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DCS和PLC之間有什么不同

2021-09-08 來源:elecfans

  控制類產品名目繁多,各家叫法不一。通常使用的控制類產品包括DCS、PLC兩大類。我們又將DCS的概念拓展到FCS。?


  DCS(Distributed?Contorl?System),集散控制系統,又稱分布式控制系統。?


  PLC(Program?Logic?Control?),可編程邏輯控制器。


  發展到現在,DCS和PLC之間沒有一個嚴格的界線,在大多數人看來,大的系統就是DCS,小的系統就叫PLC。當然,這么說也不是不可以,但是還不對。現在我們來重新建立這個觀念。

  

DCS和PLC之間有什么不同

  DCS和PLC之間有什么不同

  先進的大中型過程控制基本上以采用PLC和DCS為主,包括將DCS概念拓展的FCS。而目前,新型的DCS與新型的PLC,都有向對方靠攏的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控制功能;而新型的PLC,在處理閉環控制方面也不差,并且兩者都能組成大型網絡,DCS與PLC的適用范圍,已有很大的交叉。


  之前我們介紹過PLC,自控系統發展到現在,DCS和PLC之間沒有一個嚴格的界線,在大多數人看來,大的系統就是DCS,小的系統就叫PLC。現在我們就這兩個來找不同:


  1、發展的來由

  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、系統的可擴展性和兼容性

  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。對于PLC系統來說,一般沒有或很少有擴展的需求,因為PLC系統一般針對于設備來使用。一般來講,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共享,對PLC來講也是很困難的事。而且PLC一般都采用專用的網絡結構,比如西門子的MPI總線性網絡,甚至增加一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、霍尼維爾、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、計算機均作為一個節點存在,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,基于windows系統的OPC、DDE等開放協議,各系統也可很方便的通訊,以實現資源共享。


  3、數據庫

  DCS一般都提供統一的數據庫。換句話說,在DCS系統中一旦一個數據存在于數據庫中,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一的,組態軟件和監控軟件甚至歸檔軟件都有自己的數據庫。為什么常說西門子的S7400要到了414以上才稱為DCS?因為西門子的PCS7系統才使用統一的數據庫,而PCS7要求控制器起碼到S7 414-3以上的型號。


  4、時間調度

  PLC的程序一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一次后又從頭開始執行。(現在一些新型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,而溫度傳感器的滯后時間很大,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、網絡結構

  一般來講,DCS慣常使用兩層網絡結構,一層為過程級網絡,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,同時現場干擾因素較多,因此應該采用數據吞吐量大、抗干擾能力強的網絡標準。基于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轉換后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,同時因操作級網絡一般布置在控制室內,對抗干擾的要求相對較低。因此采用標準以太網是最佳選擇。TCP/IP協議是一種標準以太網協議,一般我們采用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一般不會太大,所以常見的PLC系統為一層網絡結構。過程級網絡和操作級網絡要么合并在一起,要不過程級網絡簡化成模件之間的內部連接。PLC很少使用以太網。


  6、應用對象的規模

  PLC一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,而大型的應用一般都是DCS。當然,這個概念不太準確,但很直觀,習慣上我們把大于600點的系統稱為DCS,小于這個規模叫做PLC。我們的熱泵及QCS、橫向產品配套的控制系統一般就是稱為PLC。


  PLC與DCS發展到今天,事實上都在向彼此靠攏,嚴格的說,現在的PLC與DCS已經不能一刀切開,很多時候之間的概念已經模糊了。

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