PLC與DCS技術(shù)的統(tǒng)一已經(jīng)創(chuàng)建一種環(huán)境:對(duì)過(guò)程制造商來(lái)說(shuō),,為他們的應(yīng)用選擇最好的技術(shù)更具有挑戰(zhàn)性,。成功的評(píng)價(jià)應(yīng)從開(kāi)發(fā)你的應(yīng)用的要求的清晰的流程和你的設(shè)計(jì),、維護(hù)和操作人員的需要開(kāi)始,。為幫助清晰地定義這些要求和你公司的需要,,本文概述了能幫你做出正確的選擇七個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,。
分布控制系統(tǒng)(DCS)或可編程序控制器(PLC)
對(duì)過(guò)程工業(yè)" title="過(guò)程工業(yè)">過(guò)程工業(yè)的制造商來(lái)說(shuō),,選擇最好的自動(dòng)化技術(shù)" title="自動(dòng)化技術(shù)">自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程并沒(méi)有以前容易,。以前,,很容易決定應(yīng)用選擇PLC還是DCS,,因?yàn)樗麄兝斫馑鼈兊膬?yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。近年來(lái),,這種選擇變得越來(lái)越難,,主要由于微處理器技術(shù)的進(jìn)步,它已經(jīng)允許PLC和DCS技術(shù)統(tǒng)一?,F(xiàn)在,,隨著工業(yè)向柔性制造發(fā)展,過(guò)程工業(yè)中的許多應(yīng)用共享以前認(rèn)為是PLC或DCS的要求,。這些混合應(yīng)用典型地要求過(guò)程控制系統(tǒng)" title="過(guò)程控制系統(tǒng)">過(guò)程控制系統(tǒng)既具有PLC的能力,,也具有DCS的能力。因此,,理解PLC和DCS功能的統(tǒng)一對(duì)公司選擇最好的系統(tǒng)是非常重要的,。
在本文中,我們摒棄一些傳統(tǒng)的DCS和PLC的觀點(diǎn),,例如,,如表1所示,,為了開(kāi)拓七個(gè)關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)幫助你的公司選擇最滿(mǎn)足公司目標(biāo)的系統(tǒng),。我們也會(huì)證實(shí)應(yīng)用的要求的清晰的流程和設(shè)計(jì),、維護(hù)和操作人員的需要為什么對(duì)公司發(fā)現(xiàn)合適的自動(dòng)化技術(shù)是極為重要的。最后,,我們會(huì)提供統(tǒng)一的清單(表5),,從而幫助你決定哪種類(lèi)型的系統(tǒng)對(duì)你的應(yīng)用最合適。

選擇“合適的”自動(dòng)化技術(shù)的好處
在全球競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代,,過(guò)程工業(yè)的制造商被迫實(shí)現(xiàn)極好的運(yùn)行從而確?,F(xiàn)在和將來(lái)位于前列。新自動(dòng)化技術(shù)的選擇影響這個(gè)目標(biāo),。因此,選擇過(guò)程對(duì)一個(gè)公司保持比以前更有競(jìng)爭(zhēng)力非常重要,。事實(shí)上,,技術(shù)的選擇的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)自動(dòng)化投資本身的成本。
選擇合適的技術(shù)和正確的供應(yīng)商能幫助你的公司:
① 快速響應(yīng)變化的市場(chǎng)環(huán)境,,從而保持有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì),;
② 在工廠(chǎng)的生命周期內(nèi),最小化業(yè)主的總成本(TCO),;
③ 設(shè)計(jì)一個(gè)容易長(zhǎng)期維護(hù)與升級(jí)的系統(tǒng),;
④ 實(shí)現(xiàn)將來(lái)的目標(biāo)。
讓我們得到技術(shù)原型
