。本节用实际的案例重点讲解并描述软件的定义这个问题。25二、DCS限制系统组态的过程下面以浙江中控的的CS2000DCS系统为例，说明组态的过程。1.分析工艺流程2．了解DCS的构成及限制站上卡件的配置状况。3.依据工艺操作要求设置用户权限4.组态设置5.绘制工艺流程图6.编译修改，重复5、6两步，直到编译通过。7.仿真运行及实际运行测试26第五节集散型限制系统的组态案例分析例如：精馏塔工艺的DCS系统组态【工艺分析】分馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程，精馏的目的是依据溶液中各组分挥发度（或沸点）的差异，使各组分得以分别并达到规定的纯度要求。精馏工艺的流程如图6-24所示：图6-24精馏工艺的流程图27【DCS硬件组成】控制站工程师站操作站对象控制台28限制站的功能及限制台的具体功能请查阅产品说明书和接线图。限制站中有电源机龙、卡件机龙、20个插槽，各卡件功能如表所示：序号卡件名称规格功能说明1XP243主控制卡2XP243主控制卡3XP233数据转发卡4XP233数据转发卡0XP3136路电流信号输入卡1XP3136路电流信号输入卡2XP3136路电流信号输入卡3XP3164路热电阻信号输入卡4XP3164路热电阻信号输入卡5XP3164路热电阻信号输入卡6XP3164路热电阻信号输入卡7XP3164路热电阻信号输入卡8XP3164路热电阻信号输入卡9XP3164路热电阻信号输入卡10XP3164路热电阻信号输入卡11XP3164路热电阻信号输入卡12XP3224路模拟信号输出卡13XP3224路模拟信号输出卡14XP3638路触点型开入卡15XP3628路晶体管接点开出卡空卡16XP000空卡29【组态】

1.用户授权管理（1）双击“我的电脑”D盘上新建一个文件夹，名字为D：\“精馏塔系统”，操作画面如图6-26所示。30（2）单击“起先”—“程序”—ADVANTROL-PRO2.50.04学习版——“用户受权管理”，出现登陆窗口，输入用户名：SUPER_PRIVILEGE_001，密码SUPER_PASSWORD_001，登录管理窗口。操作画面如图6-27所示。31（3）分别增加用户，按下表要求增加用户和权限，操作画面如图所示。权限用户名用户密码相应权限特权系统维护SUPCONDCSPID参数设置、报表打印、报表在线修改、报警查询、报警声音修改、报警使能、查看操作记录、查看故障诊断信息、查找位号、调节器正反作用设置、屏幕拷贝打印、手工置值、退出系统、系统热键屏蔽设置、修改趋势画面、重载组态、主操作站设置工程师+工程师1111PID参数设置、报表打印、报表在线修改、报警查询、报警声音修改、报警使能、查看操作记录、查看故障诊断信息、查找位号、调节器正反作用设置、屏幕拷贝打印、手工置值、退出系统、系统热键屏蔽设置、修改趋势画面、重载组态、主操作站设置操作员操作员甲1111重载组态、报表打印、查看故障诊断信息、屏幕拷贝打印、查看操作记录、修改趋势画面、报警查询操作员操作员乙1111重载组态、报表打印、查看故障诊断信息、屏幕拷贝打印、查看操作记录、修改趋势画面、报警查询32332.新建项目组态（1）打开组态软件，以工程师等级登录。（2）选择“新建组态”，按提示以“精馏塔”文件名，保存至D盘上的“精馏塔系统”文件夹，出现组态窗口。操作画面如图所示。

343．项目组态（1）单击“”总体信息“---“主机设置”菜单，出现对话框，选“主限制卡”选项，将主限制卡注释为“分馏塔机组”，增加2个主控卡，型号为XP-243，设置为冗余。操作画面如图6-30所示。35（2）设置一个工程师站，IP地址为：30两个操作员站，IP地址为：31，与32，单击“整理”即保存。操作画面如图6-31所示。36（3）单击“操作小组”出现对话框——增加操作小组三个如表所示，并创建数据分区，单击“退出”,操作画面如图6-32所示.操作小组名称切换等级光字牌名称及对应分区操作员甲操作员温度：对应温度数据分区压力：对应压力数据分区流量：对应流量数据分区液位：对应液位数据分区操作员乙操作员工程师工程师37数据分组数据分区位号低沸点塔温度TI201、TI202、TI203、TI204、TI215、TI216、TI217压力PI201、PI202、PI203流量FI201、FI202、FI203、FI204液位LI201、LI202高沸点塔工程师38（4）单击“限制站”，选择“I/O组态”，设置数据转发卡2个，型号XP-233，冗余设置；选择“I/O卡件”，其中I/O点要按要求限制站中卡件的位置及工艺的要求安排卡件功能，如表6-2所示：6-2表.doc39（5）设置限制方案：单击“限制站”—选择“常规限制方案”，出现对话框，依据表中的回路定义,操作画面如图所示.序号控制方案注释，回路注释回路位号控制方案PVMV0低沸点塔液位控制LRC-201单回路LI-201LV-2011高沸点塔温度控制提馏段蒸汽流量控制FRC-303串级内环FI-303FV-303提馏段温度控制TICA-302串级外环TI-302

