DCS控制系統(tǒng)培訓

控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)(DCS)的基本知識集散控制系統(tǒng)DCS及其應用可編程控制器（PLC）與繼電器線路比較PLC有何優(yōu)勢集散控制系統(tǒng)(DCS)簡介DCS，即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎上發(fā)展、演變而來的。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實現方法上卻完全不同。首先，DCS的骨架——系統(tǒng)網絡，它是DCS的基礎和核心。由于網絡對于DCS整個系統(tǒng)的實時性、可靠性和擴充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進行了精心的設計。對于DCS的系統(tǒng)網絡來說，它必須滿足實時性的要求，即在確定的時間限度內完成信息的傳送。這里所說的“確定”的時間限度，是指在無論何種情況下，信息傳送都能在這個時間限度內完成，而這個時間限度則是根據被控制過程的實時性要求確定的。因此，衡量系統(tǒng)網絡性能的指標并不是網絡的速率，即通常所說的每秒比特數（bps），而是系統(tǒng)網絡的實時性，即能在多長的時間內確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網絡還必須非常可靠，無論在任何情況下，網絡通信都不能中斷，因此多數廠家的DCS均采用雙總線、環(huán)形或雙重星形的網絡拓撲結構。為了滿足系統(tǒng)擴充性的要求，系統(tǒng)網絡上可接入的最大節(jié)點數量應比實際使用的節(jié)點數量大若干倍。這樣，一方面可以隨時增加新的節(jié)點，另一方面也可以使系統(tǒng)網絡運行于較輕的通信負荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實時性和可靠性。在系統(tǒng)實際運行過程中，各個節(jié)點的上網和下網是隨時可能發(fā)生的，特別是操作員站，這樣，網絡重構會經常進行，而這種操作絕對不能影響系統(tǒng)的正常運行，因此，系統(tǒng)網絡應該具有很強在線網絡重構功能。其次，這是一種完全對現場I/O處理并實現直接數字控制（DOS）功能的網絡節(jié)點。一般一套DCS中要設置現場I/O控制站，用以分擔整個系統(tǒng)的I/O和控制功能。這樣既可以避免由于一個站點失效造成整個系統(tǒng)的失效，提高系統(tǒng)可靠性，也可以使各站點分擔數據采集和控制功能，有利于提高整個系統(tǒng)的性能。DCS的操作員站是處理一切與運行操作有關的人機界面（HMI-HumanMachineInterface或operatorinterface）功能的網絡節(jié)點。系統(tǒng)網絡是DCS的工程師站，它是對DCS進行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護的網絡節(jié)點，其主要功能是提供對DCS進行組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運行時實時地監(jiān)視DCS網絡上各個節(jié)點的運行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時調整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數的設定，使DCS隨時處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能，可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為DCS。DCS自1975年問世以來，已經經歷了二十多年的發(fā)展歷程。在這二十多年中，DCS雖然在系統(tǒng)的體系結構上沒有發(fā)生重大改變，但是經過不斷的發(fā)展和完善，其功能和性能都得到了巨大的提高?？偟膩碚f，DCS正在向著更加開放，更加標準化，更加產品化的方向發(fā)展。作為生產過程自動化領域的計算機控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的DCS僅僅是一個狹義的概念。如果以為DCS只是生產過程的自動化系統(tǒng)，那就會引出錯誤的結論，因為現在的計算機控制系統(tǒng)的含義已被大大擴展了，它不僅包括過去DCS中所包含的各種內容，還向下深入到了現場的每臺測量設備、執(zhí)行機構，向上發(fā)展到了生產管理，企業(yè)經營的方方面面。傳統(tǒng)意義上的DCS現在僅僅是指生產過程控

制這一部分的自動化，而工業(yè)自動化系統(tǒng)的概念，則應定位到企業(yè)全面解決方案，即totalsolution的層次。只有從這個角度上提出問題并解決問題，才能使計算機自動化真正起到其應有的作用。

