西门子S7-300模拟量输出模块新到货

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工业控制系统(ICS)(也称工业自动化与控制系统）是各式各样控制系统类型的总称，是由各种自动化控制组件以及对实时数据进行采集、监测的过程控制组件，共同构成的确保工业基础设施自动化运行、过程控制与监控的业务流程管控系统。

工业控制系统涵盖了多种类型的控制系统，其中较常见又容易混淆的控制系统包括数据采集与监控系统(SCADA)、分布式控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器（PLC）。那么，SCADA、DCS和PLC三者之间有何区别呢？

DCS

DCS系统，即分布式控制系统，主要是用于在同一地理位置环境下，控制生产过程的系统。

DCS系统采用集中监控的方式协调本地控制器以执行整个生产过程。通过模块化生产系统，DCS减少了单个故障对整个系统的影响。在许多现代化系统中，DCS系统与企业系统之间设置接口以便能够将生产过程体现在业务整体运作中。

DCS系统常用于炼油、污水处理厂、发电厂、化工厂和制药厂等工控领域。这些系统通常用于过程控制或离散控制系统。

SCADA

SCADA系统，即数据采集与监控系统，是工业控制的核心系统，主要是用于控制分散的资产以便进行与控制同样相同重要的集中数据采集。

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SCADA系统集成了数据采集系统、数据传输系统和HMI软件，以提供集中的监视和控制，以便进行过程的输入和输出。SCADA系统的设计用来收集现场信息，将这些信息传输到计算机系统，并且用图像或文本的形式显示这些信息。因此，操作员可以从集中的位置实时地监视和控制整个系统，根据每个系统的复杂性和相关设置，控制任何一个单独的系统，自动执行相关操作或任务，这也可以由操作员命令来自动执行。

SCADA系统主要是用于分布式系统，如水处理、石油天然气管道、电力传输和分配系统、铁路和其他公共运输系统。

PLC

PLC系统，即可编程逻辑控制器。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

在工业自动化和控制系统的网络体系结构中，PLC作为重要的控制部件，通常应用在SCADA和DCS系统中，用于实现工业设备的具体操作与工艺控制，通过回路控制提供本地的过程管理。

在SCADA系统中，PLC的功能与RTU（即远程终端单元）一样。当用于DCS系统时，PLC被用作具有监视控制计划的本地控制器。同时，PLC也常被用作重要部件配置规模较小的控制系统。PLC具有用户可编程存储器用于保存实现特定功能的指令，如I/O控制、逻辑、定时、计数、PID控制、通信、算术、数据和文件处理等。随着通信技术的发展，PLC也由封闭的私有通讯协议转而使用开放的公共协议，大幅度提高了系统的兼容性，方便了系统的维护与更新。

总 结

由上述内容很容易看出：

SCADA，DCS是一种概念，而PLC是一种产品，三者不具可比性：

1、PLC是一种产品，由它可以构成SCADA，DCS；

2、DCS 是过程控制发展起来的，PLC是继电器—逻辑控制系统发展起来的；

3、PLC 是设备，DCS，SCADA是系统。

狭义地说，DCS主要用于过程自动化，PLC主要用于工厂自动化（生产线），SCADA 主要针对广域的需求，如油田，绵延千里的管线。如果从计算机和网络的角度来说，它们是统一的，之所以有区别，主要在应用的需求， DCS常常要求高级的控制算法。如在炼油行业，PLC对处理速度要求高，因为经常用在联锁上，甚至是故障安全系统，SCADA也有一些特殊要求，如振动监测，流量计算，调峰调谷等等。

因此，也可以简单的认为：

SCADA是调度管理层

DCS是厂站管理层

PLC是现场设备层
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PLC程序设计，一般均采用直觉法，也就是说它植基于电路设计者本身之学习经验，较为主观及直接。须经历一段瞎子摸象的尝试错误(tryanderror)时期，对程序进行除错之后才能符合所需功能或动作要求；因此设计出来的程序因人而异，除了原程序设计者之外，使用者或维修人员较不易理解其动作流程，亦即程序的可读性较低。

　　但程序设计其实有些许脉络可循，只是坊间的书籍很少提及这一部份。以下姑且抱着野人献曝的心情，以『三相感应电动机故障警报控制』电路为例，由传统电工图转换为阶梯图的过程，浅谈程序设计，相信尔后对于相关的回路转换或程序设计，您或许可触类旁通。