40（6）总貌画面设置；单击“操作站”-------选择“总貌”，出现对话框，按下面的要求设置总貌画面,操作画面如图6-34所示。页码页标题内容1索引画面索引：操作员甲小组所有流程图、所有分组画面、所有趋势画面、所有一览画面2低沸点塔参数所有低沸点塔相关I/O数据实时状态图6-34总貌画面设置4142（7）分组画面设置：单击“操作站”-------选择“分组画面”，出现对话框分别设置各自的数据小组，依据分馏塔操作员、预冷机操作员两个岗位的视察变量分组。）要求显示全部I/O点，留意要在操作窗口选择已经定义过的I/O点，不要二次输入，否则会犯不一样性的错误。按下列要求设置分组画面，操作画面如图6-35所示。页码页标题内容1常规回路LRC201、FRC303、TICA3022开关量KI301、KI302、KO301、KO30243（8）数据一览画面设置，单击“操作站”-------选择“一览画面设置”按下列要求置温度信号一览表，操作画面如图6-36所示。页码页标题内容1低沸点塔压力PI201、PI202、PI2032高沸点塔压力PI301、PI302、PI30344（9）趋势画面设置：单击“操作站”-------选择“趋势画面”，出现“趋势组态设置”对话框，新“增加一页”，按下表要求设置，操作如图6-37所示。页码页标题内容1温度TI201、TI202、TI203、TI2042流量FI201、FI202、FI203、FI204图6-37趋势设置画面4546（10）流程图名称：单击“操作站”-------选择“流程图”，出现“操作站设置”对话框，-------“增加”-------输入文件名称，-------单击“编辑”-------出现流程图编辑窗口，选择相应的工具，完成流程图的绘制，美化并保存到指定的文件夹，即：D盘上“分馏塔系统”文件夹下的“flow”文件夹中。关闭窗口。47（11）报表：单击“操作站”—选择“报表”，出现“操作站设置”-------“报表”，-------增加，，输入报表名称，报表建立方法与EXCEL同，但是要设置事务引用（要求8小时一班，整点记录全部的温度信号），操作画面如图6-38所示。班报表_____班___组