進入九十年代以后，計算機技術突飛猛進，更多新的技術被應用到了DCS之中。PLC是一種針對順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設備，它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯。現場總線技術在進入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預測：基于現場總線的FCS將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角。集散控制系統(tǒng)DCS及其應用描述：圖1計算機控制系統(tǒng)如圖：描述：圖2直接數字控制DDC1引言在工業(yè)生產中有各種各樣的控制問題，其解決程度直接關系到經濟效益和管理水平。在發(fā)達國家由于綜合自動化水平高，設備工藝先進，普遍采用了計算機控制與管理，生產與管理效益極高，產品質量好，成本低，可靠性高等，生產過程中人為影響因素幾乎沒有。在我國由于經濟發(fā)展水平及歷史的原因，盡管近來發(fā)展很快，但綜合自動化程度還是較低，普遍停留在單機自動化水平，操作

者與管理層之間的通信甚至還停留在用電話聯系的水平，管理時效性差，管理層難于全面了解控制現場情況，因此大量的有用信息沉淀、流失，形成一個個“自動化孤島”或“信息孤島”，要發(fā)揮信息在工業(yè)自動化中的指導作用，其解決方案之一就是推廣集散控制系統(tǒng)的應用。2計算機控制系統(tǒng)生產過程自動化控制主要有開關控制和調節(jié)控制，當前大多以計算機控制系統(tǒng)，也就是數字控制系統(tǒng)來實現，如圖1所示，系統(tǒng)中包含有時間上離散、幅度上量化的數字信號e(k)和u(k)。計算機控制系統(tǒng)的特點是被控對象大部分為模擬信號，而計算機只能處理數字信號，因此兩者之間必須執(zhí)行A/D和D/A轉換，以實現這兩

種信號之間的相互轉換。如果忽略幅值上的量化效應，數字信號即為離散信號，因此，計算機控制系統(tǒng)若不考慮量化問題即為采樣控制系統(tǒng)，如果將連續(xù)的控制對象連同保持器一起進行離散化，那么采樣控制系統(tǒng)即簡化為離散控制系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)又分為集中式監(jiān)控系統(tǒng)與分布式控制系統(tǒng)。前者計算機可能并不直接參與控制，對被控對象不會產生直接的影響，主要任務是對大量被控參數和設備的狀態(tài)進行巡回采樣，數據記錄、數據統(tǒng)計和整理、數據越限報警以及對大量數據進行積累和分析，屬計算機監(jiān)視系統(tǒng)，現場控制是通過人工來完成;如果計算機直接參與控制過程，稱為計算機直接數字控制系統(tǒng)(DDC,DirectDigitalControl)，是計算機的過程輸入通過控制算法得到控制輸出后，以計算機取代模擬調節(jié)器，直接通過接口控制執(zhí)行機構，從而實施對現場被控過程的控制，使被調量保持在給定值，主要用于較小的回路控制，DDC系統(tǒng)由被控對象(生產過程)、檢測儀表、執(zhí)行裝置和數字控制調節(jié)器組成，優(yōu)點是因為計算機運算能力強，很容易實現串級控制、前饋控制等比較復雜的控制規(guī)律，其框圖如圖2所示。計算機集中監(jiān)控系統(tǒng)由一臺中央計算機來承擔，使得系統(tǒng)配置、反應速度及系統(tǒng)可靠性等方面都受到很大限制，一般只適用于中小規(guī)模的自動化系統(tǒng)。如果設備量大，地域分布廣，需要進行監(jiān)控的數量多，應根據每種設備的不同特點，分別采用不同規(guī)律相對獨立地控制，并且這種監(jiān)視(管理)與控制之間應該保持密切的聯系，以達到最優(yōu)的效果，問題的解決方案就是采用集散式計算機控制系統(tǒng)。描述：圖3DCS的基本構成構圖

描述：圖4DCS系統(tǒng)組成框圖

3集散式控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem)

集散式控制系統(tǒng)亦稱為分布式控制系統(tǒng)。前已述及，計算機控制系統(tǒng)按結構劃分，可以分為集中控制和分布式控制，集中控制指由單一的計算機完成控制系統(tǒng)的所有功能和對全部被控對象實施控制的一種系統(tǒng)結構，其優(yōu)點是系統(tǒng)的整體性和協調性好，但對計算機的可靠性和安全性要求甚高;而分布式控制系統(tǒng)DCS則以多臺計算機分別承擔不同的控制功能和處理范圍，

