工业控制系统安全与实践最新章节_郑德生著

2.4 工业控制系统厂商简介

2.4.1 施耐德电气PLC

施耐德电气成立于1836年，是法国的工业先驱之一，总部位于吕埃。该公司在数据中心、工业过程控制、住宅应用、能源与基础设施、楼宇自动化与网络等领域处于领先地位。

19世纪，施耐德电气专注于重型机械制造业、造船业以及钢铁冶炼重工业。到20世纪，公司重心逐渐转向自动化和电力控制管理领域。自21世纪开始，施耐德在新的市场细分中对自身进行了重新定位。

施耐德旗下目前有TE和Modicon两大PLC品牌。TE是美国品牌，后来被施耐德收购，它拥有Premium、Micro系列，使用PL7软件；Modicon原来也是美国的电子产品品牌，后被施耐德控股的AEG公司收购，它拥有Quantum（昆腾）、Compact（已停产）、Momentum等系列，使用Concept软件。

在整合TE品牌和Modicon品牌的自动化产品后，施耐德将Unity Pro软件作为中高端PLC的统一平台，主要适用于Premium、Quantum、M340、M580系列的PLC，小型PLC（如TM2XX系列）使用Somachine或Somachine Basic平台。

目前，施耐德电气在售的PLC分为三类：大型PLC（M580系列）、中型PLC（M340系列），小型PLC（TM2XX系列），详细信息见表2-4。这里的M580、M340或者TM2XX是指PLC的CPU模块，根据CPU的性能参数，还可以分为更细的型号。施耐德电气的PLC主要应用于电力、钢铁、冶金、汽车、油田等重工业行业以及食品、制药等轻工业行业，几乎囊括所有行业，目前PLC产品的种类已达到三百多种。随着其他同类技术的发展，PLC的发展速度渐缓，但其在自动化控制中的地位是不可动摇的。

表2-4 施耐德PLC产品

2.4.2 西门子PLC

1847年，维尔纳·冯·西门子（Ernst Werner von Siemens）创建了西门子公司，公司总部位于德国柏林和慕尼黑。西门子自动化系列产品统称为SIMATIC，自1958年创建SIMATIC控制器从S3系列演变为至今的S7系列，涵盖了工业软件、PLC、HMI等产品，已成为中国自动化用户最为熟悉和信任的品牌之一。自1872年进入中国市场以来，西门子已经在各个领域确立了领先地位。

西门子S7系列PLC以其较快的运算速度、小巧的体积和标准化的特性而著称，具备卓越的网络通信能力、功能更为强大且可靠性极高。不同型号的PLC包括小型PLC（如S7-1200和S7-200）、中端性能要求的PLC（如S7-1500和S7-400）及小型规模性能要求的PLC（如S7-300），能够满足更为复杂的自动化需求。

1975年，西门子推出了首个PLC产品，即SIMATIC S3。1979年，随着微处理器技术的出现，SIMATIC S5系列代替S3，大范围采用了微处理器技术。20世纪80年代初，S5系列经过演进，推出了U系列PLC，其中包括S5-155U、135U、115U、100U、95U、90U。1994年4月，西门子推出具备卓越性能水平、出色Windows用户界面、强大国际化支持以及小巧安装空间等优势的S7系列PLC，S7系列涵盖多种型号，如S7-1200、S7-400、S7-300、S7-200，可以满足不同自动化需求。

1996年，西门子趁S7壮大的机会，开发了过程控制系统PCS7。该系统整合了COROS（监控系统）、Profibus（工业现场总线）、SINEC（西门子工业网络）、WinCC以及控制技术，成功地将业务拓展至过程工业领域。

随着科技的发展，S7系列PLC作为西门子自动化系统的核心控制组件，不断获得改进，而S3和S5系列PLC逐渐被淘汰，生产也已停止。西门子控制器系列是一个完整的产品组合，S7系列PLC主要应用于制造、冶金、能源、交通运输、建筑、水处理等领域。S7系列PLC产品系列如表2-5所示。

表2-5 西门子S7 PLC系列

2.4.3 艾默生PLC

1892年，美国通用电气（GE）公司由托马斯·爱迪生创立。GE Fanuc是GE公司和日本Fanuc公司的合资企业，GE Fanuc专注于自动化产品的研发和制造，该公司的PLC产品包括90-30、90-70、Versamax系列等。GE Fanuc在2008年被拆分成GE智能平台。2017年，GE智能平台改名为GE AC，并在2018年将PLC整个业务模块卖给艾默生公司。其产品家族中，目前还在生产的产品系列是PACSystems RX3i、VersaMax PLC、VersaMax Micro，新生产的设备标识已换成艾默生标识。已停产的产品系列包括PACSystems RX7i、Series 90-70、Series 90-30、VersaMax Nano。