在新自動(dòng)化系統(tǒng)的市場(chǎng)中,,對(duì)某些人來(lái)說(shuō),,選擇基于可用產(chǎn)品的評(píng)論的自動(dòng)化系統(tǒng)是典型的過(guò)程。這種方法的問(wèn)題受原來(lái)的原型或第一個(gè)銷(xiāo)售人員宣傳的影響,。讓我們看看基于DCS或PLC系統(tǒng)的組件,,從而發(fā)現(xiàn)它們實(shí)際上是怎樣不同或相似的。首先,,圖形化的系統(tǒng)架構(gòu)" title="系統(tǒng)架構(gòu)">系統(tǒng)架構(gòu)看起來(lái)類(lèi)似,。兩個(gè)系統(tǒng)都共享下列組件:
① 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
② 輸入/輸出模塊
③ 控制器
④ 人機(jī)界面(HMI)
⑤ 設(shè)計(jì)(Engineering)
⑥ 監(jiān)視控制
⑦ 商務(wù)集成
當(dāng)看到下列系統(tǒng)架構(gòu)時(shí),你應(yīng)該注意:事實(shí)上,,在每個(gè)系統(tǒng)中使用的技術(shù)都是非常相似的,;當(dāng)你考慮應(yīng)用的本質(zhì)和要求時(shí),差異變得更明顯,。

圖1 典型的DCS系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 典型的基于PLC系統(tǒng)架構(gòu)
例如,,在DCS系統(tǒng)架構(gòu)圖中,通常,,I/O,、控制器,、網(wǎng)絡(luò)、HMI服務(wù)器是冗余的,。因?yàn)槿哂嘣黾映杀炯皬?fù)雜性,,為實(shí)現(xiàn)他們要求的系統(tǒng)可用性與防止非計(jì)劃停機(jī),DCS用戶(hù)必須仔細(xì)評(píng)價(jià)他們的冗余需求,。
PLC系統(tǒng)架構(gòu)說(shuō)明了一個(gè)最常見(jiàn)的應(yīng)用:離散現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制,,例如,電機(jī)與驅(qū)動(dòng),。為有效地控制電機(jī)和驅(qū)動(dòng),,要求控制器能高速執(zhí)行(典型地,掃描周期為10-20 ms),,負(fù)責(zé)維護(hù)PLC的電氣技術(shù)人員能用他們熟悉的語(yǔ)言(繼電器梯形圖邏輯)閱讀和解決組態(tài)的問(wèn)題,。
從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)看,你能發(fā)現(xiàn)PLC和DCS是相似的,,它們正在準(zhǔn)備合并,。因此,我們必須超越應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)和供應(yīng)商在這些系統(tǒng)中內(nèi)嵌的專(zhuān)門(mén)知識(shí),,從而我們能更好地理解最好應(yīng)用的“黃金分割點(diǎn)”,。
在選擇系統(tǒng)之前,請(qǐng)自問(wèn)七個(gè)問(wèn)題
現(xiàn)在,,我們將會(huì)提到本文的核心——在選擇系統(tǒng)之前,,請(qǐng)自問(wèn)七個(gè)問(wèn)題。
請(qǐng)認(rèn)識(shí)到我們?cè)谝韵路治鲋惺褂脧V泛的概括,,每個(gè)應(yīng)用對(duì)這些“規(guī)則”都有例外,,然而,規(guī)則仍是有效的,。因?yàn)樽髡吖ぷ髟谔峁〥CS和PLC解決方案的供應(yīng)商PLC/DCS的不同領(lǐng)域長(zhǎng)達(dá)25年,,我們感覺(jué)到我們置之度外。
設(shè)計(jì)七個(gè)問(wèn)題使你考慮你的公司的運(yùn)作方法和應(yīng)用要求,,考慮你工廠(chǎng)(設(shè)計(jì),、運(yùn)行、維護(hù)等)所有主要股東的觀點(diǎn),。
① 你制造的是什么,,怎樣制造?
② 制造產(chǎn)品的價(jià)值和停機(jī)成本是多少,?
③ 你認(rèn)為系統(tǒng)的“心臟”是什么,?
④ 操作員需要做什么才能成功?
⑤ 要求系統(tǒng)性能是什么,?
⑥ 要求多大程度的定制,?
⑦ 設(shè)計(jì)期望是什么,?
注意問(wèn)題和答復(fù)的統(tǒng)一列表如表5所示。測(cè)定你應(yīng)該使用PLC或DCS簡(jiǎn)單的方法是填這個(gè)調(diào)查表,,填寫(xiě)所有應(yīng)用的答復(fù),。如果你的所有答案都在一列,你的應(yīng)用明顯要求采用這種類(lèi)型的系統(tǒng),。如果你有多個(gè)PLC和DCS的選項(xiàng),,你有要求實(shí)現(xiàn)PLC和DCS功能的過(guò)程控制系統(tǒng)的混合應(yīng)用。
1. 你制造的是什么,,怎樣制造,?
