dcs-platforms

主流 DCS/PLC 平台参考

平台概览

平台	厂商	主要用途	工程工具	HMI
Freelance	ABB	中小型流程	Control Builder F / EWP	DigiVis
PCS 7	Siemens	大型流程	SIMATIC Manager + CFC/SFC	WinCC
TIA Portal	Siemens	PLC/HMI 一体化	TIA Portal	WinCC Unified
DeltaV	Emerson	流程 DCS	DeltaV Explorer + Control Studio	DeltaV Operate/Live
Experion PKS	Honeywell	大型流程	Control Builder	HMIWeb

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ABB Freelance

主要特点

• 面向中小型工厂的紧凑型 DCS
• 以 FBD/LAD 为主要编程方式
• 基于文件的工程设计（PRT、DMF、CSV）
• BST_LIB（标准）+ BST_USER（自定义）功能块库
• MSR 点作为主要可寻址实体
• 使用 DigiVis 创建操作员画面
• 使用 DIGI 协议进行内部通信

电机控制：IDF_1 + MOT_T1

MOTOR1 Structure (11 signals):
  IN:  AC (auto cmd), PR0 (safety), MA (req auto), MM (req manual)
  OUT: ILK (interlock), RDY (ready), RUN (running), LOC (local), AUT (auto), FLR (fault), SDS (shutdown)

自动化方法

• PRT 文件模板化（文本替换）
• CSV 项目解析/生成
• 没有公开 API（文件操作是标准方法）
• 校验和可设为 0；Freelance 会在导入时重新计算

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Siemens PCS 7

项目层级

PCS 7 Project
  +-- OS (Operator Station - WinCC)
  +-- AS (Automation Station - S7-400/1500)
  |     +-- CFC Charts (Continuous Function Charts)
  |     +-- SFC Charts (Sequential Function Charts)
  +-- Hardware Configuration
  +-- Plant Hierarchy (technological view)
  +-- Process Tag Management

电机控制：MotL 块（APL）

Inputs:  ModLiOp, AutModOp, ManModOp, FbkRun, Protect, Intlock01, CmdStrt, CmdStop, MonTiRun, MonTiStp
Outputs: ModLiOp_Out, StartOut, RunOut, StopOut, Trip, SwiToLoc

其他 APL 块：MotR（可逆）、MotSpdL（速度）、VlvL（阀门）、PIDConL（PID）、Intlk02/04/08/16（联锁）、MonDi/MonAn（监控）

文件格式

• .s7p / .s7l - S7 项目/库
• .pdl - WinCC 画面
• .xml - SimaticML 块导出（专有架构）
• .aml - AutomationML（PCS 7 V9+）
• .scl / .awl - ST / IL 源代码

自动化：TIA Portal Openness API (.NET)

using Siemens.Engineering;
TiaPortal tia = new TiaPortal(TiaPortalMode.WithUserInterface);
Project project = tia.Projects.Open(new FileInfo(@"Project.ap17"));
PlcSoftware sw = device.GetService<PlcSoftware>();
sw.BlockGroup.Blocks.Import(new FileInfo(@"Block.xml"), ImportOptions.Override);

功能：创建项目、以 XML 格式导入/导出块、创建标签、生成 HMI 画面、编译、下载。

HMI：SiVArc

基于规则的自动生成：“为每个 MotL 实例创建一个面板。”读取 PLC 结构并生成 WinCC 元素。

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Emerson DeltaV

架构

DeltaV System
  +-- Plant Areas
  |     +-- Control Modules (CM) - individual loops
  |     +-- Equipment Modules (EM) - sequences
  |     +-- Phases - ISA-88 batch
  +-- Controllers (M-series, S-series)
  +-- I/O Subsystem
  +-- Module Templates (reusable designs)

电机控制：DC（设备控制）块

Inputs:  MODE_BLK.TARGET, IN_D1 (running fbk), IN_D2 (stopped fbk), IN_D3 (fault), IN_D4 (available), INTERLOCK, PERMIT
Outputs: OUT_D1 (start), OUT_D2 (stop), SP_D (setpoint), PV_D (process value)
Config:  IO_OPTS, FBK_STRATEGY, FBK_TIMEOUT

