讨论一个综合性的话题，涉及PLC、DCS、FCS、电气、仪表、变频器

先从继电器开始吧，问题1，谁知道继电器是哪年发明的？怎么想起来要发明这个？答案明天上午公布。


这个帖子将详细的介绍控制系统的发展历史和将来的发展趋势。不过要仔细的看每一个回帖，不然光看第一楼就可能漏了不少东西。

继电器是F. B. Morse于1836年为其新设计的电报系统增加站与站之间的距离而发明的。
后来继电器被大量的用在实现逻辑控制上，通过不同的连线方式来实现不同的逻辑，如：与、或、非等。即使到了现在，继电器仍然被大量用来实现控制逻辑。
     但继电控制逻辑存在很多的缺点：
1、在控制逻辑复杂时，需要使用数量巨大的继电器，接线极其复杂，可靠性差、维护复杂。
2、当生产要求变化的时候，对控制系统的要求也在变化。当变化非常频繁的时候，成本是非常高的。

     由于继电器逻辑控制存在这么多的缺点，直接导致了PLC的诞生。

问题2：PLC是什么时候发明的？当时的背景是什么？

回答基本正确。
1968 年，美国最大的汽车制造商——通用汽车公司 (GM) 为了适应生产工艺不断更新的需要，要求寻找一种比继电器更可靠，功能更齐全，响应速度更快的新型工业控制器，并从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是： ①编程方便，可现场修改程序； ②维修方便，采用插件式结构； ③可靠性高于继电器控制装置； ④体积小于继电器控制盘； ⑤数据可直接送入管理计算机； ⑥成本可与继电器控制盘竞争； ⑦输入可为市电； ⑧输出可为市电，容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器等； ⑨扩展时原系统改变最少； ⑩用户存储器大于 4KB 。 这些条件实际上提出将继电器控制的简单易懂、使用方便、价格低的优点与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来，将继电接触器控制的硬接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。 1969 年，美国数字设备公司 (DEC 公司 ) 研制出了第一台可编程控制器 PDP—14 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器自此诞生。 可编程控制器自问世以来 , 发展极为迅速。 1971 年，日本开始生产可编程控制器。 1973 年，欧洲开始生产可编程控制器。到现在，世界各国的一些著名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器装置。可编程控制器已作为一个独立的工业设备被列入生产中，成为当代电控装置的主导。编程控制器的名称演变 从可编程控制器发展历史可知，可编程控制器功能不断变化，其名称演变经历了如下过程：早期产品名称为“ Programmable Logic Controller ”（可编程逻辑控制器），简称 PLC ，主要替代传统的继电接触控制系统。随着微处理器技术的发展，可编程控制器的功能也不断地增加，因而可编程逻辑控制器（ PLC ）不能描述其多功能的特点。 1980 年，美国电气制造商协会（ NEMA ）给他一个新的名称“ Programmable Controller ”，简称 PC 。 1982 年，国际电工委员会（ IEC ）专门为可编程控制器下了严格定义。然而 PC 这一简写名称在国内早已成为个人计算机（ Personal Computer ）的代名词，为了避免造成名词术语混乱，因此国内仍沿用早期的简写名称 PLC 表示可编程控制器，但此 PLC 并不意味只具有逻辑功能。 4 ．可编程控制器的定义 可编程控制器一直在发展中，因此直到目前为止 , 还未能对其下最后的定义。 美国电气制造商协会 NEMA （ National Electrical Manufacturers Association ）在 1980 年给可编程控制器作了如下的定义： “可编程控制器是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆以存储指令，用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数和演算等功能，并通过数字或模拟的输入和输出，以控制各种机械或生产过程。一部数字电子计算机若是用来执行 PLC 之功能者 , 亦被视同为 PLC, 但不包括鼓式或机械式顺序控制器。” 国际电工委员会 (IEC) 曾于 1982 年 11 月颁发了可编程控制器标准草案第一稿， 1985 年 1 月又颁发了第二稿， 1987 年 2 月颁发了第三稿。草案中对可编程控制器的定义是： “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。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入 / 输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” 此定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电子系统“，即它也是一种计算机。它是“专为在工业环境下应用而设计”的计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作，它还具有“数字量或模拟量的输入 / 输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。 定义还强调了可编程控制器直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。应该强调的是，可编程控制器与以往所讲的鼓式 , 机械式的顺序控制器在 ” 可编程 ” 方面有质的区别 . 由于 PLC 引入了微处理机及半导体存储器等新一代电子器件 , 并用规定的指令进行编程 , 能灵活地修改 , 即用软件方式来实现 ” 可编程 ” 的目的