不僅其處理能力大大提高，而且將危及系統(tǒng)安全的因素降低。

傳統(tǒng)意義上的DCS系統(tǒng)的最基本構構圖式如圖3所示。圖中:C1，C2，……，Cn為控制，f1，f2，……fn為反饋信息。對DCS系統(tǒng)而言，各控制單元之間沒有直接信息聯系，各控制單元有自己的性能指標，控制策略和算法，且其性能指標和控制算法等由決策單元按一定優(yōu)化準則調節(jié)給出。如果圖3中去掉決策單元，就成了分散控制系統(tǒng)(DecentralizedControlSystem)，它并不具備DCS的上述特性。在工程中，DCS系統(tǒng)除完成控制功能，還要實現監(jiān)視、管理等其它功能，其系統(tǒng)組成框圖如圖4所示。由圖4可見，DCS系統(tǒng)實際上是一種分級遞階結構。各控制器完成過程現場的控制任務，根據控制對象特性，可以分別情況，采用順序控制，程序控制，模擬量控制等等，其控制策略與控制算法要隨被控對象與要求而定。數據采集器用于

收集控制信息和被控過程的各種狀態(tài)信息，數據采集任務不但可由控制器完成，也可由一般儀表和邏輯箱完成?？刂破骱蛿祿杉髟诳刂片F場對信號進行預處理后經高速數據通道送到上級計算機和CRT操作站，CRT操作站是顯示操作裝置，監(jiān)控級(計算機)通過協調各控制器的工作，實現控制過程的動態(tài)最優(yōu)化。管理級(計算機)具有管理功能，又兼具對監(jiān)控級實現監(jiān)控功能，它具有豐富的信息資源，能夠對被控對象進行監(jiān)控，制定計劃，進行成本核算，對設備和人員進行管理等，以實現被控過程的靜態(tài)最優(yōu)化和綜合自動化。

描述：圖5DCS結構4.分布式控制系統(tǒng)有以下主要特點:(1)采用分級遞階式控制以微處理器為核心的基本控制器，不但能代替模擬儀表完成常規(guī)的模擬控制，并且能實現復雜算法控制和程序控制。在基本控制器內可采用固化的應用軟件，在控制現場對輸入輸出數據進行數據處理，減少了信息的傳輸，大大減少了上級計算機的數據處理量，降低了對上級計算機的要求，使系統(tǒng)程序應用較為簡單。(2)采用物理上的分散結構，實現了分散控制在現場就地安裝控制器，不僅節(jié)省了輸入輸出電纜的長度，同時減少了傳輸信號的干擾。在功能上各控制器各自為政，各自獨立完成各自的功能，使系統(tǒng)故障分散，從而使系統(tǒng)可靠性大為提高。(3)具有計算機的通訊系統(tǒng)，可實現綜合控制高速數據通道的通信系統(tǒng)，實現了各控制器、監(jiān)控計算機和管理計算機的綜合控制，通過高速數據通道，能把各自為政的控制器與監(jiān)控計算機聯系起來，進行協調控制。利用監(jiān)控計算機的運算能力，能完成高級復雜的控制算法，以實現整體的最優(yōu)化。利用管理計算機豐富的軟硬件資源和信息資源，實現計劃、管理、決策的最優(yōu)化，從而實現整個系統(tǒng)控制的最優(yōu)化。(4)可設置多功能的CRT操作站以實現集中監(jiān)控與操作CRT是人-機接口，要CRT操作站可以存取和顯示多種畫面，用以全面監(jiān)控全部控制過程變量以及其它參數，并可直接遠程操作各控制器，從而實現了集中監(jiān)視和集中操作。DCS的基本骨架是計算機網絡，然后是連接在網絡上的三類節(jié)點—面向被控過程現場的現場I/O控制站、面向操作人員的操作站和面向DCS監(jiān)督管理人員的工程師站，見圖5所示。由于DCS的網絡需要滿足被控過程的實時性要求和分散性原則，因此DCS的網絡結構是環(huán)形和總線型，在這兩種結構的網絡中，各個節(jié)點是平等的，任意二個節(jié)點之間的通信可以直接通過網絡進行，而不需要其他節(jié)點的介入，但另一方面，它需要共用傳輸介質，實現傳輸介質共享，一種主要解決方法是以令牌來限定每個節(jié)點用網絡的時間，另一種方法則是CSMA/CD方式，即載波偵聽與碰撞檢測技術，但它主要用于更高層的管理。現場控制站是完成對過程現場I/O處理的直接數字控制器(DDC)，它對現場發(fā)生的過程量作數字采集和存貯，并通過網絡向上傳送，同時本身也完成局部的閉環(huán)控制與順序控制。操作員站主要功能是為系統(tǒng)的運行操作人員提供人機界面，使操作員了解現場運行狀態(tài)、各種運行參數的當前值、是否出現有異常情況等的報警顯示，并可作歷史趨勢、系統(tǒng)狀態(tài)等多種顯示，

