3.1 dcs的定义

dcs是分布式控制系统（distributed control system）的简称，亦称为集散控制系统，它是由回路仪表控制系统发展而来，是在计算机、通讯、控制和crt技术迅速发展的基础上产生的。

3.2 dcs的发展历程

上世纪60年代以后，随着生产工程的大型化和复杂化，诞生了计算机集中监视和控制的集中控制系统。集中控制方便了监视、操作和管理，同样也使危险性高度集中，系统一旦故障，对装置造成的影响和危险性都是非常大的。随着微处理机的诞生，为新型控制系统的开放创造了无比优越的条件。1975年，随着计算机、通讯、控制和crt 4c技术的不断发展和完善，美国honeywell首次向全球推出了分散控制系统tdc-2000，从**套dcs诞生至今，dcs系统已经经历了3个发展阶段。

1975至1980年为初创阶段。由于软硬件技术的限制，此时的dcs系统性能还不十分完善，硬件结构还不十分成熟。

1981至1987年为第2个阶段。这一时期容错、冗余技术已经成熟使用，系统可靠性很高，性能十分优越，各种控制功能十分丰富。在该阶段dcs从单纯的工业过程自动化控制向生产管理自动化发展。这一代的dcs主要将lan（local area network）技术引入，使dcs的网络功能大大加强。

1987至今为第3个发展阶段。各厂家采用国际标准化组织（iso）开放系统互连（osi）结构基础上产生制造自动化协议（map）标准来解决不同机型的互连问题。 dcs系统在硬件上使用了更**的cpu及冗余技术，存储容量及通讯速度大幅度提高，软件上采用通用操作系统。在该阶段dcs将控制、监督和管理调度有机结合起来，实现了各种生产经营信息的自动化管理。

3.3 dcs的特点和功能

（1）dcs的主要特点。dcs具有以下主要特点：控制与显示分离；采用网络通信技术；完备的开放系统；可靠性高；具有综合性和专业性；实现了人机对话技术；系统扩展灵活；管理能力强。

（2）dcs的主要功能。dcs系统能很好的完成工业连续控制、回路仪表控制等，dcs多年的实践表明，其在连续控制领域已经成为一种成熟的技术和完善的控制系统，同时其友好的人机界面、建立在冗余技术上的可靠性、强大的网络功能、单一的数据库、组态灵活等特点得到了广大用户的好评。

3.4 dcs的发展趋势

dcs在连续控制领域有这极其重要的地位，到目前为止，对于dcs未来发展问题有许多争论，但下面的几个问题是大多数认识认为dcs急需解决的问题；

（1）开放性。关于开放性，这个问题是制约dcs发展的一个很大的因素，由于dcs各厂家对于自己的网络协议和系统软件采取严格的保密措施，这就造成了如果别的厂家的plc或其它的控制设备就不可能很好的无缝的接入dcs控制系统，往往需要经过复杂的协议转换，得到的通讯速率和通讯能力都很不理想，例如honeywell公司的tps系统和ab公司的plc5系列的plc进行通讯就需要通过串口并加上双方为通讯开发出来的辅助设备来实现，但当通讯量较大时，其实时性就大大降低，这个问题就阻碍了dcs的应用领域和竞争力。目前一些dcs厂家已经意识到该问题的严重性，目前honeywell公司主推的pks控制系统就采取了controlnet的通讯网络，舍弃了传统的lcn网，且采用了服务器结构的形式，使其开放性大大加强。除去通信问题以外，操作系统、数据库、人机界面、控制策略的组态等方面，都有开放性问题，所以随着技术进步，dcs的开放性需要逐渐加强，而且还应发挥其特色，使分散型计算机控制系统，从传统dcs中解放出来，使dcs与cips系统的调度层、管理层、决策层（辅助决策层）进行无缝连接，将dcs的相关信息上传，使其实时数据库、历史数据库为上述３层所共用，避免重复建库，为**控制和优化建好平台，与上层的关系数据库共享数据，真正实现管控一体化。

（2）价格。关于价格，当然应从性能价格比、产品生命周期及用户根据实际生产装置的自控要求对dcs进行选型、工程费用、维修费用等方面综合考虑。更重要的是目前plc系统、工控机系统（ipc）的价格都是以廉价著称，所以dcs厂商在这方面面临的形势很严峻，今后dcs应在降低成本、减少维修费用、发展远程诊断和维护及完善服务体系等方面多下功夫，应对plc和ipc与之的竞争。

对于立即写（Immediate Write）功能，必须如下面举例所示，生成符号程序段。

对于有时间限制的应用，可以以比每OB1 扫描循环一次的正常情况快的速度，将一个数字量输出的当前状态发送到输出模板。立即写功能可以在扫描立即写逻辑程序级的同时，将一个数字量输出写入输出模板。否则，当 Q存储区使用 P存储状态更新时，必须等到下一OB1扫描循环结束。

为了将一个输出立即写入输出模板，应使用外围输出（PQ）存储区，而不使用输出（Q）

存储区。外围输出存储区可以作为一个字节、一个字或一个双字读取。因此，通过一个线圈元素，不能更新一个单独的数字量输出。为了将一个数字量输出的状态立即写入输出模板， 包含相关位的Q存储器的字节、 字或双字可以有条件地复制到相应的PQ存储器中 （直接输出TPC1062K的模板地址）。