问题3：现在的PLC系统有什么有什么缺点？

PLC跟什么比？跟FCS比，不过现在还没有说到FCS，就先让PLC自己看看自己把。据个实际的例子来说明，以我们公司179高炉的控制系统为例，分成4大部分：高炉本体监控、热风炉、布袋除尘、高炉上料。我们公司的控制系统是天津一家公司做的，用了3个PLC，高炉本体监控和热风炉一个、布袋除尘一个、高炉上料一个。我们就先以高炉上料为例吧，主要的控制对象是8个料仓下面的8个配料秤（8个重量、8个振动筛、8个称斗门）、翻板、两个中间斗（2个重量、两个中间斗门）、双料车卷扬系统（西门子MM440变频器）、大钟、小钟、探尺。其中的模拟量部分是：重量10个（8个秤、2个中间斗、2个探尺高度）、高度2个（探尺高度）；其他的都是开关量（DI:皮带运行、振动筛运行、称斗门开关到位、翻板到位、中间斗开关到位、小车到底、小车减速点、小车拐点、小车停车点、小车超极限、小钟开关到位、大钟开关到位、探尺上下极限位和操作台上的自动手动开关位置等。DO:皮带、振动筛、称斗门、翻板、中间斗们、小车卷扬正反转、小钟、大钟、探尺升降、变频器故障复位等）。控制的设备从高度为0的皮带向下到中间斗、向上到炉顶设备（高炉的高度不到40米）。控制室在2楼，操作台在控制室，PLC（315-2DP）在控制室，10个称重仪、2个高度表装在控制室操作台上，皮带、振动筛的控制柜装在一楼的配电室，卷扬、炉顶设备控制柜装在二楼控制室。
     只说一下称重部分模拟量部分的问题，称重仪的输入是每个秤上的3个传感器、做AD转换后显示并做DA转换后变送输出4－20mA给PLC的模拟量模块，上位机用以太网从PLC中读取重量数据。每次校秤都发现上位机的重量和称重仪的显示不一样，无论怎么调都不能保证这两个数据长期一致。统计一下模拟量的电缆数量，从8个秤、两个中间斗到称重仪有10根屏蔽线，从称重仪到PLC模拟量模块有10根屏蔽线。经过AD（称重仪）、DA（称重仪变送输出）、AD（PLC模拟量输入）的转换后，称重系统的输入精度实际已经到不了0.2％，而且长期稳定性不好。这个是不是PLC的一个问题？

不好意思，我那台台式机坏了，本本上没有资料，过两天再继续。

台式机终于修好了，继续。

1. 模拟仪表控制系统：模拟仪表控制系统于六七十年代占主导地位。其显著缺点是：模拟信号精度低，易受干扰。
2. 集中式数字控制系统：集中式数字控制系统于七八十年代占主导地位。采用单片机、PLC、SLC或微机作为控制器，控制器内部传输的是数字信 号，因此克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。集中式数字控制系统的优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制机时的选择上可以统一调度和安排；不足的是，对控制器本身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性，当系统任务增加时，控制器的效率和可靠性将急剧下降。
3. 集散控制系统（DCS）：集散控制系统（DCS）于八、九十年代占主导地位。其核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，若干台下位机下放分散到现场实现分布式控制，各上下位机之间用控制网络互连以实现相互之间的信息传递。因此，这种分布式的控制系统体系结构有力地克服了集中式数字控制系统中对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。在集散控制系统中，分布式控制思想的实现正是得益于网络技术的发展和应用，遗憾的是，不同的DCS厂家为达到垄断经营 的目的而对其控制通讯网络采用各自专用的封闭形式，不同厂家的DCS系统之间以及DCS与上层Intranet、Internet信息网络之间难以实现网络互连和信息共享，因此集散控制系统从该角度而言实质是一种封闭专用的、不具可互操作性的分布式控制系统且DCS造价昂贵。在这种情况下，用户对网络控制系统提出了开放化和降低成本的迫切要求。
4. 现场总线控制系统（FCS）：FCS正是顺应以上潮流而诞生，它用现场总线这一开放的，具有可互操作的网络将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。因此，FCS实质是一种开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，有望成为21世纪控制系统的主流产品