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PLC+組太軟件界面(例如:力控)構成的控制系統,是DCS系統嗎?當前PLC和DCS系統怎麽區分?請高手指點!

PLC+組太軟件界面+通信網絡 構成壹種集散控制模式結構,也是壹種廣義上的DCS系統。從狹義上講,DCS系統是指有廠家生產的成套的控制系統。

至於PLC和DCS系統的區別:

1、從發展的方面來說:

DCS從傳統的儀表盤監控系統發展而來。因此,DCS從先天性來說較為側重儀表的控制,比如我們使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系統甚至沒有PID數量的限制(PID,比例微分積分算法,是調節閥、變頻器閉環控制的標準算法,通常PID的數量決定了可以使用的調節閥數量)。

PLC從傳統的繼電器回路發展而來,最初的PLC甚至沒有模擬量的處理能力,因此,PLC從開始就強調的是邏輯運算能力。

2、從系統的可擴展性和兼容性的方面來說:

市場上控制類產品繁多,無論DCS還是PLC,均有很多廠商在生產和銷售。對於PLC系統來說,壹般沒有或很少有擴展的需求,因為PLC系統壹般針對於設備來使用。壹般來講,PLC也很少有兼容性的要求,比如兩個或以上的系統要求資源***享,對PLC來講也是很困難的事。而且PLC壹般都采用專用的網絡結構,比如西門子的MPI總線性網絡,甚至增加壹臺操作員站都不容易或成本很高。

DCS在發展的過程中也是各廠家自成體系,但大部分的DCS系統,比如橫河YOKOGAWA 、霍尼韋爾、ABB等等,雖說系統內部(過程級)的通訊協議不盡相同,但操作級的網絡平臺不約而同的選擇了以太網絡,采用標準或變形的TCP/IP協議。這樣就提供了很方便的可擴展能力。在這種網絡中,控制器、計算機均作為壹個節點存在,只要網絡到達的地方,就可以隨意增減節點數量和布置節點位置。另外,基於windows系統的OPC、DDE等開放協議,各系統也可很方便的通訊,以實現資源***享。

3、從數據庫來說:

DCS壹般都提供統壹的數據庫。換句話說,在DCS系統中壹旦壹個數據存在於數據庫中,就可在任何情況下引用,比如在組態軟件中,在監控軟件中,在趨勢圖中,在報表中……

而PLC系統的數據庫通常都不是統壹的,組態軟件和監控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數據庫。為什麽常說西門子的S7 400要到了414以上才稱為DCS?因為西門子的PCS7系統才使用統壹的數據庫,而PCS7要求控制器起碼到S7 414-3以上的型號。

4、從時間調度上來說:

PLC的程序壹般不能按事先設定的循環周期運行。PLC程序是從頭到尾執行壹次後又從頭開始執行。(現在壹些新型PLC有所改進,不過對任務周期的數量還是有限制)而DCS可以設定任務周期。比如,快速任務等。同樣是傳感器的采樣,壓力傳感器的變化時間很短,我們可以用200ms的任務周期采樣,而溫度傳感器的滯後時間很大,我們可以用2s的任務周期采樣。這樣,DCS可以合理的調度控制器的資源。

5 、從網絡結構方面來說:

壹般來講,DCS慣常使用兩層網絡結構,壹層為過程級網絡,大部分DCS使用自己的總線協議,比如橫河的Modbus、西門子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等,這些協議均建立在標準串口傳輸協議RS232或RS485協議的基礎上。現場IO模塊,特別是模擬量的采樣數據(機器代碼,213/掃描周期)十分龐大,同時現場幹擾因素較多,因此應該采用數據吞吐量大、抗幹擾能力強的網絡標準。基於RS485串口異步通訊方式的總線結構,符合現場通訊的要求。