這看起來(lái)是非常基礎(chǔ)的問(wèn)題,,但是它是決定應(yīng)用以及最適合的自動(dòng)化系統(tǒng)要求的基礎(chǔ),。產(chǎn)品制造的方法、需要的性能和任何過(guò)程的物理限制,,所有這些都影響系統(tǒng)選擇,。
典型的工廠(chǎng)自動(dòng)化" title="工廠(chǎng)自動(dòng)化">工廠(chǎng)自動(dòng)化應(yīng)用,原來(lái)都是采用PLC設(shè)計(jì),,涉及特殊項(xiàng)目的制造和裝配。這些應(yīng)用也采用一個(gè)或多個(gè)機(jī)器以及相當(dāng)數(shù)量的材料運(yùn)動(dòng),。這種加工類(lèi)型的典型特點(diǎn)是:當(dāng)材料通過(guò)生產(chǎn)線(xiàn)加工時(shí),,操作員通常能監(jiān)視它們。本質(zhì)上,,過(guò)程大多是邏輯控制,,通常都有高速要求(產(chǎn)量=效益)。這種類(lèi)型的加工通常由PLC和HMI 結(jié)合控制,。
過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用典型涉及通過(guò)各種化學(xué)原料的反應(yīng)或物理變化導(dǎo)致原材料變形,,從而生產(chǎn)新的不同的產(chǎn)品或原料。這些應(yīng)用也可以由多個(gè)過(guò)程單元通過(guò)管道連接到一起,。一個(gè)主要的特點(diǎn)是:操作員不能看見(jiàn)產(chǎn)品,。通常,它是在容器內(nèi),,本質(zhì)上是有危險(xiǎn)的,。雖然響應(yīng)時(shí)間沒(méi)有那樣快(100ms或更長(zhǎng)),但是,,通常有從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的大量的模擬量控制(例如,,PID或回路控制)。雖然PLC的模擬量控制能力也足夠使用,,但是通常這種類(lèi)型的過(guò)程由DCS控制,。選擇過(guò)程的決定因素通常是控制應(yīng)用的規(guī)模(例如,,廠(chǎng)級(jí)或單一的單元和一些I/O點(diǎn))。
也許有順序控制或批量控制,。PLC能有效地用于簡(jiǎn)單的批量控制,,然而,DCS是典型地更適合復(fù)雜的批量制造設(shè)備,,這些設(shè)備要求高級(jí)的靈活性和配方管理,。批量應(yīng)用的要求決定是否簡(jiǎn)單或復(fù)雜:

2.制造產(chǎn)品的價(jià)值和停機(jī)成本是多少?
如果制造每個(gè)單一的產(chǎn)品的價(jià)值相對(duì)低,,停機(jī)后果只是導(dǎo)致完不成生產(chǎn)任務(wù),,但是只有極少的額外成本或?qū)^(guò)程有很小的損害,PLC是可能的選擇,。如果批量的價(jià)值非常高,,或原材料成本或市場(chǎng)價(jià)值非常高,停機(jī)不僅導(dǎo)致完不成生產(chǎn)任務(wù),,而且有潛在的危險(xiǎn)和破壞條件,,應(yīng)選擇DCS。有一千萬(wàn)美元的批量癌癥制藥廠(chǎng),,它依賴(lài)嚴(yán)格的連續(xù)的溫度控制,,例如,如果有小故障,,則有很多危險(xiǎn),。在一些化工應(yīng)用中,保持過(guò)程穩(wěn)定是關(guān)鍵的,,由于系統(tǒng)故障,,產(chǎn)品在管道中凝固。如果煉油廠(chǎng)的催化裂化器故障,,需要數(shù)天才能修復(fù)系統(tǒng),。這意味著煉油廠(chǎng)損失許多收入。DCS系統(tǒng),,典型地包括可選冗余,,對(duì)這些應(yīng)用的額外的前期投資是值得的。
相反,,釀酒廠(chǎng)的裝瓶操作每天需要運(yùn)行10小時(shí)才能滿(mǎn)足生產(chǎn)計(jì)劃,,它能停機(jī)用于系統(tǒng)維護(hù)、解決故障,、升級(jí),,對(duì)下一條生產(chǎn)線(xiàn)影響極小,是經(jīng)典的PLC應(yīng)用。
在24/7/365 運(yùn)行的過(guò)程應(yīng)用中,,停機(jī)是不惜一切代價(jià)避免的難題之一,。金錢(qián)不是決定因素。在系統(tǒng)選擇過(guò)程中,,危險(xiǎn)的停機(jī)明顯是另一個(gè)決定因素,。例如,煉油廠(chǎng)有連續(xù)燃燒氣體的火炬,??刂七@些火炬的系統(tǒng)不能發(fā)生故障,因?yàn)槿绻麣怏w不燃燒,,它逐漸積聚,,從而導(dǎo)致極端危險(xiǎn)的環(huán)境。應(yīng)用中揮發(fā)性氣體越多,,就越要求多重冗余的解決方案,,從而確保需要時(shí)系統(tǒng)是可用的。
3.你認(rèn)為系統(tǒng)的“心臟”是什么,?
典型地,,工廠(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的“心臟”是控制器(PLC), 它包含所有移動(dòng)產(chǎn)品通過(guò)裝配線(xiàn)的邏輯。HMI通常是機(jī)器控制面板或基于PC的工作站,,它為操作員提供補(bǔ)充的或例外的數(shù)據(jù),。另外,從數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的運(yùn)行信息也是工廠(chǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的要求——極其需要更高級(jí)的HMI,。
在過(guò)程自動(dòng)化中,,存在可揮發(fā)性的和危險(xiǎn)的環(huán)境,操作員不能看見(jiàn)實(shí)際的產(chǎn)品,,HMI基本上被認(rèn)為是系統(tǒng)的“心臟”。在這種形式下,,HMI是在過(guò)程中提供僅有的完全“窗口”的中控室控制臺(tái),,使操作員能監(jiān)視和控制發(fā)生在工廠(chǎng)各個(gè)管道和容器內(nèi)的過(guò)程。
4.操作員需要做什么才能成功,?
