PLC是由繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的,它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令;并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作,來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求,并事先存入plc的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行,以完成工藝流程要求的操作。
PLC和DCS工程性分析比較
PLC的cpu內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器,在程序運(yùn)行過(guò)程中,執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,程序從起始步(步序號(hào)為零)起依次執(zhí)行到終步(通常為end指令),然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。plc每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的plc,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。程序計(jì)數(shù)器這樣的循環(huán)操作,這是dcs所沒有的。這也是使plc的冗余不如dcs的原因。
DCS是在運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所有的函數(shù)和過(guò)程變量之間的關(guān)系都做成功能塊(有的DCS系統(tǒng)稱為膨化塊)。dcs和plc的表現(xiàn)的主要差別是在開關(guān)量的邏輯解算和模擬量的運(yùn)算上,即使后來(lái)兩者相互有些滲透,但是還是有區(qū)別。
80年代以后,PLC除邏輯運(yùn)算外,控制回路用的算法已經(jīng)大大加強(qiáng),但plc用梯形圖編程,模擬量的運(yùn)算在編程時(shí)不太直觀,編程比較麻煩。但在解算邏輯方面,表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn),在微秒量級(jí),解算1k邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來(lái)處理,16位(也有32位的)為一個(gè)模擬量。
而DCS把所有輸入都當(dāng)成模擬量,1位就是開關(guān)量。解算一個(gè)邏輯是在幾百微秒至幾毫秒量級(jí)。對(duì)于plc解算一個(gè)pid運(yùn)算在幾十毫秒,這與dcs的運(yùn)算時(shí)間不相上下。
在接地電阻方面,對(duì)PLC也許要求不高,但對(duì)DCS一定要在幾歐姆以下(通常在4歐姆以下)。模擬量隔離也是很重要的。
相同i/o點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng),用plc比用dcs,其成本要低一些(大約能省40%左右)。plc沒有操作站,它用的軟件和硬件都是通用的,所以維護(hù)成本比dcs要低很多。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路相對(duì)很少,采用plc較為合適。
如果主要是模擬量控制、并且函數(shù)運(yùn)算很多, 好采用dcs。dcs在控制器、i/o板、通訊網(wǎng)絡(luò)等的冗余方面,一些 運(yùn)算、行業(yè)的特殊要求方面都要比plc好的多。plc由于采用通用監(jiān)控軟件,在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面,要容易一些。
PLC和DCS系統(tǒng)一般分別適用于離散和過(guò)程生產(chǎn)制造。使用PLC系統(tǒng)的離散生產(chǎn)制造設(shè)施,一般由單獨(dú)的生產(chǎn)裝置組成,主要用于完成部件的組裝,例如打標(biāo)簽、填充或研磨等。過(guò)程制造設(shè)施,通常使用自動(dòng)化系統(tǒng),以連續(xù)和批處理的方式按照配方而不是按件生產(chǎn)。大型連續(xù)加工設(shè)備,如煉油廠和化工廠,都使用DCS自動(dòng)化系統(tǒng)。混合應(yīng)用通常同時(shí)使用PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)。為某個(gè)應(yīng)用選擇控制器,需要考慮過(guò)程的規(guī)模、可擴(kuò)展性和未來(lái)的更新計(jì)劃、集成需求、功能、高可用性以及工廠設(shè)施整個(gè)生命周期的 回報(bào)等等諸多因素。
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