IO的采樣數據經CPU轉換後變為整形數據或實形數據,在操作級網絡(第二層網絡)上傳輸。因此操作級網絡可以采用數據吞吐量適中、傳輸速度快、連接方便的網絡標準,同時因操作級網絡壹般布置在控制室內,對抗幹擾的要求相對較低。因此采用標準以太網是最佳選擇。TCP/IP協議是壹種標準以太網協議,壹般我們采用100Mbit/s的通訊速度。

PLC系統的工作任務相對簡單,因此需要傳輸的數據量壹般不會太大,所以常見的PLC系統為壹層網絡結構。過程級網絡和操作級網絡要麽合並在壹起,要不過程級網絡簡化成模件之間的內部連接。PLC不會或很少使用以太網。

6、從應用對象的規模上來說:

PLC壹般應用在小型自控場所,比如設備的控制或少量的模擬量的控制及聯鎖,而大型的應用壹般都是DCS。當然,這個概念不太準確,但很直觀,習慣上我們把大於600點的系統稱為DCS,小於這個規模叫做PLC。我們的熱泵及QCS、橫向產品配套的控制系統壹般就是稱為PLC。

DCS控制系統與PLC控制系統區別如下:

1. DCS是壹種“分散式控制系統”,而PLC只是壹種(可編程控制器)控制“裝置”,兩者是“系統”與“裝置”的區別。系統可以實現任何裝置的功能與協調,PLC裝置只實現本單元所具備的功能。

2.在網絡方面,DCS網絡是整個系統的中樞神經,和利時公司的MACS系統中的系統網采用的是雙冗余的100Mbps的工業以太網,采用的國際標準協議TCP/IP。它是安全可靠雙冗余的高速通訊網絡,系統的拓展性與開放性更好。而PLC因為基本上都為個體工作,其在與別的PLC或上位機進行通訊時,所采用的網絡形式基本都是單網結構,網絡協議也經常與國際標準不符。在網絡安全上,PLC沒有很好的保護措施。

3. DCS整體考慮方案,操作員站都具備工程師站功能,站與站之間在運行方案程序下裝後是壹種緊密聯合的關系,任何站、任何功能、任何被控裝置間都是相互連鎖控制, 協調控制;而單用PLC互相連接構成的系統,其站與站(PLC與PLC)之間的聯系則是壹種松散連接方式,是做不出協調控制的功能。

4. DCS在整個設計上就留有大量的可擴展性接口,外接系統或擴展系統都十分方便,PLC所搭接的整個系統完成後,想隨意的增加或減少操作員站都是很難實現的。

5. DCS安全性:為保證DCS控制的設備的安全可靠,DCS采用了雙冗余的控制單元,當重要控制單元出現故障時,都會有相關的冗余單元實時無擾的切換為工作單元,保證整個系統的安全可靠。PLC所搭接的系統基本沒有冗余的概念,就更談不上冗余控制策略。特別是當其某個PLC單元發生故障時,不得不將整個系統停下來,才能進行更換維護並需重新編程。所以DCS系統要比其安全可靠性上高壹個等級。

6.系統軟件:對各種工藝控制方案更新是DCS的壹項最基本的功能,當某個方案發生變化後,工程師只需要在工程師站上將更改過的方案編譯後,執行下裝命令就可以了,下裝過程是由系統自動完成的,不影響原控制方案運行。系統各種控制軟件與算法可以將工藝要求控制對象控制精度提高。而對於PLC構成的系統來說,工作量極其龐大,首先需要確定所要編輯更新的是哪個PLC,然後要用與之對應的編譯器進行程序編譯,最後再用專用的機器(讀寫器)專門壹對壹的將程序傳送給這個PLC,在系統調試期間,大量增加調試時間和調試成本,而且極其不利於日後的維護。在控制精度上相差甚遠。這就決定了為什麽在大中型控制項目中(500點以上),基本不采用全部由PLC所連接而成的系統的原因。

7. 模塊:DCS系統所有I/O模塊都帶有CPU,可以實現對采集及輸出信號品質判斷與標量變換,故障帶電插拔,隨機更換。而PLC模塊只是簡單電氣轉換單元,沒有智能芯片,故障後相應單元全部癱瘓。

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