在PLC環(huán)境中,,操作員的主要角色是處理例外。狀態(tài)信息和例外報(bào)警幫助操作員認(rèn)識(shí)到在過(guò)程中發(fā)生了什么,,在許多情況下都是“光輸出”,。
DCS 工廠(chǎng)要求操作員做出決定并連續(xù)與過(guò)程相互影響來(lái)保持系統(tǒng)運(yùn)行。事實(shí)上,,利用操作員的過(guò)程知識(shí)通常對(duì)極好運(yùn)行和保持過(guò)程最佳運(yùn)行是關(guān)鍵的,。特別是在產(chǎn)品等級(jí)變化和當(dāng)調(diào)整過(guò)程解決生產(chǎn)環(huán)境(例如,不同的給料)的變化問(wèn)題時(shí),對(duì)工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),,操作員是值得雇傭的,。操作員將會(huì)改變?cè)O(shè)定點(diǎn),打開(kāi)/關(guān)閉閥,,或手動(dòng)移動(dòng)批量到生產(chǎn)的下一階段,。在HMI上,面板和模擬量趨勢(shì)提供發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵的視圖,,報(bào)警管理系統(tǒng)把操作員的注意力集中到他們必須干涉從而保持過(guò)程在目標(biāo)性能范圍內(nèi)運(yùn)行的區(qū)域,。假如HMI故障,為了人員和設(shè)備安全,,工廠(chǎng)必須停機(jī),。
在所有鍋爐中,特別需要操作員“自動(dòng)”與“手動(dòng)”,。DCS操作員是最終系統(tǒng)的保持者,,他們的前期HMI設(shè)計(jì)投資對(duì)總體項(xiàng)目的成功是必要的。
5.要求系統(tǒng)性能是什么,?
邏輯執(zhí)行的速度是關(guān)鍵的區(qū)別,。PLC設(shè)計(jì)用于滿(mǎn)足高速應(yīng)用的要求,這些應(yīng)用要求掃描周期10毫秒或更少,,包括涉及運(yùn)動(dòng)控制,、高速連鎖或控制電機(jī)與驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行??焖賿呙柚芷趯?duì)有效控制這些設(shè)備是必須的,。
大多數(shù)情況下,DCS并沒(méi)有那么快,。調(diào)節(jié)控制回路正常在100到500毫秒范圍內(nèi)掃描,。在一些情況下,控制邏輯執(zhí)行的快是有害的——可能引起最終控制設(shè)備過(guò)度磨損,,例如閥,,導(dǎo)致太早的維護(hù)和過(guò)程問(wèn)題。
冗余,,各種保險(xiǎn)的額外成本,,在典型的DCS系統(tǒng)中是值得的,高的可靠性是關(guān)鍵的任務(wù),。然而,,通常使PLC完全冗余導(dǎo)致的成本是不值得的。
為了改變組態(tài)與設(shè)計(jì),,使PLC系統(tǒng)離線(xiàn),,也許有小的影響,,因?yàn)槠脚_(tái)沒(méi)有連續(xù)運(yùn)行或因?yàn)檫^(guò)程容易重啟。相反,,當(dāng)過(guò)程運(yùn)行時(shí),,在DCS系統(tǒng)中能在線(xiàn)改變組態(tài)。許多過(guò)程應(yīng)用計(jì)劃維護(hù)一年停機(jī)一到兩次,,其他的,,例如,高爐,,能連續(xù)運(yùn)行5-7年,。
模擬量控制是重要的。DCS原來(lái)設(shè)計(jì)用于模擬量控制,,但是說(shuō)DCS定位在模擬量控制市場(chǎng)是重申傳統(tǒng)的考慮,。PLC逐漸有能力實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜PID控制,但是DCS明顯是大量高級(jí)模擬量控制的選擇,,包括串級(jí)回路,、模型預(yù)測(cè)控制、比率,、前饋回路,。
這些是高級(jí)的過(guò)程控制解決方案,通過(guò)供應(yīng)商的不同平臺(tái)的能力的專(zhuān)門(mén)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)使應(yīng)用更多,。它是經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),,來(lái)自數(shù)十年滿(mǎn)足客戶(hù)的需要,從而系統(tǒng)有差別,,而不是技術(shù)有差別,。例如,如果公司不能解釋他們的前饋回路是怎樣工作的,,他們不能提供真正的DCS控制,。
6.要求多大程度的定制?
