一． 引言

思博電子（SAIA Burgess Electronics ）是一家總部位于瑞士的生產(chǎn)控制器，電機，開關(guān)等電子產(chǎn)品的集團公司。從1978年開發(fā)出第一臺由微處理器控制的可編程序控制器算起，至今有了二十多年的歷史。最初的PLC產(chǎn)品為PCA系列產(chǎn)品，1986年起推出PCD（Process Control Devices）系列產(chǎn)品。從PCA系列到PCD系列，已經(jīng)有二十五萬套產(chǎn)品成功地安裝在世界各地，使得SAIA®PCD 成為歐洲知名的PLC品牌。
   同其他公司生產(chǎn)的PLC比較，SAIA®PCD產(chǎn)品有許多獨特之處，它采用了完全模塊化的結(jié)構(gòu)，無論是在硬件和軟件，還是小型系列的PCD1/2到中大型系列的PCD4/6，都是使用模塊化的方式構(gòu)造；全系列的PCD全兼容，使用同一種編程工具，提高了生產(chǎn)效率，降低開發(fā)成本；具備開放的通信接口和方便靈活的網(wǎng)絡(luò)通信功能；提供各種類型的接口模塊和處理單元，滿足工業(yè)自動化領(lǐng)域的多種需求。
   隨著SAIA®PCD 產(chǎn)品在國內(nèi)工業(yè)控制和樓宇控制領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，為使PCD用戶更多地了解SAIA®PCD產(chǎn)品及主要性能和特點，本文對SAIA®PCD控制器作一個介紹。

二． 開放和兼容的系統(tǒng)

SAIA®PCD系列產(chǎn)品中的每個類型都是由處理器模塊和其他功能模塊組成，各種類型的PCD處理器模塊其結(jié)構(gòu)具有相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和指令集，唯一的差別是用戶存儲器的大小，輸入/輸出點數(shù)量和CPU的處理速度不同。
各種PCD處理器模塊具有相同的用戶資源：
   — 8192 標志（Flag）
— 1600×31bit定時器和計數(shù)器(Timer and Counter)
PCD結(jié)構(gòu)方塊圖

CPU 和I/O 總線

PGU
RS232
— 4096×32 bit 寄存器(Register)
其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：
傳統(tǒng)的PLC體系結(jié)構(gòu)是不開放的，大多數(shù)的PLC使用專用的通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，編程語言多為梯形圖語言。國際電工委員會（IEC）在1992年頒布了IEC1131—3《可編程序控制器的編程軟件標準》，為不同廠家的PLC編程軟件的標準化和可移植性鋪平了道路。SAIA®PCD的指令集建立在IEC1131—3標準之上，各PCD系列，提供了相同的指令集，具有120多條指令，包括浮點運算，PID控制和通信等指令，使得編寫程序工作變得容易和方便。
SAIA® PCD基于IEC 1131—3標準，提供了多種編程語言，包括：
指令語言（IL）— 這是一種類似匯編語言的語言，屬于傳統(tǒng)的編程語言；
梯形圖語言（KOPLA）— 梯形圖是一種廣泛用于PLC的編程語言；
功能塊語言（FOPLA）— 提供了圖形化的編程環(huán)境，使用標準的功能元件，如門，觸發(fā)器，計數(shù)器，定時器等，將邏輯任務(wù)用圖形化方法來表示；
順序功能圖語言（SFC）— 是一種按步和事務(wù)順序處理程序流程的圖形語言；
現(xiàn)代的編程語言都是采用模塊結(jié)構(gòu)化方法，SAIA®PCD提供了兩種基本的結(jié)構(gòu)化編程方法：
SAIA®BLOCETC 適用于連續(xù)的過程控制，這種類型的過程常見于化工和食品工業(yè)中，或在監(jiān)控系統(tǒng)中。使用IL，KOPLA或FUPLA編寫。
SAIA®GRAFTEC 適用于順序過程中，如機器制造，金屬加工等。SAIA®GRAFTEC基于法國的GRAFCET標準NFC 03-190。它不是一種獨立的語言，編程時，必須嵌入其他幾種語言，首先在PCD的屏幕上畫出流程圖，然后用IL，KOPLA或FOPLA編寫小程序添在每一步中。
在配置標準操作系統(tǒng)的PC機上，不論是MS-DOS，還是MS-WINDOWS，SAIA都可以提供符合IEC 1131—3標準的全范圍的編程軟件包；PG3是MS-DOS下的編程工具，它用指令和表達順序過程的GRAFTEC方法編程；PG4是MS-WINDOWS下的編程工具，它不僅支持指令編程，而且使用圖形化方法如梯形圖，功能塊圖和順序功能圖。圖形化的用戶接口支持預編程的功能塊，使用大型的功能塊庫，編寫PCD程序只是選擇配置所需要的功能塊。當系統(tǒng)運行時，在線工具很容易使控制工程師監(jiān)控和修改其功能，檢查和更正任何錯誤。

