PLC是由繼電器控制原理發(fā)展起來的,它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令;并通過數(shù)字輸入和輸出操作,來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求,并事先存入plc的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(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)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器,在程序運行過程中,執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1,程序從起始步(步序號為零)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)運算。plc每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的plc,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。程序計數(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是在運算放大器的基礎(chǔ)上得以發(fā)展的。把所有的函數(shù)和過程變量之間的關(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算上,即使后來兩者相互有些滲透,但是還是有區(qū)別。
80年代以后,PLC除邏輯運算外,控制回路用的算法已經(jīng)大大加強,但plc用梯形圖編程,模擬量的運算在編程時不太直觀,編程比較麻煩。但在解算邏輯方面,表現(xiàn)出快速的優(yōu)點,在微秒量級,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)量來處理,16位(也有32位的)為一個模擬量。
而DCS把所有輸入都當(dāng)成模擬量,1位就是開關(guān)量。解算一個邏輯是在幾百微秒至幾毫秒量級。對于plc解算一個pid運算在幾十毫秒,這與dcs的運算時間不相上下。
在接地電阻方面,對PLC也許要求不高,但對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,所以維護成本比dcs要低很多。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路相對很少,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。過程制造設(shè)施,通常使用自動化系統(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自動化系統(tǒng)。混合應(yīng)用通常同時使用PLC系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)。為某個應(yīng)用選擇控制器,需要考慮過程的規(guī)模、可擴展性和未來的更新計劃、集成需求、功能、高可用性以及工廠設(shè)施整個生命周期的 回報等等諸多因素。
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