能創(chuàng)建定制應(yīng)用的期望和要求在DCS和PLC用戶(hù)之間變化很大,。
因?yàn)閺母旧险f(shuō),,PLC設(shè)計(jì)用于所有行業(yè),它被理解為:定制程序和功能的開(kāi)發(fā)要求滿(mǎn)足獨(dú)特的應(yīng)用需要,。
系統(tǒng)集成商現(xiàn)在能在堆垛機(jī)上使用PLC,將來(lái)能在激光切割機(jī)上使用PLC,。PLC提供一個(gè)功能和基礎(chǔ)的生成塊的“工具箱”,,這些塊是定制開(kāi)發(fā)并連接到一起來(lái)解決應(yīng)用的要求。規(guī)定是可用的,,從而確保功能和產(chǎn)品集成到無(wú)縫架構(gòu)中,。另外,強(qiáng)大的編程語(yǔ)言典型地可用于促進(jìn)從零創(chuàng)建定制編碼。
當(dāng)新系統(tǒng)工作時(shí),,預(yù)設(shè)計(jì)的解決方案(包括標(biāo)準(zhǔn),、模板和額外的庫(kù))是DCS應(yīng)用工程師額外的期望。DCS最高優(yōu)先級(jí)是提供可靠性和可用行,,通常帶來(lái)重復(fù)性和可靠性的無(wú)限制的功能設(shè)計(jì),。在DCS內(nèi),在不創(chuàng)建兼容性問(wèn)題情況下,,重要的是它不能接受許多定制的修改,。期望系統(tǒng)具有完全解決方案的功能,該解決方案使用已經(jīng)對(duì)平臺(tái)“僵化”的標(biāo)準(zhǔn)功能,。
7.設(shè)計(jì)期望是什么,?
工廠(chǎng)自動(dòng)化工程師想要可定制的控制平臺(tái),它能提供快速編程從而完成任務(wù)的單獨(dú)組件,。通常,,集成人員和工程師打開(kāi)PLC“工具箱”,準(zhǔn)備開(kāi)始編程,。PLC提供的工具是典型地優(yōu)化的工具,,從而支持“從下到上”的設(shè)計(jì)解決方案,對(duì)小應(yīng)用來(lái)說(shuō),,PLC工作的很好,。
另一方面,DCS工程師,,典型地最有效地使用“從上到下“的設(shè)計(jì)解決方案,,迫使他們把巨大的努力投入到前期設(shè)計(jì)中。集中在前期的設(shè)計(jì)對(duì)最小化成本,、壓縮項(xiàng)目工期,、創(chuàng)建一個(gè)能由工廠(chǎng)人員長(zhǎng)期維護(hù)的應(yīng)用是關(guān)鍵的。因?yàn)镈CS應(yīng)用是典型的大規(guī)模的和廠(chǎng)級(jí)范圍的,,在應(yīng)用中增加庫(kù)和模板的能力對(duì)最小化重復(fù)工作和提升標(biāo)準(zhǔn)的使用是非常重要的,。
按這種方式考慮——PLC控制一臺(tái)機(jī)器,而DCS控制一個(gè)工廠(chǎng),。
例如,,鉛筆制造商使用PLC正在極快地生產(chǎn)大量的鉛筆。通過(guò)用機(jī)器碼編程,,工程師有可能再壓縮10毫秒,,從而有能力制造更多的鉛筆,獲得更多的利潤(rùn),。
PLC工程師要求靈活性和開(kāi)放架構(gòu),。
用DCS控制整個(gè)工廠(chǎng)的過(guò)程工程師要求更直觀的編程平臺(tái),,它利用預(yù)定義的和預(yù)測(cè)試的功能,從而節(jié)約時(shí)間并能重復(fù)使用,。
對(duì)工作來(lái)說(shuō),,有恰當(dāng)?shù)墓ぞ咭彩侵匾摹?duì)許多離散控制應(yīng)用來(lái)說(shuō),,梯形圖邏輯是理想的和首選的組態(tài)語(yǔ)言,,例如,高速連鎖或電機(jī)與驅(qū)動(dòng)的控制,。另一方面,,對(duì)連續(xù)控制和報(bào)警配置的實(shí)施來(lái)說(shuō),功能塊圖是首選的組態(tài)語(yǔ)言,。
你有混合應(yīng)用嗎,?
既然我們已經(jīng)評(píng)論選擇PLC或DCS的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),你可以考慮你的應(yīng)用要求PLC和DCS的能力,。如果需要PLC和DCS的能力,,你也許需要混合應(yīng)用的過(guò)程控制系統(tǒng),如表3所示,。
什么是“混合”,?