　　1、传统电工图

　　已知的三相感应电动机故障警报控制电路，其传统电工图，如图1所示。

　　

图1三相感应电动机故障警报控制电路图

　　2、动作说明

　　1.电源正常时，仅绿灯gl亮，电动机不动作。

　　2.按下启动按钮pb1，电磁接触器mc动作，电动机立即运转，指示灯rl亮，绿灯gl熄。

　　3.按下停止按钮pb2，电磁接触器mc断电，电动机停止运转，指示灯rl熄，绿灯gl亮。

　　4.电动机在运转中，因过载或其它故障原因，致使积热电驿th-ry动作，电动机停止运转，蜂鸣器bz发出警报，指示灯rl熄，绿灯gl亮。

　　5.按下按钮开关pb3，蜂鸣器bz停止警报，白灯wl亮，绿灯gl亮，红灯rl熄。

　　6.故障排除后，按下积热电驿th-ry复归杆，则白灯wl熄，绿灯gl亮，红灯rl熄，可以重新起动电动机。

　　3、i/o编码

　　使用plc，就是以软件程序来取代硬件配线。传统电工图当中，主电路是plc无法取代的；plc可以取代的部份，是控制电路。由传统电工图转换为阶梯图的*个步骤，就是i/o编码，亦即将传统电工图中的输入/输出组件，先行确定其在plc中所拟对应之外部输入/输出端子编号，以及外部输入组件接线方式是采用a/b接点。

　　如表1所示。

　　(a)：外部採a接点方式接线

　　(b)：外部採b接点方式接线

　　4、plc外部接线图

　　输入/输出组件经i/o编码，并决定外部输入组件是采用a/b接点接线方式后，plc外部接线图如图2所示。图中所示为丰炜vigor-vb系列plc机种，采用npn接线，亦即24v端子与s/s端子并接。

　　

图2plc外部接线图

　　5、plc阶梯图

　　由传统电工图转换为阶梯图之程序设计步骤如下：

　　(1)将电工图中控制电路直接转成对应阶梯图。因为plc阶梯图中规定，接点在前，输出线圈则必须位于回路的***后。故首先须重新绘制电工图，将图中接点与输出线圈位置适度变更，以符合plc阶梯图的要求，重新绘制后的电工图，如图3所示。

　　

图3重新绘制后的电工图

　　(2)以i/o编码后的组件编号，取代电工图中的输入/输出组件，此处要留意的是，th-ry的c-a接点及c-b接点要独立出来，各自成为一个控制回路，如图4所示。

图4i/o编码后的的电工图

　　(3)将图4所示的电工图，向左旋转90°，之后再垂直翻转(upsidedown)，即可成为plc阶梯图，但因：

　　a.y1、x0接点

　　b.输出线圈y1和y2，不符合一般编程软件格式，故须适度更正，如图5右方所示。

　　

图5适度翻转并修正后的阶梯图

　　※若您使用visio来绘制电工图，则向左旋转90°，之后再垂直翻转，就变的很easy。

　　(4)使用编程软件绘制之阶梯图，如图6所示，与适度翻转并修正后的阶梯图，完全相同。

　　

图6编程软件绘制之阶梯图

　　6、指令

　　将阶梯图转换为指令，则如下所示：

　　7、plc转换接线与阶梯图

　　传统电工图完整转换后之plc外部输入/输出接线与阶梯图。使用软件程序取代硬件配线后之plc外部输入/输出接线与阶梯图，如下图7所示。

图7以软件程序取代硬件配线后之plc

　　8、结束语

　　plc其研发目的在于取代以继电器为主之顺序控制，亦即使用软件程序以取代硬件配线，因此祇要改变其软件程序即可改变其控制的顺序，而轻易的达成控制上之不同需求。

　　一般的plc系以传统继电器控制回路为基础发展而来，并将继电器的接点和线圈予以符号化，当转换成一般的阶梯图或指令之后，即可实现其控制。但如此所完成的控制回路，是基于电路设计者本身之学习经验，较为主观及直接，一般使用者往往不易理解其动作流程，亦即程序的可读性较低。
 