三． 強化的網(wǎng)絡(luò)和通信能力

即使是在20年前，SAIA生產(chǎn)的過程控制設(shè)備都提供了工業(yè)通信接口，而在現(xiàn)代

的工業(yè)環(huán)境，一個成熟的工業(yè)自動化系統(tǒng)對高效和可靠的通信提出更高的要求；基于這

一點，所有SAIA®PCD都具備了強大的通信能力。每個PCD系列提供了2個（PCD1）到30個（PCD6）通信端口。每一個端口可以分別分配給指定的通信任務(wù)，小型的，插
入式通信模塊提供多種接口類型：RS232（V24），20mA電流環(huán)，RS422和RS485。這
些標準接口的通信協(xié)議和速度可以用編程工具配置，其通信速度可達38400 bit/s(電流環(huán)接口速度最高為9600 bit/s);每一個PCD都配備的RS232編程端口(PGU)在不需要作編程工作時，也可用在系統(tǒng)的應(yīng)用中。
在各個通信層次上，PCD控制器提供了大范圍的合適的硬件，軟件和友好的用戶工具：
點對點通信
每個PCD支持同外部設(shè)備連接的多種協(xié)議，如打印機，條碼閱讀器，終端和其他控制設(shè)備。單字符模式可以實現(xiàn)幾乎任何協(xié)議；報文模式提供全雙工通信,在PCD之間或PCD與其他智能設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)交換。
SAIA®S-Bus
SAIA的S-BUS 協(xié)議使用半雙工通信。S-BUS協(xié)議內(nèi)建于每個PCD處理器中，它是一個主從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用RS485接口很容易建立低成本的S-BUS網(wǎng)絡(luò)，通過一對雙絞線，在32個段內(nèi)可最多掛接254個從站;S-BUS不僅使用戶能夠交換各站的運行數(shù)據(jù)，也可以使用戶直接訪問各站的程序，文本和數(shù)據(jù)塊。
PROFIBUS DP
在快速的現(xiàn)場工業(yè)控制系統(tǒng)中，采用標準的PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其傳輸速度可達12Mbit/s；其中PCD1，PCD2和PCD6通過選用PCD7.F7..系列控制卡，即可作DP主站，也可作DP從站
PROFIBUS FMS
這是一個單元級的多主網(wǎng)絡(luò)，傳輸速度可達到500Kbit/s;其中PCD2，PCD4和PCD6都可以連接到這個通用的網(wǎng)絡(luò)中。
LONWORK
支持同LONWORK的連接，通過選用PCD7.F8.., SAIA®PCD可以接入LONWORK中，使之與支持LONWORK的系統(tǒng)融合，這特別對樓宇內(nèi)的控制系統(tǒng)有益。
ETHERNET (TCP/IP 協(xié)議)
PCD2.M220系列是集成了PC/104標準工業(yè)PC的PLC，插入適當?shù)腅THERNET控制卡，可使PCD系列連接到任何ETHERNET網(wǎng)絡(luò)中。
TELECOMMUNICATION
每個PCD處理器模塊都支持與電信網(wǎng)絡(luò)的連接，包括模擬，ISDN或GSM，這
提供了全球范圍的通信手段，對于遙遠距離的站點，中央控制器都可以訪問任意PCD