混合的定義:離散功能(PLC處理非常簡(jiǎn)單與經(jīng)濟(jì))與DCS的高級(jí)模擬量連續(xù)控制能力合并基于系統(tǒng)工作和服務(wù)的行業(yè)定義,例如,,制藥,,精細(xì)化工,食品和飲料等PLC簡(jiǎn)單化與高級(jí)操作員顯示成本,,報(bào)警管理,,DCS則容易實(shí)現(xiàn)高級(jí)的組態(tài)架構(gòu)。
怎樣為混合應(yīng)用選擇過(guò)程控制系統(tǒng),?
本文已經(jīng)描述了經(jīng)典PLC和DCS系統(tǒng)之間的關(guān)鍵的屬性與差別,。這種相同的信息能用于確定適合混合應(yīng)用的過(guò)程控制系統(tǒng)的關(guān)鍵要求,例如,,在制藥廠(chǎng),,精細(xì)化工和食品&飲料行業(yè)。

怎樣選擇混合應(yīng)用的控制系統(tǒng)供應(yīng)商,?
現(xiàn)在,,大多數(shù)著名的自動(dòng)化供應(yīng)商提供一種技術(shù)——PLC或DCS,如圖3所示,。當(dāng)為混合應(yīng)用做評(píng)估時(shí),,認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)非常重要。
為使他們提供的解決方案對(duì)混合行業(yè)的用戶(hù)有吸引力,,許多供應(yīng)商吹捧他們的系統(tǒng)具有PLC和DCS功能的能力,。眾所周知,PLC和DCS之間的技術(shù)差異正在迅速消失,,留下的僅僅是供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn)和特殊領(lǐng)域的知識(shí)作為關(guān)鍵的差別,。然而,專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域知識(shí)的差異不是一夜之間就能完成的,,供應(yīng)商已經(jīng)積累30多年的重要的知識(shí),,因此請(qǐng)謹(jǐn)慎在他們的產(chǎn)品宣傳手冊(cè)中聲稱(chēng)具有DCS或PLC能力的供應(yīng)商。對(duì)混合應(yīng)用來(lái)說(shuō),,想確保能解決他們要求的用戶(hù)應(yīng)考慮選擇有長(zhǎng)期的已證明的有 PLC和完全DCS解決方案的跟蹤記錄的供應(yīng)商,。
結(jié)論
由于PLC與DCS混合控制器的出現(xiàn),取代了許多以前的系統(tǒng),。這種結(jié)合為混合應(yīng)用,為這些以前使用PLC控制他們的電氣基礎(chǔ)設(shè)施(例如,,電機(jī),驅(qū)動(dòng)和電機(jī)控制中心(MCC))而使用DCS用于調(diào)節(jié)控制的過(guò)程工廠(chǎng)開(kāi)辟了一種新的選擇,。記?。哼@不是關(guān)于技術(shù)。更重要的是,,它是關(guān)于現(xiàn)在和將來(lái)你的應(yīng)用和供應(yīng)商有最好解決方案,、傳統(tǒng)、經(jīng)驗(yàn)和滿(mǎn)足你需要的知識(shí)的廣度的要求,。
無(wú)論你選擇什么,,我們希望你能根據(jù)本文的信息做出更明智和更好的見(jiàn)多識(shí)廣的決定。你也許能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的PLC或DCS不再滿(mǎn)足你的要求,。如果你有混合應(yīng)用,,你也許需要最好地結(jié)合PLC和DCS的過(guò)程控制系統(tǒng),能提供離散和過(guò)程能力,,所有系統(tǒng)基于通用平臺(tái)的供應(yīng)商,。

圖3混合行業(yè)與供應(yīng)商提供的系統(tǒng)功能的合并

關(guān)于作者
Bob Nelson,西門(mén)子能源&自動(dòng)化公司PLC市場(chǎng)經(jīng)理,,Todd Stauffer,,西門(mén)子能源&自動(dòng)化公司DCS市場(chǎng)經(jīng)理,他們有四十年的自動(dòng)化和控制行業(yè)的經(jīng)驗(yàn),。
更多詳情,,請(qǐng)聯(lián)系:
Bob Nelson: [email protected]
Todd Stauffer: [email protected]
分布控制系統(tǒng)(DCS)或可編程序控制器(PLC)