通過操作員鍵盤執(zhí)行，同時操作員也可對過程進行調節(jié)和控制，操作員站的主要設備是彩色CRT顯示器、鍵盤、鼠標器或軌跡球。工程師站用于對DCS進行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護。

DCS系統(tǒng)采用大系統(tǒng)分級遞階控制的思想，將產生過程作水平分解而將功能作垂直分解，生產過程的控制采用全分散的結構，而生產過程的信息則全部集中并存儲于數據庫中，利用通信網絡向上傳遞，這種控制分散、信息集中的結構使系統(tǒng)的危險分散，提高了可靠性，因此被稱之為集散控制系統(tǒng)。

技術的發(fā)展促使DCS系統(tǒng)向集成化、開放化、智能化方向發(fā)展。實現開放式的通信系統(tǒng)，與管理信息緊密結合，向上能與MAP/TOP或Ethernet接口，向下支持現場總線，使得過程控制中的智能設備和儀表能夠實現高可靠的實時全數字通信，將成為新一代的DCS。

4DCS的工程實現

由DCS的結構可知其工程實現是不困難的，國外早有現成產品，國內一些大型企業(yè)如電廠等幾乎都是進口的成套系統(tǒng)，可靠性高，但投資大。一般可以自己設計，現場控制級可以采用工控機保證高可靠性，管理決策級采用高檔PC機，應用軟件可根據工程需要自己編程。特別是一些復雜控制對象，其控制算法是沒有現成控制模塊可以調用的，應在正確策略選取的基

礎上，自己設計控制算法。從作者已完成的多個工程項目看，采用DCS系統(tǒng)克服“孤島”現象后，每個“自動化孤島”在決策級統(tǒng)一指揮下協調地工作，系統(tǒng)的管理(監(jiān)視)功能大大增強，現場控制級處于優(yōu)化狀態(tài)，生產效率高，故障少，產品質量穩(wěn)定，操作管理人員也相應減少了，經濟效益顯著提高。如某鋼鐵企業(yè)有12個自動化水泵站，由于地域分散，泵站間距離有的相距

1km以上，各泵站各自為政，形如“孤島”，計劃調度十分不便，本來水資源供應十分充足，但由于是分散控制，造成有的現場嚴重缺水。經改造后采用DCS控制方案，很好地解決了水資源的集中調度與管理問題，不僅充分滿足了該企業(yè)的工作及生活用水，而且還解決了周邊地區(qū)居民用水問題，經濟效益和社會效益大大提高，管理水平也上了一個新臺階，受到用戶歡迎。

5結束語從圖3可見，各控制單元之間沒有直接通信聯系，它們之間是通過決策單元交換信息取得聯系的，事實上DCS只是做到了半分布，測控層并沒有實現徹底分布，控制依賴于控制站，DCS是半數字化系統(tǒng)。如采用現場總線，則可構成現場總線控制系統(tǒng)(FCS)，它是一種全數字、半雙工串行雙向通訊系統(tǒng)，作為一種局域網，用于連接現場智能儀表，其信號傳輸采用全數字化，即智能式分布控制系統(tǒng)。智能式

分布控制系統(tǒng)在國外已有現成產品，如Lonworks等，但因價格太貴，要普遍大規(guī)模推廣應用還有不少困難。因此，推廣應用DCS系統(tǒng)，克服“孤島”現象，是有現實工程價值和經濟意義的?？删幊炭刂破鳎≒LC）PLC（ProgrammablelogicController）,是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)裝置。在1987年國際電工委員會（InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC標準草案中對PLC下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指