系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和處理，極大的提高了系統(tǒng)的效率。
同外部系統(tǒng)的連接
SAIA®PCD也具備與外部系統(tǒng)連接的能力，大多數(shù)通用過程監(jiān)控系統(tǒng)都提供了與SAIA®PCD通信的驅(qū)動器，可與之連接的系統(tǒng)有：FactoryLink, Fix, Genesis, WIZCON, InTouch 等。
四． 多元化的功能單元
SAIA®PCD不僅具有與通常的PLC類似的功能單元和品種繁多的I/O模塊，也提供了許多具有獨特功能的系統(tǒng)單元和模塊。
PCD2.M220 是將工業(yè)PC與PLC集成的系列產(chǎn)品，這種組合提供了兩個完全獨立的處理器，這保證了PLC安全執(zhí)行過程控制的任務(wù)，即使PC失效，亦不受影響，PC的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件也不影響PLC的處理器。PCD.M220的PLC處理器是基于廣泛應(yīng)用的PCD2.M120，它的模塊化結(jié)構(gòu)支持所有PCD的I/O模塊，并允許用戶擴充存儲空間和通信接口，包括SAIA S-BUS和PROFIBUS。PC部分采用了工業(yè)標準的PC/104板，由于PC的豐富的硬件資源和巨大的軟件庫及靈活的人機接口，使得PCD2.M220成為通用的開放的控制器，它可以選擇不同的操作系統(tǒng)，如DOS，Windows,OS/2或UNIX,允許用戶使用高級語言和數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)，也允許通過局部網(wǎng)絡(luò)如Ethernet的TCP/IP 交換數(shù)據(jù)或通過Internet實現(xiàn)全球通信。PLC和PC之間使用雙口RAM進行通信，利用SAIA S-BUS協(xié)議的通信驅(qū)動器，PC可以非?？旖莸卦L問PLC的所有內(nèi)部數(shù)據(jù)。
SAIA®PCD Series xx7 是與SIEMENS S7-300和S7-400全兼容的產(chǎn)品，其指令集與S7-400完全一致。Series xx7不僅具有原SIMATC控制器的特性，而且使用完全相同的方法進行編程。所有的Series xx7控制器都是使用SIEMENS的STEP7編程軟件進行編程和配置。這種兼容性帶來了許多的實際好處：可以繼續(xù)使用熟悉的編程工具；進一步利用已有的SIEMENS編程的經(jīng)驗與技巧；已有的STEP7程序可以直接采用，毋須轉(zhuǎn)換；使用STL，LAD，F(xiàn)BD，S7-GRAPH，S7-HiGraph,S7-SCL和CFC編寫程序；以前的投資可以受到保護。
SAIA®PCD配備有完整的H系列運動控制模塊，包括步進和伺服電機的控制模塊.從經(jīng)濟型的PCD1/2單軸系列到具有直線和圓弧插補的PCD4的多軸系列，這種將PLC與CNC結(jié)合的能力，使PLC在工業(yè)中的高精度傳動控制中發(fā)揮了重要作用。
   隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的廣泛使用，特別是PROFIBUS DP的推廣，在許多工業(yè)控制領(lǐng)域已開始大量使用PROFIBUS DP設(shè)備。PROFIBUS是國際工業(yè)總線標準，它完全開放且獨立于設(shè)備制造商，許多廠家按此標準生產(chǎn)各種設(shè)備如驅(qū)動器，閥門，編碼器和遠程I/O等，SAIA亦推出了自己的現(xiàn)場總線產(chǎn)品PCD0系列遠程I/O模塊和軟件，以及相應(yīng)的接口模塊。這種現(xiàn)場總線產(chǎn)品其通信速度達到12Mbit/s。
   在顯示設(shè)備方面，SAIA提供了種類齊全的操作員終端PCD7.D..系列，這些HMI產(chǎn)品從插入式的到具有網(wǎng)絡(luò)接口的，從簡單文本顯示到智能型的彩色圖形操作員面板，滿足各種應(yīng)用需求，為操作員提供了良好的人機接口。
五． 結(jié)束語
隨著計算機技術(shù)，通信技術(shù)，微電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化提出了越來越高的要求，作為標準工業(yè)控制設(shè)備的PLC也由最初的只能處理開關(guān)量發(fā)展到可以處理模擬量，并提供PID調(diào)節(jié)功能和聯(lián)網(wǎng)通信能力；今后的工業(yè)控制系統(tǒng)將想開放型體系結(jié)構(gòu)發(fā)展，由現(xiàn)場總線構(gòu)成的徹底分散型控制系統(tǒng)將會改變自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)現(xiàn)場通信與控制系統(tǒng)的集成；SAIA®PCD系列產(chǎn)品正是順應(yīng)了這個發(fā)展潮流，采用了開放型，模塊化結(jié)構(gòu)，并提供了全系列的高質(zhì)量的模塊化的硬件和軟件，使其成為全新的數(shù)字控制系統(tǒng)，在競爭激烈的PLC市場上獨樹一幟