艾默生PLC上位组态软件使用iFIX和Cimplicity。两者的区别在于：Cimplicity是GE原有的，配合GE的PLC最方便，但是通用性欠佳；iFIX是被GE收购的、通用性更好的组态软件。PLC下位组态软件则使用Proficy me。GE在售和停售的PLC如表2-6所示。GE PLC在众多行业中都得到了广泛应用，尤其在航空、医疗和能源行业有着显著的影响力。

表2-6 艾默生GE PLC系列

2.4.4 罗克韦尔PLC

罗克韦尔自1903年成立以来，一直深耕工业自动化、航空电子、通信以及电子商务领域。其产品包括可编程逻辑控制器、电源装置、传感器、操作员界面、运动控制产品、工控软件等。

下面是罗克韦尔的四个子品牌。

❑艾伦-布拉德利（Allen-Bradley）：致力于自动化产品，通常简称为AB。

❑罗克韦尔软件（Rockwell Software）：致力于软件产品。

❑道奇（Dodge）：致力于变速箱、轴承等传动装置。

❑瑞恩电气（Reliance）：致力于驱动器设备与电机。

这里简单介绍以下两个品牌：艾伦-布拉德利和罗克韦尔软件。

AB是罗克韦尔自动化旗下的重要品牌，目前其主要产品包括Micro、CompactLogix和ControlLogix自动化系统。

罗克韦尔软件产品主要涵盖6个方面，即设计、智能制造与分析、HMI、组态与协作、制造执行系统、过程控制。关于工业现场组态软件，重点包含以下两个方面。

❑设计方面主要包括通信软件、编程软件和系统仿真软件，Studio 5000和RSLogix 5000/500/5是其主要产品。

❑HMI方面包括FactoryTalk View Machine Edition（ME）、FactoryTalk View Site Edition（SE）、RSView32和FactoryTalk View SitePoint等一系列产品。值得注意的是，FactoryTalk View是RSView32的升级版本，FactoryTalk View ME主要用于设备的触摸屏，而FactoryTalk View SE则更适用于上位机。

如今AB的PLC系列如表2-7所示。PLC主要分为Micro（小型系列）、CompactLogix（中型系列）以及ControlLogix（大型系列）。总的来说，AB PLC凭借其丰富的产品线和优秀的性能，在各行业都得到了广泛应用。无论是提供电力解决方案，还是实现工业自动化，AB PLC都展现出其独特的价值和优势。

表2-7 罗克韦尔AB PLC系列

对于在产系列PLC，Studio 5000和RSLogix 5000/500/5是其编程软件。Studio 5000是RSLogix 5000的升级版本。

硬件固件版本在20版本以下的采用RSLogix 5000进行编程，20版本之后的则采用由RSLogix5000和FactoryTalk软件合并而成的Studio 5000进行编程。Studio 5000软件主要负责中型PLC CompactLogix系列以及大型PLC ControlLogix系列的下位软件编程。CCW软件全称为Connected Components Workbench，适用于小型PLC Micro系列，它是一款简单易用的编程工具。

对于已经停产系列PLC，SLC-500及MicroLogix使用的编程软件为RSLogix 500，PLC-5采用的编程软件为RSLogix 5。

2.4.5 案例1——施耐德编程软件

Unity Pro XL为施耐德PLC编程软件，是一款适用于Modicon全系列的组态软件。该软件拥有直观的用户编辑界面和可视化的编程环境，其特色包括可定制的工具条和图标、实用的数据输入向导和代码语法分析以及集成化的诊断窗口等，并且拥有实用的标准函数库，其中收录了近800个标准函数。Unity Pro XL软件如图2-11所示。

图2-11 Unity Pro XL软件

通过此案例，读者将初步掌握PLC编程软件的使用方法，包括设备组态、变量定义及起保停程序的编写。

1）新建项目：启动施耐德组态软件Unity Pro XL，新建项目，选择对应PLC的CPU型号进行组态，本案例中选择的CPU型号为“EP581020”。在项目浏览器中配置PLC组态，按照实体PLC的硬件情况配置相应的“模拟量”或“数字量”I/O模块，本案例选择的I/O模块型号依次为“DDI1602”“DDO1602”“AMI0410”“AMO0210”，如图2-12所示。