PLC DCS ECS 系統(tǒng)比較分析總結(jié)

發(fā)布時(shí)間：2020-07-25 瀏覽次數(shù)：0

PLC DCS ECS 系統(tǒng)比較分析總結(jié)

一、 PLC(可編程邏輯控制器，英文：Programmable Logic Controller）

定義：PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

結(jié)構(gòu)組成：

主要結(jié)構(gòu)包括：①、電源。②、處理單元（CPU）。③、存儲(chǔ)器。④、輸入輸出接口模塊（I/O）。⑤、功能模塊。⑥、通訊模塊。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

主要特點(diǎn)：

①系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開(kāi)關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的PID 回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC 和DCS 等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。

②使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線(xiàn)修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。

③能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。

④控制功能強(qiáng)，適用面廣；現(xiàn)代PLC 不只是有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話(huà)、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線(xiàn)，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。⑤維護(hù)方便，功耗低，故障率低；

應(yīng)用：

PLC 著重于邏輯控制及開(kāi)關(guān)量的控制，也可實(shí)現(xiàn)模擬量控制。一般應(yīng)用場(chǎng)合比較廣泛。但處理能力和控制回路數(shù)一般都比較有限。

二、 DCS（分布式控制系統(tǒng)，英文：Distributed Control System）

定義：DCS 是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。國(guó)內(nèi)行業(yè)也稱(chēng)集散控制系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)組成：

DCS 包括過(guò)程級(jí)、操作級(jí)和管理級(jí)，過(guò)程級(jí)主要由過(guò)程控制站、I/O單元和現(xiàn)場(chǎng)儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實(shí)施部分。操作級(jí)包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級(jí)主要是指工廠(chǎng)管理信息系統(tǒng)（MIS 系統(tǒng)），為DCS更高層次的應(yīng)用。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

主要特點(diǎn)：

①可靠性高；由于DCS 將系統(tǒng)控制功能分散在各臺(tái)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專(zhuān)門(mén)計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。

②開(kāi)放性；DCS 采用開(kāi)放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。

③靈活性；通過(guò)組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測(cè)量與控制信號(hào)及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫(kù)選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫(kù)調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫(huà)面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。

④控制功能齊全；控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級(jí)、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的控制算法。DCS 的構(gòu)成方式十分靈活，可由專(zhuān)門(mén)的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場(chǎng)控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。處于底層的過(guò)程控制級(jí)一般由分散的現(xiàn)場(chǎng)控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)對(duì)來(lái)自過(guò)程控制級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計(jì)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障診斷、顯示報(bào)警等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS 可以按照需要與更高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的集中管理功能，如計(jì)劃調(diào)度、倉(cāng)儲(chǔ)管理、能源管理等。

⑤協(xié)調(diào)性；各工作站之間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。

⑥易于維護(hù)；功能單一的小型或微型專(zhuān)門(mén)計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡(jiǎn)單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線(xiàn)更換，迅速排除故障。

應(yīng)用：

DCS 著重于閉環(huán)控制及數(shù)據(jù)處理。應(yīng)用場(chǎng)合也比較廣泛。其數(shù)據(jù)處理能力和控制回路數(shù)比較多。

三、 ECS（電氣控制系統(tǒng)，英文：Electrical Control System）

定義：電氣控制系統(tǒng)一般稱(chēng)為電氣設(shè)備二次控制回路，不同的設(shè)備有不同的控制回路，而且高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備的控制方式也不相同。將電氣納入DCS控制后的電氣系統(tǒng)稱(chēng)為ECS 系統(tǒng)（電氣控制系統(tǒng)）。

結(jié)構(gòu)組成：

ECS 簡(jiǎn)單的就是說(shuō)用DCS 實(shí)現(xiàn)電氣控制的系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與DCS 基本相同。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

①控制對(duì)象少，操作頻率低，操作可靠性要求高；

②保護(hù)自動(dòng)裝置要求可靠性高，動(dòng)作速度快；

③公用部分的監(jiān)視控制要求靈活、獨(dú)立、可切換；

④電氣系統(tǒng)的聯(lián)鎖邏輯較簡(jiǎn)單，但電氣設(shè)備本身操作機(jī)構(gòu)復(fù)雜。

應(yīng)用：

ECS 主要應(yīng)用：供電和配電等電氣設(shè)備之間電氣控制。應(yīng)用場(chǎng)合比較單一。

四、對(duì)于以上三種控制系統(tǒng)，總結(jié)有如下幾點(diǎn)：

①按實(shí)用性來(lái)講，PLC 控制系統(tǒng)是目前使用多的系統(tǒng)，其次是DCS系統(tǒng)。

②從主要結(jié)構(gòu)上講，PLC 具備下位機(jī)的所有要求控制的功能，但對(duì)于自動(dòng)化要求比較高的場(chǎng)合，PLC 控制系統(tǒng)可以外加人機(jī)界面或計(jì)算機(jī)來(lái)完成完整性的控制要求。而DCS 系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上我們可以認(rèn)為是PLC 加上位機(jī)的結(jié)合體。

③對(duì)于主要系統(tǒng)特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，DCS 控制系統(tǒng)有其獨(dú)到和全面優(yōu)越性，其優(yōu)越的控制功能能適用于任何工廠(chǎng)控制系統(tǒng)，操作和維護(hù)也十分簡(jiǎn)單。但現(xiàn)階段PLC 控制系統(tǒng)的控制功能也十分豐富，有些控制功能基本上與DCS 無(wú)異。

④在系統(tǒng)應(yīng)用上，PLC 控制系統(tǒng)一般都比較相對(duì)獨(dú)立，控制規(guī)模也遠(yuǎn)不如DCS。而DCS 控制系統(tǒng)一般是由很多系統(tǒng)組成，每個(gè)系統(tǒng)都是獨(dú)立的，控制規(guī)模也比較大，小的DCS 控制系統(tǒng)可以是一套，而大的DCS 控制系統(tǒng)可以有許多小的DCS 控制系統(tǒng)組成。而ECS 控制系統(tǒng)基本上就是一套DCS 系統(tǒng)。而應(yīng)用的場(chǎng)合也比較單一。

⑤就性?xún)r(jià)比來(lái)說(shuō)，三種系統(tǒng)排列如下：PLC>ECS>DCS?？傊瑢?duì)于三種系統(tǒng)的應(yīng)用，應(yīng)主要以實(shí)際情況為主?，F(xiàn)階段PLC 加上位機(jī)的控制系統(tǒng)應(yīng)用比較多，而PLC 技術(shù)也是現(xiàn)階段很成熟的控制系統(tǒng)，控制功能也比較豐富，基本可以滿(mǎn)足現(xiàn)階段工廠(chǎng)控制所有要求。

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