對(duì)過(guò)程工業(yè)" title="過(guò)程工業(yè)">過(guò)程工業(yè)的制造商來(lái)說(shuō),,選擇最好的自動(dòng)化技術(shù)" title="自動(dòng)化技術(shù)">自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程并沒(méi)有以前容易,。以前,,很容易決定應(yīng)用選擇PLC還是DCS,,因?yàn)樗麄兝斫馑鼈兊膬?yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。近年來(lái),,這種選擇變得越來(lái)越難,,主要由于微處理器技術(shù)的進(jìn)步,它已經(jīng)允許PLC和DCS技術(shù)統(tǒng)一?,F(xiàn)在,,隨著工業(yè)向柔性制造發(fā)展,過(guò)程工業(yè)中的許多應(yīng)用共享以前認(rèn)為是PLC或DCS的要求,。這些混合應(yīng)用典型地要求過(guò)程控制系統(tǒng)" title="過(guò)程控制系統(tǒng)">過(guò)程控制系統(tǒng)既具有PLC的能力,,也具有DCS的能力。因此,,理解PLC和DCS功能的統(tǒng)一對(duì)公司選擇最好的系統(tǒng)是非常重要的,。
在本文中,我們摒棄一些傳統(tǒng)的DCS和PLC的觀點(diǎn),,例如,,如表1所示,,為了開(kāi)拓七個(gè)關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)幫助你的公司選擇最滿(mǎn)足公司目標(biāo)的系統(tǒng),。我們也會(huì)證實(shí)應(yīng)用的要求的清晰的流程和設(shè)計(jì),、維護(hù)和操作人員的需要為什么對(duì)公司發(fā)現(xiàn)合適的自動(dòng)化技術(shù)是極為重要的。最后,,我們會(huì)提供統(tǒng)一的清單(表5),,從而幫助你決定哪種類(lèi)型的系統(tǒng)對(duì)你的應(yīng)用最合適。

選擇“合適的”自動(dòng)化技術(shù)的好處
在全球競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代,,過(guò)程工業(yè)的制造商被迫實(shí)現(xiàn)極好的運(yùn)行從而確?,F(xiàn)在和將來(lái)位于前列。新自動(dòng)化技術(shù)的選擇影響這個(gè)目標(biāo),。因此,選擇過(guò)程對(duì)一個(gè)公司保持比以前更有競(jìng)爭(zhēng)力非常重要,。事實(shí)上,,技術(shù)的選擇的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)自動(dòng)化投資本身的成本。
選擇合適的技術(shù)和正確的供應(yīng)商能幫助你的公司:
① 快速響應(yīng)變化的市場(chǎng)環(huán)境,,從而保持有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì),;
② 在工廠(chǎng)的生命周期內(nèi),最小化業(yè)主的總成本(TCO),;
③ 設(shè)計(jì)一個(gè)容易長(zhǎng)期維護(hù)與升級(jí)的系統(tǒng),;
④ 實(shí)現(xiàn)將來(lái)的目標(biāo)。
讓我們得到技術(shù)原型
在新自動(dòng)化系統(tǒng)的市場(chǎng)中,,對(duì)某些人來(lái)說(shuō),,選擇基于可用產(chǎn)品的評(píng)論的自動(dòng)化系統(tǒng)是典型的過(guò)程。這種方法的問(wèn)題受原來(lái)的原型或第一個(gè)銷(xiāo)售人員宣傳的影響,。讓我們看看基于DCS或PLC系統(tǒng)的組件,,從而發(fā)現(xiàn)它們實(shí)際上是怎樣不同或相似的。首先,,圖形化的系統(tǒng)架構(gòu)" title="系統(tǒng)架構(gòu)">系統(tǒng)架構(gòu)看起來(lái)類(lèi)似,。兩個(gè)系統(tǒng)都共享下列組件:
① 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
② 輸入/輸出模塊
③ 控制器
④ 人機(jī)界面(HMI)
⑤ 設(shè)計(jì)(Engineering)
⑥ 監(jiān)視控制
⑦ 商務(wù)集成
當(dāng)看到下列系統(tǒng)架構(gòu)時(shí),你應(yīng)該注意:事實(shí)上,,在每個(gè)系統(tǒng)中使用的技術(shù)都是非常相似的,;當(dāng)你考慮應(yīng)用的本質(zhì)和要求時(shí),差異變得更明顯,。

圖1 典型的DCS系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 典型的基于PLC系統(tǒng)架構(gòu)
例如,,在DCS系統(tǒng)架構(gòu)圖中,通常,,I/O,、控制器,、網(wǎng)絡(luò)、HMI服務(wù)器是冗余的,。因?yàn)槿哂嘣黾映杀炯皬?fù)雜性,,為實(shí)現(xiàn)他們要求的系統(tǒng)可用性與防止非計(jì)劃停機(jī),DCS用戶(hù)必須仔細(xì)評(píng)價(jià)他們的冗余需求,。
