PLC和DCS在工业自动化控制中占有无足轻重的位置,而工业自动化控制是国度工业开展战略的中心。PLC以及DCS在工业控制的各个环节中不时的晋级、完善,曾经成为现代工业消费制造中bukehuoque的工具。
1、DCS和PLC的定义
DCS控制系统,在国内自控行业又称之为集散控制系统。即所谓的散布式控制系统,是相关于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中控制系统的根底上开展、演化而来的。
DCS作为一个集过程控制和过程监控为一体的计算机综合系统,在通讯网络的不时带动下,DCS系统曾经成为了一个综合计算机,通讯、显现和控制等4C技术的完好体系。其主要特性是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵敏以及组态便当。
现往常的DCS系统能够普遍地用于工业安装的消费控制和运营管理,在化工、电力、冶金等流程自动化范畴的应用曾经非常提高。
PLC,即逻辑可编程控制器,是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、次第控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并经过数字或模仿式输入/输出控制各品种型的机械或消费过程,是工业控制的中心局部。
2、DCS和PLC控制器的差异DCS和PLC控制器的主要差异是在开关量和模仿量的运算上,即便后来两者互相有些浸透,但是依然有区别。80年代以后,PLC除逻辑运算外,也增加了一些控制回路算法,但要完成一些复杂运算还是比拟艰难,PLC用梯形图编程,模仿量的运算在编程时不太直观,编程比拟费事。但在解算逻辑方面,表现出快速的优点。而DCS运用功用块封装模仿运算和逻辑运算,无论是逻辑运算还是复杂模仿运算的表达方式都十分明晰,但相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。
3、DCS和PLC在火电厂的应用在火电厂热工自动化范畴,DCS和PLC是两个完整不同而又有着千丝万缕联络的概念。DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相分离的产物,火电厂主机控制系统用的是DCS,而PLC主要应用在电厂辅助车间。DCS和PLC都有操作员站提供人机交互的手腕、都依托基于计算机技术的控制器完成控制运算、都经过I/O卡件完成与一次元件和执行安装的数据交流、都具备称之为网络的通讯系统。
随着国内电厂装机容量的不时扩展及电力系统变革的推进,对辅助车间控制的请求也不时进步,在这个大环境,DCS系统进入辅助车间控制已成为趋向。NT6000DCS因其综合的技术经济优势,曾经并将继续在辅助车间控制方面发挥越来越大的作用。
在辅助车间应用普遍的PLC也并不会就此退出热工自动化的历史舞台,shiwuqianli的竞争压力,将会促使PLC厂商在技术上向DCS规范靠拢,在价钱上作出更大的努力。DCS和PLC市场竞争的结果,将会运用户取得更大的利益。
4、DCS和PLC的控制处置才能一个PLC的控制器,常常可以处置几千个I/O点(最多可达8000多个I/O)。而DCS的控制器,普通只能处置几百个I/O点(不超越500个I/O)。
从集散体系的请求来说,不允许有控制集中的状况呈现,太多点数的控制器在实践应用中是毫无用途的,DCS开发人员基本就没有开发带很多I/O点数控制器的需求驱动,他们的主要精神在于提供体系的牢靠性和灵敏性。
而PLC不一样,作为一个独立的柔性控制安装,带点才能越强当然也就代表其技术程度越高了,至于整个控制体系的应用程度呢,这主要是工程商和用户的事情,而不是PLC制造商的中心目的。控制处置才能的另一个指标,运算速度,在人们印象当中PLC也比DCS要快很多。
新型的DCS控制器学习了大型PLC的设计,在控制周期方面的表现取得了大幅度的进步。以NT6000DCS的T2550控制器为例。控制器能够设置四个不同优先级的任务,最小运算周期能够设为10ms,配合高速I/O卡件,控制周期可以到达15~20ms。而模仿量运算设置在其它周期较长的任务中。
5、PLC和DCS的系统可扩展性和兼容性
市场上控制类产品繁多,无论DCS还是PLC,均有很多厂商在消费和销售。关于PLC系统来说,普通没有或很少有扩展的需求,由于PLC系统普通针关于设备来运用。普通来讲,PLC也很少有兼容性的请求,比方两个或以上的系统请求资源共享,对PLC来讲也是很艰难的事。而且PLC普通都采用专用的网络构造,比方西门子的MPI总线性网络,以至增加一台操作员站都不容易或本钱很高。
DCS在开展的过程中也是各厂家自成体系,但大局部的DCS系统,比方横河YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB等等,虽说系统内部(过程级)的通讯协议不尽相同,但操作级的网络平台不谋而合的选择了以太网络,采用规范或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很便当的可扩展才能。在这种网络中,控制器、计算机均作为一个节点存在,只需网络抵达的中央,就能够随意增减节点数量和布置节点位置。另外,基于windows系统的OPC、DDE等开放协议,各系统也可很便当的通讯,以完成资源共享。