令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！?.PLC的特點2.1可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規(guī)模集成電5a8路技術，采用嚴格的生產工藝制造,內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低,此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2.2配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合.除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。2.3易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事打開了方便之門。2.4系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短,同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序432改變生產過程成為可能。這很適合多品種,小批量的生產場合。2.5體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。3.PLC的應用領域目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。3.1開關量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。3.2模擬量控制在工業(yè)生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了控制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3.3運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位和執(zhí)行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控1b06世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合.3.4過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱爐控制等場合有非常廣泛的應用。3.5數據處理現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統(tǒng)控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。3.6通信及聯網PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統(tǒng)。新近生產的PLC都具有通信接接口,通信非常方便。4.PLC的國內外狀況世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數字設備公司（DEC）研制的。限于當時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數功能.20世紀70年代初出現了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數據傳送及處理完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工

程技術人員使用控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產品系列化。這個階段的另一個特點是世界編程控制器的國家日益增多，產量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產品的配套能力來說，生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制控制設備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用.程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國自己已可以生產中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產的CF系列、杭州機床電器廠生產的DKK及D系列、大連組合機床研究所生產的S系列、蘇州電子計算機廠生產的YZ系列等多種產品已具備了一定的規(guī)

模并在工業(yè)產品中獲得了應用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產廠家?？梢灶A期,隨著我國現代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。5.PLC未來展望21世紀，PLC會有更大的發(fā)展。從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現；從產品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產多品種產

品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現少數幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現國際通用的編程語言；從網絡的發(fā)展情況來看,可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網構成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術的發(fā)展方向。目前的計算集散控制系統(tǒng)DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可編程控制器應用。伴隨著計算機網絡的發(fā)展,可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。

PLC基礎知識1.PLC的發(fā)展歷程在工業(yè)生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制離散量的數據采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出制取裝置的要求，第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于這就是第一代可編程序控制器，

稱ProgrammableController(PC）。個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController(PLC)。上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力.能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是的地位，在可預見的將來，是無法取代的。2.PLC的構成從結構上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定置。3.CPU的構成CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態(tài)或數據，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規(guī)定的任務產生相應的控制信有關的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內存容量是PLC的重要參數，它們決定著PLC的工作速度，I/O數量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)率。4.I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號;輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入（DI);輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14b等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數確定模塊規(guī)格及數量，I/O模塊可多可少，但其最大數受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或制。5.電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：

（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。6.底板或機架大多數模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。7.PLC系統(tǒng)的其它設備編程設備：編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。8.PLC的通信聯網依靠先進的工業(yè)網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性著，甚至有人提出"網絡就是控制器"的觀點說法。PLC具有通信聯網的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算

機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一現分散集中控制。多數PLC具有RS-232接口，還有一些內置有支持各自通信協議的接口。PLC的通信現在主要采用通過PI）的數據通訊、PROFIBUS或工業(yè)以太網進行聯網。PLC控制系統(tǒng)的設計基本原則1最大限度的滿足被控對象的控制要求。2在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟、使用和維護方便。3保證控制系統(tǒng)安全可靠。4考慮到生產的發(fā)展和工藝的改進在選擇PLC容量時應適當留有余量。PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言1PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預。用戶根據現場控制要求，用PLC的程序語言編制的應用程序（也就是邏輯控制）用來實現各種控制。

STEP7是用于SIMATIC可制器組態(tài)和編程的標準軟件包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序在線監(jiān)視。2PLC提供的編程語言

2.1標準語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點：

2.1.1它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯等術語和一些圖形符號構成，左右的豎線。

2.1.2梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關也可以是PLC內部繼電器的接點或內計數器等的狀態(tài)。2.1.3梯形圖中的接點可以任意串、并聯，但線圈只能并聯不能串聯。2.1.4內部繼電器、計數器、寄存器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結果供CPU內部使用。2.1.5PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出戶程序中可以當做條件使用。2.2語句表語言，類似于匯編語言。2.3邏輯功能圖語言，沿用半導體邏輯框圖來表達，一般一個運算框表示一個功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。STEP7程序的使用1創(chuàng)建一個項目結構，項目就象一個文件夾，所有數據都以分層的結構存在于其中，任何時候你都可以使用。在創(chuàng)之后，所有其他任務都在這個項目下執(zhí)行。2組態(tài)一個站，組態(tài)一個站就是指定你要使用的可編程控制器，例如S7300、S7400等。3組態(tài)硬件，組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來訪板，地址一般不用修改由程序自動生成。模板的特性也可以用參數進行賦值。4組態(tài)網絡和通訊連接，通訊的基礎是預先組態(tài)網絡，也就是要創(chuàng)建一個滿足你的控制方案的子網，設置網絡特

