德维森科技（深圳）有限公司 电话：0755-26463536 13923708759（李发） 电邮：lifa58@163.com 网址：www.techwayson.com SAIA® PCD 过程控制设备及其特点 一． 引言 思博电子（SAIA Burgess Electronics ）是一家总部位于瑞士的生产控制器，电机，开关等电子产品的集团公司。从1978年开发出第一台由微处理器控制的可编程序控制器算起，至今有了二十多年的历史。最初的PLC产品为PCA系列产品，1986年起推出PCD（Process Control Devices）系列产品。从PCA系列到PCD系列，已经有二十五万套产品成功地安装在世界各地，使得SAIA®PCD 成为欧洲知名的PLC品牌。 同其他公司生产的PLC比较，SAIA®PCD产品有许多独特之处，它采用了完全模块化的结构，无论是在硬件和软件，还是小型系列的PCD1/2到中大型系列的PCD4/6，都是使用模块化的方式构造；全系列的PCD全兼容，使用同一种编程工具，提高了生产效率，降低开发成本；具备开放的通信接口和方便灵活的网络通信功能；提供各种类型的接口模块和处理单元，满足工业自动化领域的多种需求。 随着SAIA®PCD 产品在国内工业控制和楼宇控制领域的推广应用，为使PCD用户更多地了解SAIA®PCD产品及主要性能和特点，本文对SAIA®PCD控制器作一个介绍。 二． 开放和兼容的系统 SAIA®PCD系列产品中的每个类型都是由处理器模块和其他功能模块组成，各种类型的PCD处理器模块其结构具有相同的数据结构和指令集，唯一的差别是用户存储器的大小，输入/输出点数量和CPU的处理速度不同。 各种PCD处理器模块具有相同的用户资源： — 8192 标志（Flag） — 1600×31bit定时器和计数器(Timer and Counter) PCD结构方块图 CPU 和I/O 总线 PGU RS232 — 4096×32 bit 寄存器(Register) 其系统结构如图所示： 传统的PLC体系结构是不开放的，大多数的PLC使用专用的通信网络及协议，编程语言多为梯形图语言。国际电工委员会（IEC）在1992年颁布了IEC1131—3《可编程序控制器的编程软件标准》，为不同厂家的PLC编程软件的标准化和可移植性铺平了道路。SAIA®PCD的指令集建立在IEC1131—3标准之上，各PCD系列，提供了相同的指令集，具有120多条指令，包括浮点运算，PID控制和通信等指令，使得编写程序工作变得容易和方便。 SAIA® PCD基于IEC 1131—3标准，提供了多种编程语言，包括： 指令语言（IL）— 这是一种类似汇编语言的语言，属于传统的编程语言； 梯形图语言（KOPLA）— 梯形图是一种广泛用于PLC的编程语言； 功能块语言（FOPLA）— 提供了图形化的编程环境，使用标准的功能元件，如门，触发器，计数器，定时器等，将逻辑任务用图形化方法来表示； 顺序功能图语言（SFC）— 是一种按步和事务顺序处理程序流程的图形语言； 现代的编程语言都是采用模块结构化方法，SAIA®PCD提供了两种基本的结构化编程方法： SAIA®BLOCETC 适用于连续的过程控制，这种类型的过程常见于化工和食品工业中，或在监控系统中。使用IL，KOPLA或FUPLA编写。 SAIA®GRAFTEC 适用于顺序过程中，如机器制造，金属加工等。SAIA®GRAFTEC基于法国的GRAFCET标准NFC 03-190。它不是一种独立的语言，编程时，必须嵌入其他几种语言，首先在PCD的屏幕上画出流程图，然后用IL，KOPLA或FOPLA编写小程序添在每一步中。 在配置标准操作系统的PC机上，不论是MS-DOS，还是MS-WINDOWS，SAIA都可以提供符合IEC 1131—3标准的全范围的编程软件包；PG3是MS-DOS下的编程工具，它用指令和表达顺序过程的GRAFTEC方法编程；PG4是MS-WINDOWS下的编程工具，它不仅支持指令编程，而且使用图形化方法如梯形图，功能块图和顺序功能图。图形化的用户接口支持预编程的功能块，使用大型的功能块库，编写PCD程序只是选择配置所需要的功能块。当系统运行时，在线工具很容易使控制工程师监控和修改其功能，检查和更正任何错误。 三． 