大型PLC和中型PLC的本質(zhì)區(qū)別

今天我們來討論一下大型PLC和中型PLC的本質(zhì)區(qū)別。很久以來PLC行業(yè)對于大型PLC和中型PLC的定義源自于IO點數(shù)處理能力：256-2048點之內(nèi)稱之為中型PLC，而2048點以上的PLC則稱之為大型PLC，但我認為真正中型PLC和大型PLC的技術(shù)門檻在于控制器的冗余技術(shù)。

我們來看看曾經(jīng)那些輝煌的PLC之神

以下僅以三款經(jīng)典PLC作品為例：AB的PLC5，莫迪康的984，西門子的S5。

1.AB的PLC5系統(tǒng)

2.莫迪康984系統(tǒng)

3.西門子的S5系統(tǒng)

我們可以看到這些曾經(jīng)封神的大型PLC系統(tǒng)，在當年那點少得可憐的內(nèi)存和一根筋的CPU處理能力，在IO點數(shù)上恐怕都無法和現(xiàn)在的一些中型PLC系統(tǒng)相匹敵，但他們之所以能夠成為大型PLC的代表，是因為他們在冗余技術(shù)上的處理能力，能夠讓PLC系統(tǒng)承擔不間斷的控制任務(wù)。

現(xiàn)在流行的大型PLC冗余技術(shù)上的區(qū)別

西門子S7-1500分為R/H的區(qū)別，冗余切換時間為300ms和100ms，R系統(tǒng)是通過CPU結(jié)合Profinet實現(xiàn)CPU冗余，而H系統(tǒng)是通過同步模塊+光纖實現(xiàn)CPU冗余，這個才是真正冗余系統(tǒng)。

常年使用PLC的用戶非常清楚：多數(shù)PLC的主循環(huán)的周期默認為150ms，在150ms中需要處理所有的控制邏輯之外，還要同步輸入和輸出的IO鏡像，同時還要響應(yīng)中斷發(fā)起的請求，所以如果想要完成PLC的CPU的冗余，理論上冗余切換時間要在100ms。如果是過程控制系統(tǒng)，均是PID、AI/AO和輔助邏輯的情況下，也是可以放開在500ms以內(nèi)的。

國產(chǎn)大型PLC的主要3個品牌

和利時的LK、匯川AM600和藍普鋒RPC3000，在冗余技術(shù)上的特點。

1．和利時的LK

在冗余技術(shù)上采用同步模塊，冗余切換時間為130ms，雖然沒有控制在100ms之內(nèi)但可以滿足大多數(shù)場景需求。

2．匯川AM600

并不支持冗余技術(shù)，可能是定位中型PLC，且面對運動控制的場景吧。

3．藍普鋒RPC3000

在冗余技術(shù)上采用同步模塊，冗余切換時間為100ms，可以滿足大型PLC的復(fù)雜控制場景。另外，我覺得最驚奇的是此款PLC還能支持一個機架下2塊CPU的冗余（聽上去像不像西門子400H系統(tǒng)）。此架構(gòu)是采用背板作為同步總線。

3.1同機架下CPU冗余架構(gòu)

3.2不同機架下CPU冗余架構(gòu)

既然都講到這里，那我們再看看，國產(chǎn)藍普鋒大型PLC RPC3000的技術(shù)特點：

1

全冗余方案，所謂全冗余就是包括CPU冗余、通訊冗余、電源冗余，為什么沒有IO冗余呢？因為只有ESD或者SIS才要求IO冗余。

2

IO模塊可帶電插拔，對于大型PLC來說是非常重要的控標指標，因為這個指標可以直接隔離低一個檔次產(chǎn)品殺入重圍。為什么說是控標呢，因為實際操作中很少運維人員，“找死”式在線插拔或者更換IO卡，熱插拔端子倒是常見，但IO模塊熱插拔，您慎重點吧……

3

CPU直接上到600M-1G，可以跟586的PC機“PK”了， I/O容量可擴展 40000個數(shù)字量、2500個模擬量，這兩個參數(shù)雖然沒有什么實質(zhì)意義，但從2500個模擬量可以看到已經(jīng)比艾默生DCS單塊CPU能力都強了。這個明顯是要搶DCS的生意。

4

運算速度快，單指令運算周期僅為10ns，這個參數(shù)是讓我們知道這個系統(tǒng)不僅僅是要搶DCS的生意，還要搶離散自動化的生意呀！

5

通訊能力強，CPU模塊自帶2路以太網(wǎng)和2路RS485，支持多種通訊協(xié)議，包括TCP/IP、Profinet、Profibus-DP、Modbus、自由協(xié)議等。

6

支持多種調(diào)度方式，包括連續(xù)任務(wù)和周期任務(wù)，周期任務(wù)最快可達10ms，同時可以滿足過程控制和邏輯控制的需求。

7

擴展模塊均為智能化模塊，可診斷至通道級。這一點對于大型PLC系統(tǒng)至關(guān)重要，如果不能滿足這一點，基本上就和DCS系統(tǒng)差一個等級。

8

良好的電磁兼容性，現(xiàn)場到系統(tǒng)、通道間均具有完備的隔離措施。通道隔離是為了讓系統(tǒng)更加皮實，別一個路對地或者高電壓竄入，就整個卡件廢了。

9

實用的SD存儲功能，方便數(shù)據(jù)備份和工程恢復(fù)。PLC的數(shù)據(jù)安全必備條件，同時也是等級保護2.0對于PLC系統(tǒng)的要求。

10

編程軟件符合IEC61131-3國際標準，支持LD、IL、FBD、ST、SFC等編程語言。這里要說一下，小型/中型PLC更多是使用梯形圖和ST，但在大型PLC系統(tǒng)上就會出現(xiàn)大量混合編程，SFC+FBD的結(jié)合大量出現(xiàn)，是不是很像DCS的樣子……

對于此大型PLC有哪些IO卡和非冗余CPU以及部分詳細參數(shù)，可以見下表：

從參數(shù)表上來看，此款大型PLC除了在IO通道還缺少Hart或者Io-Link支持，和對外通訊上缺少Ethernet/IP通訊以外，已經(jīng)算是良心產(chǎn)品了。