網絡連接特性以及任何聯網的站所需要的連接。網絡地址也是程序自動生成如果沒有更改經驗一定不要修改。5定義符號，可以在符號表中定義局部或共享符號，在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號名替代絕對地址命名一般用字母編寫不超過8個字節(jié)，最好不要使用很長的漢字進行描述，否則對程序的執(zhí)行有很大的影響。6創(chuàng)建程序，用梯形圖編程語言創(chuàng)建一個與模板相連結或與模板無關的程序并存儲。創(chuàng)建程序是我們控制工程的之一，一般可以采用線形編程（基于一個塊內，OB1）、分布編程（編寫功能塊FB,OB1組織調用）、結構化編程（編塊）。我們最常采用的是結構化編程和分布編程配合使用，很少采用線形編程。7下載程序到可編程控制器，完成所有的組態(tài)、參數賦值和編程任務之后，可以下載整個用戶程序到可編程控制載程序時可編程控制器必須在允許下載的工作模式下（STOP或RUN-P）,RUN-P模式表示，這個程序將一次下載一個塊寫一個舊的CPU程序就可能出現沖突，所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式。WINCC程序的使用1簡介，WINCC是在生產和過程自動化中解決可視化和控制任務的工業(yè)技術中性系統(tǒng)。具有控制自動化過程的強大

基于個人計算機的操作監(jiān)視系統(tǒng)，它很容易結合標準的和用戶的程序建立人機界面精確的滿足生產實際要求。WINCC本RC版（具有組態(tài)和開發(fā)環(huán)境）、RT版（只有運行環(huán)境），我們一般使用的是RC版。2WINCC簡單使用步驟2.1變量管理，首先確定通訊方式安裝驅動程序，然后定義內部變量和外部變量，外部變量是受你買的WINCC軟件

的最大授權64K字節(jié)，內部變量沒有限制。

2.2畫面生成，進入圖形編輯器，圖形編輯器是一種用于創(chuàng)建過程畫面的面向矢量的作圖程序。也可以使用包含樣式庫中的眾多的圖形對象來創(chuàng)建復雜的過程畫面?？梢酝ㄟ^動作編程將動態(tài)添加到單個圖形對象上。2.3報警記錄設置，報警記錄提供了顯示和操作選項來獲取和歸檔結果。可以任意地選擇消息塊、消息級別、消消息顯示以及報表。為了在運行中顯示消息，可以使用包含在圖形編輯器中的對象庫中的報警控件。2.5報表組態(tài)，報表組態(tài)是通過報表編輯器來實現的。是為消息、操作、歸檔內容和當前或已歸檔的數據定時器或檔的集成的報表系統(tǒng)，可以自由選擇用戶報表的形式。2.6全局腳本的應用，全局腳本就是C語言函數和動作的通稱，根據不同的類型腳本被用于給對象組態(tài)動作并通過言編譯器來處理。全局腳本動作用于過程執(zhí)行的運行中。一個觸發(fā)可以開始這些動作的執(zhí)行。2.7用戶管理器設置，用戶管理器用于分配和控制用戶的單個組態(tài)和運行系統(tǒng)編輯器的訪問權限。每建立一個用戶WINCC功能的訪問權利并獨立的分配給此用戶。至多可分配999個不同的授權。2.8交叉表索引，交叉索引用于為對象尋找和顯示所有使用處，例如變量、畫面和函數等。使用“鏈接”功能可以稱而不會導致組態(tài)不一致。與繼電器線路比較PLC有何優(yōu)勢

1.功能強，性能價格比高

一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比?？善绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯網，實現分散控制，集中管理。2.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強