强化的网络和通信能力 即使是在20年前，SAIA生产的过程控制设备都提供了工业通信接口，而在现代 的工业环境，一个成熟的工业自动化系统对高效和可靠的通信提出更高的要求；基于这 一点，所有SAIA®PCD都具备了强大的通信能力。每个PCD系列提供了2个（PCD1）到30个（PCD6）通信端口。每一个端口可以分别分配给指定的通信任务，小型的，插 入式通信模块提供多种接口类型：RS232（V24），20mA电流环，RS422和RS485。这 些标准接口的通信协议和速度可以用编程工具配置，其通信速度可达38400 bit/s(电流环接口速度最高为9600 bit/s);每一个PCD都配备的RS232编程端口(PGU)在不需要作编程工作时，也可用在系统的应用中。 在各个通信层次上，PCD控制器提供了大范围的合适的硬件，软件和友好的用户工具： 点对点通信 每个PCD支持同外部设备连接的多种协议，如打印机，条码阅读器，终端和其他控制设备。单字符模式可以实现几乎任何协议；报文模式提供全双工通信,在PCD之间或PCD与其他智能设备之间进行数据交换。 SAIA®S-Bus SAIA的S-BUS 协议使用半双工通信。S-BUS协议内建于每个PCD处理器中，它是一个主从网络协议，使用RS485接口很容易建立低成本的S-BUS网络，通过一对双绞线，在32个段内可最多挂接254个从站;S-BUS不仅使用户能够交换各站的运行数据，也可以使用户直接访问各站的程序，文本和数据块。 PROFIBUS DP 在快速的现场工业控制系统中，采用标准的PROFIBUS DP网络协议，其传输速度可达12Mbit/s；其中PCD1，PCD2和PCD6通过选用PCD7.F7..系列控制卡，即可作DP主站，也可作DP从站 PROFIBUS FMS 这是一个单元级的多主网络，传输速度可达到500Kbit/s;其中PCD2，PCD4和PCD6都可以连接到这个通用的网络中。 LONWORK 支持同LONWORK的连接，通过选用PCD7.F8.., SAIA®PCD可以接入LONWORK中，使之与支持LONWORK的系统融合，这特别对楼宇内的控制系统有益。 ETHERNET (TCP/IP 协议) PCD2.M220系列是集成了PC/104标准工业PC的PLC，插入适当的ETHERNET控制卡，可使PCD系列连接到任何ETHERNET网络中。 TELECOMMUNICATION 每个PCD处理器模块都支持与电信网络的连接，包括模拟，ISDN或GSM，这 提供了全球范围的通信手段，对于遥远距离的站点，中央控制器都可以访问任意PCD 系统进行数据交换和处理，极大的提高了系统的效率。 同外部系统的连接 SAIA®PCD也具备与外部系统连接的能力，大多数通用过程监控系统都提供了与SAIA®PCD通信的驱动器，可与之连接的系统有：FactoryLink, Fix, Genesis, WIZCON, InTouch 等。 四． 多元化的功能单元 SAIA®PCD不仅具有与通常的PLC类似的功能单元和品种繁多的I/O模块，也提供了许多具有独特功能的系统单元和模块。 PCD2.M220 是将工业PC与PLC集成的系列产品，这种组合提供了两个完全独立的处理器，这保证了PLC安全执行过程控制的任务，即使PC失效，亦不受影响，PC的操作系统和应用软件也不影响PLC的处理器。PCD.M220的PLC处理器是基于广泛应用的PCD2.M120，它的模块化结构支持所有PCD的I/O模块，并允许用户扩充存储空间和通信接口，包括SAIA S-BUS和PROFIBUS。PC部分采用了工业标准的PC/104板，由于PC的丰富的硬件资源和巨大的软件库及灵活的人机接口，使得PCD2.M220成为通用的开放的控制器，它可以选择不同的操作系统，如DOS，Windows,OS/2或UNIX,允许用户使用高级语言和数据库技术开发应用系统，也允许通过局部网络如Ethernet的TCP/IP 交换数据或通过Internet实现全球通信。PLC和PC之间使用双口RAM进行通信，利用SAIA S-BUS协议的通信驱动器，PC可以非常快捷地访问PLC的所有内部数据。 SAIA®PCD Series xx7 是与SIEMENS S7-300和S7-400全兼容的产品，其指令集与S7-400完全一致。Series xx7不仅具有原SIMATC控