6、PLC和DCS的数据库DCS普通都提供统一的数据库。换句话说,在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中,就可在任何状况下援用,比方在组态软件中,在监控软件中,在趋向图中,在报表中……而PLC系统的数据库通常都不是统一的,组态软件和监控软件以至归档软件都有本人的数据库。为什么常说西门子的S7 400要到了414以上才称为DCS?由于西门子的PCS7系统才运用统一的数据库,而PCS7请求控制器最少到S7 414-3以上的型号。
7、PLC和DCS的时间调度PLC的程序普通不能按事前设定的循环周期运转。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开端执行。(如今一些新型PLC有所改良,不过对任务周期的数量还是有限制)而DCS能够设定任务周期。比方,快速任务等。同样是传感器的采样,压力传感器的变化时间很短,我们能够用200ms的任务周期采样,而温度传感器的滞后时间很大,我们能够用2s的任务周期采样。这样,DCS能够合理的调度控制器的资源。
8、PLC和DCS的网络构造普通来讲,DCS惯常运用两层网络构造,一层为过程级网络,大局部DCS运用本人的总线协议,比方横河的Modbus、西门子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等,这些协议均树立在规范串口传输协议RS232或RS485协议的根底上。现场IO模块,特别是模仿量的采样数据(机器代码,213/扫描周期)非常庞大,同时现场干扰要素较多,因而应该采用数据吞吐量大、抗干扰才能强的网络规范。基于RS485串口异步通讯方式的总线构造,契合现场通讯的请求。
IO的采样数据经CPU转换后变为整形数据或实形数据,在操作级网络(第二层网络)上传输。因而操作级网络能够采用数据吞吐量适中、传输速度快、衔接便当的网络规范,同时因操作级网络普通布置在控制室内,对立干扰的请求相对较低。因而采用规范以太网是zuijia选择。TCP/IP协议是一种规范以太网协议,普通我们采用100Mbit/s的通讯速度。
PLC系统的工作任务相对简单,因而需求传输的数据量普通不会太大,所以常见的PLC系统为一层网络构造。过程级网络和操作级网络要么兼并在一同,要不过程级网络简化成模件之间的内部衔接。PLC不会或很少运用以太网。
9、PLC和DCS的应用对象范围
PLC普通应用在小型自控场所,比方设备的控制或少量的模仿量的控制及联锁,而大型的应用普通都是DCS。当然,这个概念不太jingque,但很直观,习气上我们把大于600点的系统称为DCS,小于这个范围叫做PLC。我们的热泵及QCS、横向产品配套的控制系统普通就是称为PLC。
10、DCS和PLC的市场状况和开展方向
在热工自动化范畴,主厂房控制系统根本上毫无例外地运用DCS。而在辅助车间才运用PLC。其主要缘由是早期的DCS系统十分昂贵,人们以为辅助车间的运转能够连续,牢靠性请求不是很高,且模仿量控制请求较少,从降低本钱的角度动身,常常选择PLC来构建控制系统。而锅炉、汽机和发电机的控制系统,请求长期稳定牢靠地运转,信号中含有相当比例的模仿量,从系统的性能动身,人们不得不选择了昂贵的DCS。
另外,剖析一下主厂房DCS和辅助车间控制系统的市场竞争状况,我们会发现一个有趣的现象。主厂房DCS的竞争常常在不同品牌的供给商或代理商之间展开,竞争剧烈,DCS的价钱不时下调。而辅助车间控制系统的竞争常常在同一品牌PLC的各个工程商之间停止,门槛较低,竞争愈加剧烈,但是PLC的价钱下调幅度却并不如DCS明显。主要缘由是DCS的消费商直接参与竞争,在宏大的市场压力下,不时下调设备制造费用和工程施行费用。而PLC的消费商不直接参与竞争,各个工程商只能下调本身有限的工程费用,空间有限。从如今状况看来,DCS与高档PLC的价钱差距已不明显,辅助车间依然较多地采用PLC,是市场的惯性使然。
PLC和DCS产品市场可谓风起云涌、竞争剧烈。纵观PLC市场群星灿烂:世界上有200多家公司消费400多个种类系列的PLC,应用于电力、石油石化、冶金、资料、包装、造纸、汽车和市政各个行业。从行业角度来看,国外厂商占山为王,有着属于各自的权力范围。
DCS市场与PLC相差无几,根本由国外业内强者所把持,可喜的是一批外乡厂商如Hollysys、Supcon、Xinhua等企业逐步开展壮大。由于DCS技术含量高,很多对产品的需求都树立在项目的根底上,这样对DCS的需求也将是一个周期性较长的过程,因而DCS市场格局短时间内难有较大改动。当然,由于行业开展速度的不规律性,偏重行业不同的公司可能会因而而发作一些变化。
在今后的控制系统的开展中,我们将会看到DCS和PLC技术逐步交融的场面,这对它们各自的开展以及各行各业的开展都有种促进的作用。
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