可編程序控制器產品已經標準化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器。3.可靠性高，抗干擾能力強傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產現場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。4、系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計方法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現場的統(tǒng)調過程中發(fā)現的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。5.編程方法簡單梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時，用解釋程序將它“翻譯”成匯編語言后再去執(zhí)行。6、維修工作量少，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。7.體積小，能耗低對于復雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型PLC的體積相當于幾個繼電器大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，可以減少大量費用。學得辛苦，做得舒服。DCS與PLC的區(qū)別1.DCS是一種“分散式控制系統(tǒng)”，硬件上包括現場控制器、操作員站計算機、工程師站計算機，以及聯系他們的網絡系統(tǒng)；DCS軟件上是一個整體方案，解決的是一個系統(tǒng)的所有技術問題，系統(tǒng)各部分之間結合嚴密。PLC是一個裝置，硬件上等同于DCS中的現場控制器；軟件上是一個局部方案，站與站之間組織松散。2.分析DCS與PLC的區(qū)別，最關鍵的是兩點，一是DCS是分布式控制，擁有全局數據庫；二是PLC是順序掃描機制，DCS是以時間為基準的控制。我們的系統(tǒng)符合第一點，例如一個I/O標簽的修改，在HMI也可以同步體現。3.DCS系統(tǒng)采用一個統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境，工程師站（過程管理層）用于現場控制站的組態(tài)，控制算法的開發(fā)以及流程圖畫面的開發(fā)。采用一個統(tǒng)一數據庫！而PLC用于過程控制需要不同的開發(fā)環(huán)境，首先要對PLC(相當于DCS的現場控制站層)進行邏輯開發(fā)，建立相應的數據庫，然后再通過相應的上位機軟件，例如GEFanuc的ProficyHMI/SCADA-iFIX或CIMPLICITYPlantEdition軟件，建立與PLC相對應的數據庫，然后進行流程圖畫面的開發(fā)。DCS開發(fā)控制算法采用儀表技術人員熟悉的風格，儀表人員很容易將P&I圖轉化成DCS提供的控制算法，而PLC采用梯形圖邏輯來實現過程控制，對于儀表人員來說相對困難。尤其是復雜回路的算法，不如DCS實現起來方便。DCS系統(tǒng)通常提供完整的系統(tǒng)給用戶，包括機柜，電源，工程師站，操作員站，用戶只需在現場簡單的安裝。而PLC則需要系統(tǒng)集成。

DCS實現順序連鎖功能相對于PLC來講是弱勢，且邏輯執(zhí)行速度不如PLC,也不如PLC編程方便。

DCS的現場控制站層‘通常采用集中式控制，盡管支持遠程分布式I/O,但由于成本原因，很少采用。而PLC基于現場總線的遠程分布式I/O更靈活易用，能有效的節(jié)省接線成本。4.DCS與PLC在硬件平臺基本一致，差異在軟件與數據平臺上。PLC比較開放，不同廠商的產品互聯性好。西門子的PCS7與PLC的開發(fā)是獨立進行的，雖然采用了PLC的硬件平臺，但在系統(tǒng)構架、編程組態(tài)方式等都不一樣.

現場總線種類及標準介紹現場總線是用于過程控制現場儀表與控制室之間的一個標準的、開放的、雙向的多站數字通信系統(tǒng)。隨著計算機技術、通訊技術、集成電路技術的發(fā)展，以全數字式現場總線（FIELDBUS）為代表的互聯規(guī)范，正在迅猛發(fā)展和擴大。由于采用現場總線將使控制系統(tǒng)結構簡單，系統(tǒng)安裝費用減少并且易于維護；用戶可以自由選擇不同廠商、不同品牌的現場

設備達到最佳的系統(tǒng)集成等一系列的優(yōu)點，現場總線技術正越來越受到人們的重視。近十幾年由于現場總線的國際標準不能建立，現場總線發(fā)展的種類較多，約有40余種：如德國西門子公司Siemens的ProfiBus，法國的FIP，英國的ERA，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，

CarloGarazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Arcnet，國際標準組織-基金會現場總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國的DeviceNet與ControlNet等等?，F場總線的種類主要有：基金會現場總線FF；ProfiBus；WorldFIP；ControlNet/DeviveNet；CAN等1、基金會現場總線FF現場總線基金會包含100多個成員單位，負責制訂一個綜合IEC/ISA標準的國際現場總線。它的前身是可互操作系統(tǒng)協議ISP（InterperableSystemProtocol）--基于德國的