金属加工主要有车削、铣削、磨削等加工工艺，不同的加工工艺对应相应的机床加工设备，如车床、铣床、磨床、加工中心等。台达工业自动化自2012年推出首款数控产品NC300系列以来，一直专注深耕于金属加工的铣削和磨削领域，并经过数年的发展，产品*度和客户认可度不断提升，尤其在3C机床行业，台达数控产品的市占率和影响力在行业内稳居前列。

　　为更好地服务机床行业用户、完善数控产品线，近期，台达又研发推出首款车床数控系统NC200系列，并凭借出色的产品性能，搭配台达进阶泛用型交流伺服系统ASDA-B2系列和高分辨率伺服马达及高速IO控制板，成功应用于某精密机械生产商的精密数控车床，满足了客户切削、加工外/内螺纹、攻丝等加工工艺，同时在工件加工光洁度、精度等方面也获得客户认可。

　　台达首款车床数控系统NC200系列，采用嵌入式操作系统，更加节能、稳定、高效；人机界面也更加清晰和人性化；系统操作流程更加方便简洁，契合市场主流操作习惯；通讯采用台达DMCNET高速总线式通讯，配线简洁，抗干扰能力强。此外，NC200系列还具备手轮模拟操作、加工路径预览、网络联机、文档扫描等功能，可为行业客户提供更加舒适的应用体验。

　　

图1 台达车床数控系统NC200系列（左为无手轮机种，右为有手轮机种）

　　此外，台达进阶泛用型交流伺服系统ASDA-B2系列，可支持20-bit 和 17-bit 高分辨编码器，满足车床高精度定位控制及平稳低速运转的应用需求，高分辨率编码器也可以降低顿扭矩的变动幅度, 提升电机的高精准度；内置位置、速度、扭力三种模式满足多样化的命令控制需求。

　　

图2 台达进阶泛用型交流伺服系统ASDA-B2系列

　　该客户的车床设备在采用台达数控系统解决方案后，对加工出的螺纹、内螺纹等工件，经测量，可完全达到客户要求和预期指标。

　　

图3 采用台达数控系统解决方案的车床加工出的工件实物图

　　

图4 车床加工现场图

　　该案例是台达首款数控系统NC200系列在车床设备的首次成功应用。经验证，台达NC200系列在功能和系统稳定性方面能够满足车床行业客户对于工件加工的速度、精度等方面的要求。目前，台达该型数控新品及整合解决方案已经相继成功应用于多家车床行业客户，台达工业自动化在车削领域的发展也由此迈上了新台阶。
不可否认的是，中国数控系统市场目前还姓“资”，高档数控机床中国产数控系统市场占有率只有5%。
 
　　1、日本FANUC数控系统
 
　　发那科(FANUC)在数控系统科研、设计、制造、销售等方面实力强大。
 
　　高可靠性的PowerMate0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电动机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便、中文显示的CRT/MDI，也可配性能/价格比高的DPL/MDI。
 
　　


 
　　数控系统乃机床之“大脑” 盘点全球机床数控系统
 
　　普及型CNC0-D系列0-TD用于车床，0-MD用于铣床及小型加工中心，0-GCD用于圆柱磨床，0-GSD用于平面磨床，0-PD用于冲床。
 
　　全功能型的0-C系列0-TC用于通用车床、自动车床，0-MC用于铣床、钻床、加工中心，0-GCC用于内、外圆磨床，0-GSC用于平面磨床，0-TTC用于双刀架4轴车床。
 
　　高性能/价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并具有网络功能。0i-MB/MA用于加工中心和铣床，4轴4联动；0i-TB/TA用于车床，4轴2联动；0i-mateMA用于铣床，3轴3联动；0i-mateTA用于车床，2轴2联动。
 
　　具有网络功能的超小型、超薄型CNC16i/18i/21i系列控制单元与LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中FSl6i-MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i***大可控8轴，6轴联动；18i***大可控6轴，4轴联动；21i***大可控4轴，4轴联动。
 
　　除此之外，还有实现机床个性化的CNCl6/18/160/180系列。
 
　　2、德国西门子数控系统
 
　　SIEMENS公司的数控装置采用模块化结构设计，经济性好，在一种标准硬件上，配置多种软件，使它具有多种工艺类型，满足各种机床的需要，并成为系列产品。采用SIMATICS系列可编程控制器或集成式可编程控制器，用SYEP编程语言，具有丰富的人机对话功能，具有多种语言的显示。
 