组长_________记录员_______________年____月____日时间内容描述数据FI201####FI202####FI203####FI204####48单击“数据”——“事务定义”—定义事务如下：event[1]getcurhour()mod1=0andgetcurmin()=0andgetcursec()=0event[2]getcurtime()=8:00:00orgetcurtime()=16:00:00单击“数据”——“时间应用”—引用事务。填充数据，全部工作做完后退出系统。494.项目编译编译的作用有两项，一是检查错误并分析修改，二是将前面设置的原代码程序转换成目标代码程序以便计算机系统执行。重新进入系统组态软件，以“工程师”的身份进入，选择上述建立的“分馏塔系统”可运行文件，单击“载入组态”—“确定”，出现运行窗口，单击“下载”，单击“编译”——“全编译”，假如有问题会在下方的显示窗口提示，认证分析，返回到组态时相应的步骤中去修改，然后重新编译，始终到编译通过为止。50515.实时监控打开“实施监控”软件，选择上述编译好了的“分馏塔系统”文件，留意要选择仿真运行，这时的对象是虚拟的，数据库系统有虚拟数据可供运行运用，分别视察以下画面是否正常。52（1）正确显示总貌画面53（2）正确显示分组图6-41分组画面54（3）正确显示数据一览画面图6-42一览画面55（4）正确显示趋势画面图6-43趋势画面56（5）正确显示流程图画面图6-44流程图画面57（6）正确显示报表画面图6-45报表画面58（7）正确显示报警画面假如那里有问题，请重新返回到建立组态时的窗口去修改，修改后编译，再重新运行，直到成功为止。59第六节集散型限制系统的投运操作DCS限制系统中投运操作1．熟悉工艺流程及系统的构成状况，为投运做准备。2．检查限制站和操作站的设置。3．手动投运工艺过程4．仪表投运5．解除故障及参数整定6．系统停运及整理现场60二、投运操作记录表格以中控的CS2000为例，投运记录表格如下6-3表.doc61第七节智能仪表一、智能化测量限制仪表１.智能化测量限制仪表的基本组成以单片机为核心的智能化测量限制仪表的基本组成如下图所示。62２.智能化测量限制仪表的特点A.在测量限制仪表中接受单片机（以微处理器为基础）技术使之成为智能化仪表后能够解决很多传统仪表不能或不易解决的难题。B.简化仪表电路，提高仪表的牢靠性，降低仪表的成本C.加快新产品的开发速度。目前，这类智能化测量限制仪表已经能够实现四则运算、逻辑推断、吩咐识别、自诊断自校正、甚至自适应和自学习的功能，随着科学技术的发展，这类仪表的智能程度必将越来越高。63二、智能压力变送器1.3051C型智能压力变送器64各部分的作用如下:A.压力传感器（P）：测量被测介质的压力（或差压）。B.温度传感器（Ｔ）：组装在传感组件内，用于补偿温度变更对测量结果的影响。C.A/D转换器：将检测到的模拟信号转换为数字信号。D.D/A转换器：将数字信号转换成模拟信号输出。E.传感器组件存储器：传感器组件存储器内存有修正系数和传感器组件的有关信息。电子组件存储器：电子组件存储器内存有变送器的量程值以及变送器的组态信息。F.MP微处理器：它是智能变送器的核心部件，除协调变送器内部分部件执行预定操作外，还有线性化运算、调量程、工程单位转换、阻尼特性调整、故障诊断以及通信等功能。G.DI/O数字通信口：通过它可与运用相同通信协议的限制系统进行干脆数字通信。H.268组态器：它是以微处理器为基础的与智能压力变送器进行数字通信的接口装置，是一种新型的调试工具，利用它能在现场（或限制室）对3051C智能压力变送器进行调校、测试以及对程序组态的编制和修改等工作。I.量程、零点调整：用于数字化调整时的刻度和零位调整。65２.ST3000智能压力变送器静压传感器（Ps）：测量静压变更，以便对差压元件进行补偿，实现高精度测量。Multiplexer多路调制器：对P、T、Ps输入的信号进行调整缓冲，并输到A/D。其余部分同3051C中的各部分。66三、智能限制仪表这是一种数字化的过程限制仪表，其外表类似于一般的盘装仪表，而其内部却是由微处理器、RAM、ROM、模拟量与数字量转换输入输出通道与独立的电源等基本组成部分所构成的一个微型的计算机系统。可以说除限制点的区分之外，它的功能与现场限制站大同小异。一般有单回路、2回路、4回路或8回路的限制器。至于限制方式除一般PID之外还可组成串级限制，信号选择限制及前馈限制和按预定曲线进行程序限制等等。为便于仪表操作人员运用，其人机交互界面———面板的设计及操作方法与常规的模拟限制器基本相同。例如，左图所示的多回路限制器。67多回路过程限制器原理图68第八节可编程限制器可编程限制器简称PC（英文全称：ProgrammableController，为与个人计算机（PC）相区分，现在仍旧沿用可编程逻辑限制器这个老名字，即PLC（英文全称：ProgrammableLogicController）。PLC是一种特地为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。69一、PLC的特点（1）牢靠性高，抗干扰实力强（2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎（4）系统的设计、安装、调试工作量小，维护便利，简洁改造（5）体积小，重量轻，能耗低

二、PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个行业，运用状况大致可归纳为如下几类。（1）开关量的逻辑限制（2）模拟量限制（3）运动限制（4）过程限制（5）数据处理（6）通信及联网70三、PLC的硬件构成图6-53

整体式PLC组成框图71图6-54

模块式PLC组成框图72

四、PLC软件系统及常用编程语言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厂家供应并已固化在EPROM中，不能干脆存取和干预。用户程序是用户依据现场限制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑限制）用来实现各种限制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑限制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是运用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。PLC供应的编程语言有标准语言梯形图语言、语句表语言、逻辑功能图语言。73五、PLC的工作过程输入端子控制部件输入设备输出设备…..输入寄存器输出寄存器输出端子…..74六、S7系列可编程限制器简介S7-300系统组成S7-300系统组成包括：CPU模块、接口模块（IM）、信号模块（SM）、功能模块（FM）、通信处理器（CP）及电源模块（PS）等。如图