ProfiBis標準，和工廠儀表世界協議WORLD（WorldFactoryInstrumentationProtocol）--

基于法國的FIP標準。ISP和WORLDFIP于1994年6月合并成立了現場總線基金會。

基金會現場總線采用國際標準化組織ISO的開放化系統(tǒng)互聯OSI的簡化模型（1，2，7層）。

另外增加了用戶層。2、ProfiBusProfiBus自1984年開始研制現場總線產品，現以成為歐洲首屈一指的開放式現場總線系統(tǒng)，歐洲市場占有率大于40%，廣泛應用于加工自動化、樓宇自動化、過程自動化、發(fā)電與輸配電等領域。1996年6月ProfiBus被采納為歐洲標準EN50170第二卷。PNO為其用戶組織，核心公司有：Siemens公司，E+H公司，Samson公司，Softing公司等。ProfiBus技術特性：ProfiBus以ISO7498為基礎，以開放式系統(tǒng)互聯網絡OSI（OpenSystemInterconnection）作為參考模型，定義了物理傳輸特性，總線存取協議和應用功能。ProfiBus家族包括ProfiBus-DP，ProfiBus-PA，ProfiBus-FMS。ProfiBus-DP（DecentralizedPeriphery）是一種高速和便宜的通信連接，用于自動控制系統(tǒng)和設備級分散的I/0之間進行通信。ProfiBus-FMS（FieldBusMessageSpecification）用來解決車間級通用性通信任務。與LLI（LowerLayerInterface）構成應用層，FMS包括了應用協議并向用戶提供了可廣泛選用的強有力的通信服務，LLI協調了不同的通信關系并向FMS提供了不依賴設備訪問數據鏈層。ProfiBus-PA（ProcessAutomation）專為過程自動化而設計的，

它可使傳感器和執(zhí)行器接在一根共用的總線上。根據IEC61158-2國際標準，ProfiBus-PA可用雙絞線供電技術進行數據通信，數據傳輸采用擴展的ProfiBus-DP協議和描述現場設備的PA行規(guī)。當使用電纜耦合器，ProfiBus-PA裝置能很方便的連接到ProfiBus-DP網絡。3、WorldFIPWorldFIP協會成立于1987年3月，以法國CEGELEC、SCHNEIDER等公司為基礎開發(fā)了FIP（工廠儀表協議）現場總線系列產品。協會有100多個成員，產品在法國市場占有率大60%，歐洲約25%。產品適用于發(fā)電與輸配電、加工自動化、鐵路運輸、地鐵和過程自動化等領域。1996年6月WorldFIP被采納為歐洲標準EN50170。WorldFIP是一個開放系統(tǒng)，不同系統(tǒng)、不同廠家生產的裝置都可以使用WorldFIP，應用結構可以是集中型、分散型和主站-從站型。WorldFIP現場總線構成的系統(tǒng)可分為三級：過程級、控制級和監(jiān)控級，這樣用單一的WorldFIP總線就可以滿足過程控制、工廠制造加工系統(tǒng)和各種驅動系統(tǒng)的需要了。WorldFIP協議有物理層、數據鏈路層和應用層組成。應用層定義為兩種：MPS定義和SubMMS定義。MPS是工廠周期/非周期服務，SubMMS是工廠報文的子集。物理層的作用能夠確保連接到總線上的裝置間進行位信息的傳遞。介質是屏蔽雙絞線或光纖。傳輸速度有31.25kb/s，1Mb/s,2.5Mb/s，標準速度是1Mb/s，使用光纖時最高可達5Mb/s。WorldFIP的幀有三部分組成，即幀起始定界符（FSS），數據和檢驗字段，以及幀結束定界符。應用層服務有三個不同的組：BAAS（BusArbitratorApplicationServices），MPS（ManufacturingPeriodical/aPeriodicalServices），SubMMS（SubsetofMessagingServices）。MPS服務提供給用戶：本地讀/寫服務，遠方讀/寫服務，參數傳輸/接收指示，使用信息的刷新等.處理單元通過WorldFIP的通信裝置（通信數據庫和通信芯片組成）掛到現場總線上。

通信芯片包括通信控制器和線驅動，通信控制器有FIPIU2，FIPCO1，FULLFIP2，MICROFIP等，線驅動器用于連接電纜（FIELDRIVE，CREOL）或光纖（FIPOPTIC/FIPOPTIC-TS）。通信數據庫用于在通信控制器和用戶應用之間建立鏈接。4.ControlNet/DeviveNetControlNet的基礎技術是在RockwellAutomation企業(yè)于1995年10月公布。1997年7月成立了ControlNetInternational組織Rockwell轉讓此項技術給該組織。組織成員有50多個如ABBRoboties，Ho