自动化：基于类 + 批量编辑

• 模块模板：定义一次，多次实例化。模板更新后会传播更改。
• 批量编辑：导出到 Excel，修改后再导入。
• FHX 文件：基于文本的配置格式，可解析和生成。

MODULE TEMPLATE "MT_MOTOR_1SPD" /
  MODULE_CLASS = DEVICE /
{
  FUNCTION_BLOCK "DC-1" / DEFINITION = "DC" /
  { ATTRIBUTE MODE_BLK.TARGET = AUTO ; ... }
}

标签结构

Area/ControlModule/FunctionBlock/Parameter
Example: PLANT/M_101/DC-1/PV_D

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Honeywell Experion PKS

电机控制：MOTOR 块

Inputs:  SP (cmd), MODE, INTLK, FB_RUN, FB_STOP, FB_TRIP, LOCAL
Outputs: OP (output), STATUS, ALARM
Config:  FB_TIME (monitor time), STRATEGY

编程

• CL（控制语言）：类似 ST 的专有语言
• FBD：图形功能块
• 自定义算法（CA）：复杂逻辑

自动化

• CSV/Excel 批量点导入
• 基于 COM 的 API（Experion PKS API）
• OPC DA/UA 接口

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跨平台电机块映射

概念	ABB Freelance	Siemens PCS 7	Emerson DeltaV	Honeywell
块	IDF_1 / MOT_T1	MotL	DC	MOTOR
启动输入	AC	CmdStrt	SP_D	SP
运行反馈	RUN	FbkRun	IN_D1	FB_RUN
故障	FLR	Protect/Trip	IN_D3	FB_TRIP
联锁	ILK	Intlock01	INTERLOCK	INTLK
自动/手动	AUT/MA/MM	AutModOp/ManModOp	MODE_BLK	MODE
本地/远程	LOC	ModLiOp	IO_OPTS	LOCAL
监控时间	Lz (T#5s)	MonTiRun	FBK_TIMEOUT	FB_TIME
数据结构	DBS:RECORD (MOTOR1)	实例 DB	模块参数	点参数

跨平台功能块映射

功能	ABB Freelance	Siemens PCS 7	Emerson DeltaV	Honeywell
电机	IDF_1 / MOT_T1	MotL / MotR	MOTOR_BASIC / DC	MOTOR
开/关阀	VLV_1	Valve	DEVICE_DISCR	DVALVE
调节阀	VLV_2	AnlgValve	DEVICE_AO	AVALVE
PID	PID	PIDConL	PID_PLUS	PID
模拟量输入	M_ANA	MEAS_MON	AI	AI
数字量输入	M_BIN	MON_DIGI	DI	DI

IEC 61131-3 Support Comparison

Language	ABB Freelance	Siemens PCS7/TIA	Emerson DeltaV	Honeywell	Schneider
LD	Yes	Yes (KOP)	No	Via ControlEdge	Yes
FBD	Yes (primary)	Yes (FUP/CFC)	Yes (primary)	Yes	Yes
ST	Yes	Yes (SCL)	Partial (CALC)	CL (similar)	Yes
IL	No	Yes (AWL)	No	No	Yes (deprecated)
SFC	Limited	Yes (S7-GRAPH)	Yes	Yes	Yes
OOP	No	TIA V16+	No	No	No
PLCopen XML	No	Partial	No	No	Yes

Bulk Engineering Comparison

Approach	ABB Freelance	Siemens TIA	Emerson DeltaV	Honeywell
Primary	PRT file templating	Openness API (.NET)	Class-based + Bulk Edit	CSV point import
File format	PRT/CSV (text)	XML (SimaticML)	FHX (text)	CSV
API	None (file-based)	TIA Openness (.NET)	COM API	COM API
Scripting	Python file manipulation	C#/VB.NET	Python + FHX	VBScript
HMI gen	DMF templating	SiVArc rules	Auto-faceplates	Template displays