放的通讯网络。
PLC系统的通讯接口应包括串行和并行通讯接口、RIO通信口、工业以太 网、常用DCS接口等，大中型PLC通讯总线(含接口设备和电缆)应1: 1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通讯距离应满足实际装置要求。
PLC系统的通讯网络中，上级网络的通讯速率应大于1 Mbps，通讯负荷不 大于60% o PLC系统的通讯网络主要有以下几种形式:
1) PC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络;
2) 1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，组成主从式PLC网络; 3 ) PLC网络通过特定的网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网; 4)专用PLC网络(各个厂商的专用PLC通讯网络)
为减轻CPU通讯任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通讯功 能的(如点对点、现场总线、工业以太网)通讯处理器。
(4)编程功能
离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU 只对编程器服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模 式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本， 但使用和调试不方便。
在线编程方式: PLC和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并 在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高， 但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
五种标准化编程语言:顺序功能图(SFC )、梯形图(LD)、功能模块图(FBD) 三种图形化语言和语句表(IL, )、结构文本(ST)两种文本语言。选用的编程语 言应遵守IEC6113132标准，同时，还应支持多种编程形式，如C } Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。
(5)诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确 定硬件的故障位置。软件诊断分内诊断和外诊断，通过软件对PLC内部的性能 和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信 息交换功能进行诊断是外诊断。
PLC诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影 响平均维修时间。
(6)处理速度
PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果 信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据丢失。
处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，PLC 接点的响应快、每条二进制指令执行时间约0. 2至0. 4LS，因此能适应控制要 求高、响应要求快的应用需要。扫描周期应满足:小型PLC的扫描时间不大于 0. 5ms/K;大中型PLC的扫描时间不大于0. 2mslKo
4.机型的选择 (1)PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类;按应用环境分为现场安装和控制室 安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。应从应 用角度出发，通常可按控制功能和输入输出点数选型。
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整体型PLC的输入输出点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控 制系统;模块型PLC提供多种卡件和插件，以此用户可较合理的选择和配置控制系统的输入输出点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。
(2)输入输出模块的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑 信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块， 应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命长、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能性输入输出模块，以提高控制水平和降低应用成本。还应考虑是否需要扩展机架或远程IO机架等。
（3）电源的选择
PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设 计和选用外，一般PLC的供电电源设计选用220VAC电源，与国内电网电压一 致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
(4)存储器的选择
由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已经下降，因此，为保证 应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器。需要复杂控制功能时，应选容量更大，档次更高的存储器。
(5)冗余功能的选择
控制单元的冗余:重要的控制单元，如CPU、存储器及电源应1: 1冗余;在需要时可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统。I/O接口单元的冗余:控制回路的多点I/O卡应冗余配置;重要检测点的多点I/O卡应冗余配置;根据需要对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。
(6)经济性的考虑
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩 展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出比较满意的产品。输入输出点数对价格有直接的影响。每增加一块输入输出卡件就需要增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。 3.4 实例：污水处理厂DCS自动监控系统
3.4.1污水处理厂处理工艺
污水处理厂采用循环式活性污泥法工艺。循环式活性污泥法是SBR工艺的一种变形，该工艺将可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理进行有机结合。SBR (Sequencing Batch Reactor)即为序批式活性污泥法。序批式活性污泥法在1914年开始开发，70年代初出现于美国。随后曝气器设备、自控设备的不断更新和技术水平的提高，SBR工艺广泛地应用，并且在传统的序批式活性污泥
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法的基础上，发展出多种变形工艺，循环式活性污泥法即为其中一种。
环式活性污泥法工艺是在一个或多个平行运行、且反应容积可变的池子中，完全生物降解和泥水分离过程。因此在该工艺中无需设置单独的沉淀池。在这一系统中，活性污泥法按照“曝气——非曝气”阶段不断重复进行。在曝气阶段主要完成生物降解过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物作用，但主要是完成泥水分离过程。因此，循环式活性污泥法系统无需设置二沉池，可以省去传统活性污泥法中曝气池和二沉池之间的连接管道。完成泥水分离后，利用滗水器排出每一操作循环中的处理出水。根据活性污泥实际增殖情况，在每一处理循环的最后阶段((滗水阶段)自动排出剩余污泥。循环式活性污泥法工艺可以深度去除有机物(BOD ，COD )、通过同时硝化/反硝化过程去除大量的氮，同时完成生物除磷过程。
循环式活性污泥法工艺每一操作循环由下列四个阶段组成: (1)进水/曝气 (2)沉淀 (3)滗水
(4)闲置(视具体运行条件而定)
上述各个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由于充水，池子 中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气， 以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由一个 个移动式滗水器排出已处理的上清液，使水位下降至池子所设定的最低水位。完成上述操作阶段后，系统进入下一循环过程，重复以上操作。为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需要根据产生的污泥量排出相应的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀结束后进行。循环式活性污泥法的工艺流程见图3.1。
图3.1 循环式活性污泥法的工艺流程图
3.4.2 污水处理厂监控设备
污水处理厂监控系统采用二级分布式(集散型)计算机监控系统方案。采用这种结构可使生产过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作、管理;同时，也可使生产过程中的控制危险分散，提高系统的可靠性。整个系统分为两个管理级，即由中央控制室操作站OPS和上层管理计算机组成的上位管理级，和由现场各分控制室及现场在线测量仪表组成的现场管理级。现场各种数据通过PLC采集，并通过现场高速数据总线(工业以钦网)传送到中心控制室操作站OPS集中监视
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和管理。同样，中央控制室主机的控制命令也可通过上述高速总线传达到现场PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。另外中央控制室的数据服务器和上层管理计算机、化验室计算机构成一个局域网，将完成全厂的数据库管理工作和模拟屏、投影仪的驱动工作。
整个监控系统分为三个组成部分，由数据服务器和上层管理计算机、化验 室计算机构成一个上层局域网进行数据管理，由通讯系统和监控计算机组成中 央控制系统(中央控制室操作站)对全厂实施集中监控，由可编程序控制器PLC 及现场仪表组成现场检测控制系统(分控站)对污水处理厂各个过程进行分散控制。各分控站与中央控制室之间由高速总线(工业以太网)连接进行数据通讯。
3.4.3整个系统组成框图
1.现场控制层
现场控制层由两套具备双机热备的PLC和现场测控仪表及控制设备组成， 该功能层将实现污水处理厂各单元过程，所有过程参数、设备运行状态及电气 参数的数据采集，单元过程及设备的控制，并通过工业以太网向监控层传送数 据和接受监控层控制指令。
2.过程监控层
该层是系统中信息交换与信息显示及控制中心，由挂接在工业以太网上的 作为操作站(工程师/操作员站)的两台工业控制计算机及马赛克监视模拟屏等设备构成，管理网络上的系统数据服务器也同时跨接在该层。该层通过组态工具和监控应用软件实现污水处理全过程的测量数据信息的集中显示与管理，现场各控制单元的控制组态，数据显示的图文组态，实时数据处理、实时控制指令都将在该层实现，自控系统的实时数据库也建在该层。
3.管理层
该层建立在由管理计算机和数据库服务器组成的局域网上。实现污水处理 厂的生产过程，决策调度及各项生产运营管理等功能，并留有具有网络安全防 护的远程数据库用户访问接口，实现授权的用户远程数据库访问。
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4.结语
PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。
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