小心

? 由于 Q 存储器的整个字节被写入输出模板，当进行立即输出时，该字节中的所有输出位都将被更新。

? 如果一个输出位在不应发送到输出模板中的整个程序中出现中间状态（1/0），立即写功能会造成危险情况（输出瞬时脉冲）。

? 作为一般设计规则，在一个MT6100I的程序中，外部输出模板只能认为是一个线圈。如果遵守该设计规则，可以避免使用立即输出时的大多数潜在问题。

举例

等效于立即写入外围数字量输出模板 5通道1的梯形逻辑程序段。

寻址输出Q字节 （QB5） 的位状态可以修改， 也可以保持不变。 Q5.1被赋给程序段1 中I0.1的信号状态。QB5被复制到相应的直接外围输出存储区（PQB5）。

字PIW1包含I1.1的立即状态。 PIW1与 W#16#0002进行与 （AND） 逻辑运算。 如果 PB1中的 I1.1（第 2位）为“1”，则结果非“0”。如果 WAND_W 指令的结果不等于“0”，则接点“A<>0”通过电压。

S7-200的接口模块主要有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和通信模块。下面分别介绍这些模块。

（一）数字量I/O模块

数字量I/O模块是为了解决本机集成的数字量输入/输出点不能满足需要而使用的扩展模块。S7-200PLC目前总共可以提供3大类，共9种数字量I/O模块。

1．EM221数字量输入扩展模块

8DI，DC24V（直流输入）

2．EM222数字量输出扩展模块

8DO，DC24V（直流输出）

8DO，Relay（DC24V/ AC24~230V）（继电器输出）

3．EM223数字量混合模块

4DI（DC24V），4DO（DC24V/2A）

4DI（DC24V），4DO（Relay 2A）

8DI（DC24V），8DO（DC24V/2A）

8DI（DC24V），8DO（Relay 2A）

16DI（DC24V），16DO（Relay 2A）

16DI（DC24V），16DO（DC24V/2A）

（二）模拟量I/O模块

模拟量I/O模块提供了模拟量输入和模拟量输出的扩展功能。S7-200的模拟量扩展模块具有较大的适应性、可以直接与传感器相连，并有很大的灵活性，且安装方便。

1．EM231模拟量输入模块

4AI（电压或电流）输入信号的范围由SW1、SW2和SW3设定。

2．EM232模拟量输出模块

2AO（电压或电流）

3．EM235模拟量混合模块

4AI（电压或电流），量程由SW1~SW6设定

1AO（电压或电流）

（三）通信模块

S7-200系列PLC除了CPU226本机集成了两个通信口以外，其他均在其内部集成了一个通信口，通信口采用了RS-485总线。此外，各PLC还可以接入通信模块，以扩大其接口的数量和联网能力。

1．EM277模块

EM277模块是PROFIBUS-DP从站模块，同时也支持MPI从站通讯；

2．EM241：调制解调器（Modem）通讯模块

3．CP243-1：工业以太网通讯模块；

4．CP243-1 IT：工业以太网通讯模块，同时提供Web/E-mail等IT应用；

5．CP243-2：AS-Ⅰ主站模块，可连接**多62个AS-Ⅰ从站。

S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和这些扩展模块构成的。

可逆电动机起动器电路一一适用于改变三相交流感应电动机旋转方向

这个示例程序用于控制可双向运转的三相感应电动机。

当与输入点I0.0相连的左转点动开关(Le)闭合时，电动机逆时针方向旋转，当与输入点I0.1相连的右转点动开关(Ri)闭合时，电动机顺时针方向旋转。但这要有一个前题，即与输入点I0.3相连的电动机电路断路器和与输入点I0.2相连的停机开关(OFF)都没有动作。只有按下停机开关，并等待5秒钟之后，才可以改变电动机的旋转方向。这样做是为了让电动机有足够的时问刹车停转，然后再反向起动，如果需要电动机反转的话。如

果与I0.0和I0.1相连的点动开关同时按下，电动机停转，并且小起动。

程序框图

程序和注释

在程序起始部分，程序检查是否必须激活互锁电路。互锁电路防比电动机误起动，或者按错误方向起动。只有当所有点动开关都没有动作(位于起始状态)或者等待时问溢出时，互锁才清除，即M2.0被置成逻辑0.

如果电动机断路器(输入点10.3)没有动作，停机点动开关(输入点10.2)也没有动作(这两个触点都是常闭触点);并且状态位M1门没有被设置成顺时针旋转标志，则使能位M 2.1被置为逻辑1。电动机才有可能逆时针旋转。代表逆时针旋转的状态位是M1.0。用类似方法可得到顺时针方向旋转的起动条件。

当点动起动开关(1e和Ri)这一动作，并且互锁位和状态位都没有被设置成相反的旋转方向时，电动止起动。即相关的输出位和状态位被置位，状态位的作用是使输出能够自保。电动止逆时针方向旋转起动器由输出点Q0.0控制。电动机顺时针方向旋转起动器由输出点Q0.1控制。

除此外，另有一组信号灯指示电动机当前的运行状态;逆时针方向旋转指示灯(Le)与输出点00.4相连;顺时针方向旋转指示灯(Ri)与输出点00.3相连;关电机指示灯(OFF)与输出点00.2相连。

当电动机被停机时，"ED”的下降沿将辅助存储位M 2.3置为1，进入停机模式。当M 2.3被置位时，限制电动机再次起动的定时器开始计时，该定时器的预置时问是5秒(500 X10ms)，经过5秒钟后，内部存储器位M 2.3被复位。在这段强制等待时问内与输出点Q0.5相连的信号灯(Wait)闪烁。如果状态位都没有被置位，则点亮与输出点00.2相连的停止状态指示灯(OFF)。

该程序的长度为61个字。