　　SIEMENS公司CNC装置主要有SINUMERIK3/8/810/820/850/880/805/802/840系列。
 
　　3、日本三菱数控系统
 
　　工业中常用的三菱数控系统有：M700V系列、M70V系列、M70系列、M60S系列、E68系列、E60系列、C6系列、C64系列、C70系列。其中，M700V系列属于高端产品，完全纳米控制系统，高精度高品位加工，支持5轴联动，可加工复杂表面形状的工件。
 
　　4、德国海德汉数控系统
 
　　Heidenhain的iTNC530控制系统是适合铣床、加工中心或需要优化刀具轨迹控制之加工过程的通用性控制系统，属于高端数控系统。该系统的数据处理时间比以前的TNC系列产品快8倍，所配备的“快速以太网”通讯接口能以100Mbit/s的速率传输程序数据，比以前快了10倍，新型程序编辑器具有大型程序编辑能力，可以快速插入和编辑信息程序段。
 
　　5、德国力士乐数控系统
 
　　力士乐(BoschRexroth)是原博世自动化技术部与原力士乐公司于2001年合并组成，属博世集团全资拥有。博世力士乐是世界*的传动与制控公司，在工业液压、电子动与控制、线性传动与组装技术、气动、液压传动服务以至行走机械液压方面居世界领先地位。公司注册总部位于德国斯图加特，而营运总部及董事局总办事处则设于德国洛尔。
 
　　6、法国NUM数控系统
 
　　NUM公司是法国*的一家国际性公司，专门从事CNC数控系统的开发和研究，是施耐德电气的子公司，欧洲主流数控系统供货商。主要产品有：NUM1020/1040、NUM1020M、NUM1020T、NUM1040M、NUM1040T、NUM1060、NUM1050、NUM驱动及电机。
 
　　7、西班牙FAGOR数控系统
 
　　发格自动化(FAGORAUTOMATION)是世界*的数控系统(CNC)、数显表(DRO)和光栅测量系统的*制造商，隶属于西班牙蒙德拉贡集团公司，成立于1972年。发格侧重于在机床自动化领域的发展，其产品涵盖了数控系统、伺服驱动/电机/主轴系统、光栅尺、旋转编码器及高分辨率高精度角度编码器、数显表等产品。
 
　　8、日本MAZAK数控系统
 
　　山崎马扎克公司主要生产CNC车床、复合车铣加工中心、立式加工中心、卧式加工中心、CNC激光系统、FMS柔性生产系统、CAD/CAM系统、CNC装置和生产支持软件等。
 
　　MazatrolFusion640数控系统在世界上首次使用了CNC和PC融合技术，实现了数控系统的网络化、智能化功能。数控系统直接接入因特网，即可接受到小巨人机床有限公司提供的24小时网上在线维修服务。
 
　　9、华中数控
 
　　华中数控具有自主知识产权的数控装置形成了高、中、低三个档次的系列产品，研制了华中8型系列高档数控系统新产品，已有数十台套与列入国家重大专项的高档数控机床配套应用；具有自主知识产权的伺服驱动和主轴驱动装置性能指标达到国际先进水平。
 
　　HNC-848数控装置品是全数字总线式高档数控装置，瞄准国外高档数控系统，采用双CPU模块的上下位机结构，模块化、开放式体系结构，基于具有自主知识产权的NCUC工业现场总线技术。具有多通道控制技术、五轴加工、高速高精度、车铣复合、同步控制等高档数控系统的功能，采用15”液晶显示屏。主要应用于高速、高精、多轴、多通道的立式、卧式加工中心，车铣复合，5轴龙门机床等。
 
　　10、广州数控
 
　　广州数控是广东省20家重点装备制造企业之一，国家863重点项目《中档数控系统产业化支撑技术》承担企业。主营业务有：数控系统、伺服驱动、伺服电机研发生产，数控机床连锁营销、机床数控化工程，工业机器人、精密数控注塑机研制等。
 
　　广州数控拥有车床数控系统、钻、铣床数控系统、加工中心数控系统、磨床数控系统等多领域的数控系统。其中，GSK27系统采用多处理器实现nm级控制；人性化人机交互界面，菜单可配置，根据人体工程学设计，更符合操作人员的加工习惯；采用开放式软件平台，可以轻松与第三方软件连接；高性能硬件支持***大8通道，64轴控制。