所示。电源PSCPUIMSMSM……CP75模块安装在专用的机架即导轨（RACK）上，模块上集成了背板总线，通过背板总线和总线连接器将各模块相连接。如图6-57所示。1．负载电源(选项)2.后备电池(CPU313以上)3.24VDC连接4.模式开关5.状态和故障指示灯6.存储器卡(CPU313以上)7.MPI多点接口8.前连接器9.前门762．编程语言S7-300运用STEP7编程语言，有指令表（STL）梯形图（LAD）、功能块图（FBD）、结构化限制语言（SCL）、依次限制（GRAPH）、状态图（HiGRAPH）及连续功能图（CFC）等。通常运用指令表、梯形图、功能块图语言，以下例举常用的位逻辑、定时器和计数器的指令，及相应的梯形图和功能块图的表示法。773．STEP7程序的运用（1）创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，全部数据都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以运用。在创建一个项目之后，全部其他任务都在这个项目下执行。（2）组态一个站，组态一个站就是指定你要运用的可编程限制器，例如S7300、S7400等。（3）组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的限制方案所要运用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。（4）组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的限制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所须要的连接。网络地址也是程序自动生成假如没有更改阅历确定不要修改。（5）定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代确定地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，最好不要运用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。（6）创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们限制工程的重要工作之一，一般可以接受线形编程（基于一个块内，OB1）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。我们最常接受的是结构化编程和分布编程协作运用，很少接受线形编程。（7）下载程序到可编程限制器，完成全部的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程限制器。在下载程序时可编程限制器必需在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P）,RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，假如重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。78第九节现场总线限制系统

一、现场总线的概念

依据IEC和现场总线基金会的定义，现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、限制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场限制设备和高级限制系统之间的信息传递问题。有通信就必定有协议，从这种意义上讲现场总线实质上是一个定义了硬件接口和通信协议的标准。使自控设备与系统步入了信息网络的行列，为其应用开拓了更为广袤的领域；一对双绞线上可挂接多个限制设备，便于节约安装费用；节约维护开销；提高了系统的牢靠性；为用户供应了更为敏捷的系统集成主动权。79不同的机构和不同的人可能对现场总线有着不同的定义，不过通常状况下，大家公认现场总线的本质体现在以下六个方面：1．现场通信网络2．现场设备互联3．互操作性4．分散功能块5．通信线供电6．开放式互联网络二、现场总线的实质和优点80三、现场总线限制系统的结构现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本限制设备（即现场级设备）之间以及更高层次自动限制领域的自动化限制设备（即车间级设备）之间的联系。图6-58是一个简洁的现场总线限制系统的实例。该系统主要包括一些实际应用的设备，如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。其它系统也可以包括变频器、至少流调速装置、人机界面等。81四、主流现场总线简介

１.HART总线系统HART系统是1985年由罗斯蒙特公司开发出的一种协议。它可以将模拟信号调制成调频信号，并利用数字调频信号进行传输。２.CAN总线系统它是一种对等式的现场总线网，其物理层接受双绞线，符合ISO-DIS11898标准，其数据链路层接受CSMA/CD协议，建立了良好的优先级限制机制。３.LonWorks总线系统Lonworks接受Neuron芯片，这是集限制器和网络通信处理器于一体的芯片，内置4个cpu，一个用于限制，可以处理现场I/O，另两个处理网络通信，因此，Lonworks具有明显的网络处理实力优势。４.Profibus总线系统Profibus是一种多主从的令牌网络，得到令牌的节点可以向网上发布信息，其余节点接受。Profibus的物理层接受EIA485，数据链路层接受令牌协议。每个系统允许最多4个段，每段可以挂接32个点。５.FF总线系统是遵守ISA/IEC的SP50现场总线标准。FF除了定义ISO的第一、其次、第七层外，还定义了新的一层———用户协议层，FF接受了HART协议中的DDL作为该层的一个组成部分。821.什么是集散限制系统？就是：一方面强调限制的分散性；另一方面，又强调管理的集中性。2.集散限制系统的特点是什么？A.自主性B.牢靠性C.协调性D.友好性E.适应性、敏捷性和可扩充性F.在线性总结：DCS相关概念833.DCS是怎样构成的？从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程限制站、I/O单元和现场仪表组成，是系统限制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内各行业应用到这一层的系统较少。4.DCS的限制程序是由谁执行的？DCS的限制决策是由过程限制站完成的，所以限制程序是由过程限制站执行的。5.过程限制站的组成如何?DCS的过程限制站是一个完整的计算机系统，主