PLC DCS ECS 系統(tǒng)比較分析總結(jié)
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 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。
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:
主要特點:
①系統(tǒng)構(gòu)成靈活,擴(kuò)展容易,以開關(guān)量控制為其特長;也能進(jìn)行連續(xù)過程的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,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。
②使用方便,編程簡單,采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言,而無需計算機(jī)知識,因此系統(tǒng)開發(fā)周期短,現(xiàn)場調(diào)試容易。另外,可在線修改程序,改變控制方案而不拆動硬件。
③能適應(yīng)各種惡劣的運行環(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 不只是有邏輯運算、計時、計數(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、通信、人機(jī)對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線,又可控制一個生產(chǎn)過程。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關(guān)量的控制,也可實現(xiàn)模擬量控制。一般應(yīng)用場合比較廣泛。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 是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng),綜合了計算機(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、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。國內(nèi)行業(yè)也稱集散控制系統(tǒng)。
結(jié)構(gòu)組成:
DCS 包括過程級、操作級和管理級,過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成,是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。操作級包括:操作員站和工程師站,完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)(MIS 系統(tǒng)),為DCS更高層次的應(yīng)用。
系統(tǒng)特點:
主要特點:
①可靠性高;由于DCS 將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機(jī)上實現(xiàn),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計,因此某一臺計算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外,由于系統(tǒng)中各臺計算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一,可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專門計算機(jī),從而使系統(tǒng)中每臺計算機(jī)的可靠性也得到提高。
②開放性;DCS 采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計,系統(tǒng)中各臺計算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信,實現(xiàn)信息傳輸,當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時,可將新增計算機(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)其他計算機(jī)的工作。
③靈活性;通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài),即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面,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,可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進(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,可由專門的管理計算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成,也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制,并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理,如各種優(yōu)化計算、統(tǒng)計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,DCS 可以按照需要與更高性能的計算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實現(xiàn)的集中管理功能,如計劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。
⑤協(xié)調(diào)性;各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù),整個系統(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門計算機(jī),具有維護(hù)簡單、方便的特點,當(dāng)某一局部或某個計算機(jī)出現(xiàn)故障時,可以在不影響整個系統(tǒng)運行的情況下在線更換,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)稱為ECS 系統(tǒng)(電氣控制系統(tǒng))。
結(jié)構(gòu)組成:
ECS 簡單的就是說用DCS 實現(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:
①控制對象少,操作頻率低,操作可靠性要求高;
②保護(hù)自動裝置要求可靠性高,動作速度快;
③公用部分的監(jiān)視控制要求靈活、獨立、可切換;
④電氣系統(tǒng)的聯(lián)鎖邏輯較簡單,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)用場合比較單一。
四、 對于以上三種控制系統(tǒng),總結(jié)有如下幾點:
①按實用性來講,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,但對于自動化要求比較高的場合,PLC 控制系統(tǒng)可以外加人機(jī)界面或計算機(jī)來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對于主要系統(tǒng)特點來說,DCS 控制系統(tǒng)有其獨到和全面優(yōu)越性,其優(yōu)越的控制功能能適用于任何工廠控制系統(tǒng),操作和維護(hù)也十分簡單。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 無異。
④在系統(tǒng)應(yīng)用上,PLC 控制系統(tǒng)一般都比較相對獨立,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,每個系統(tǒng)都是獨立的,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)用的場合也比較單一。
⑤就性價比來說,三種系統(tǒng)排列如下:PLC>ECS>DCS??傊?,對于三種系統(tǒng)的應(yīng)用,應(yīng)主要以實際情況為主?,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,基本可以滿足現(xiàn)階段工廠控制所有要求。
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