PLC系統(tǒng)架構(gòu)說(shuō)明了一個(gè)最常見(jiàn)的應(yīng)用:離散現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制,,例如,電機(jī)與驅(qū)動(dòng),。為有效地控制電機(jī)和驅(qū)動(dòng),,要求控制器能高速執(zhí)行(典型地,掃描周期為10-20 ms),,負(fù)責(zé)維護(hù)PLC的電氣技術(shù)人員能用他們熟悉的語(yǔ)言(繼電器梯形圖邏輯)閱讀和解決組態(tài)的問(wèn)題,。
從技術(shù)觀點(diǎn)來(lái)看,你能發(fā)現(xiàn)PLC和DCS是相似的,,它們正在準(zhǔn)備合并,。因此,我們必須超越應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)和供應(yīng)商在這些系統(tǒng)中內(nèi)嵌的專(zhuān)門(mén)知識(shí),,從而我們能更好地理解最好應(yīng)用的“黃金分割點(diǎn)”,。
在選擇系統(tǒng)之前,請(qǐng)自問(wèn)七個(gè)問(wèn)題
現(xiàn)在,,我們將會(huì)提到本文的核心——在選擇系統(tǒng)之前,,請(qǐng)自問(wèn)七個(gè)問(wèn)題。
請(qǐng)認(rèn)識(shí)到我們?cè)谝韵路治鲋惺褂脧V泛的概括,,每個(gè)應(yīng)用對(duì)這些“規(guī)則”都有例外,,然而,規(guī)則仍是有效的,。因?yàn)樽髡吖ぷ髟谔峁〥CS和PLC解決方案的供應(yīng)商PLC/DCS的不同領(lǐng)域長(zhǎng)達(dá)25年,,我們感覺(jué)到我們置之度外。
設(shè)計(jì)七個(gè)問(wèn)題使你考慮你的公司的運(yùn)作方法和應(yīng)用要求,,考慮你工廠(chǎng)(設(shè)計(jì),、運(yùn)行、維護(hù)等)所有主要股東的觀點(diǎn),。
① 你制造的是什么,,怎樣制造?
② 制造產(chǎn)品的價(jià)值和停機(jī)成本是多少,?
③ 你認(rèn)為系統(tǒng)的“心臟”是什么,?
④ 操作員需要做什么才能成功?
⑤ 要求系統(tǒng)性能是什么,?
⑥ 要求多大程度的定制,?
⑦ 設(shè)計(jì)期望是什么,?
注意問(wèn)題和答復(fù)的統(tǒng)一列表如表5所示。測(cè)定你應(yīng)該使用PLC或DCS簡(jiǎn)單的方法是填這個(gè)調(diào)查表,,填寫(xiě)所有應(yīng)用的答復(fù),。如果你的所有答案都在一列,你的應(yīng)用明顯要求采用這種類(lèi)型的系統(tǒng),。如果你有多個(gè)PLC和DCS的選項(xiàng),,你有要求實(shí)現(xiàn)PLC和DCS功能的過(guò)程控制系統(tǒng)的混合應(yīng)用。
1. 你制造的是什么,,怎樣制造,?
這看起來(lái)是非常基礎(chǔ)的問(wèn)題,,但是它是決定應(yīng)用以及最適合的自動(dòng)化系統(tǒng)要求的基礎(chǔ),。產(chǎn)品制造的方法、需要的性能和任何過(guò)程的物理限制,,所有這些都影響系統(tǒng)選擇,。
典型的工廠(chǎng)自動(dòng)化" title="工廠(chǎng)自動(dòng)化">工廠(chǎng)自動(dòng)化應(yīng)用,原來(lái)都是采用PLC設(shè)計(jì),,涉及特殊項(xiàng)目的制造和裝配。這些應(yīng)用也采用一個(gè)或多個(gè)機(jī)器以及相當(dāng)數(shù)量的材料運(yùn)動(dòng),。這種加工類(lèi)型的典型特點(diǎn)是:當(dāng)材料通過(guò)生產(chǎn)線(xiàn)加工時(shí),,操作員通常能監(jiān)視它們。本質(zhì)上,,過(guò)程大多是邏輯控制,,通常都有高速要求(產(chǎn)量=效益)。這種類(lèi)型的加工通常由PLC和HMI 結(jié)合控制,。
過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用典型涉及通過(guò)各種化學(xué)原料的反應(yīng)或物理變化導(dǎo)致原材料變形,,從而生產(chǎn)新的不同的產(chǎn)品或原料。這些應(yīng)用也可以由多個(gè)過(guò)程單元通過(guò)管道連接到一起,。一個(gè)主要的特點(diǎn)是:操作員不能看見(jiàn)產(chǎn)品,。通常,它是在容器內(nèi),,本質(zhì)上是有危險(xiǎn)的,。雖然響應(yīng)時(shí)間沒(méi)有那樣快(100ms或更長(zhǎng)),但是,,通常有從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的大量的模擬量控制(例如,,PID或回路控制)。雖然PLC的模擬量控制能力也足夠使用,,但是通常這種類(lèi)型的過(guò)程由DCS控制,。選擇過(guò)程的決定因素通常是控制應(yīng)用的規(guī)模(例如,,廠(chǎng)級(jí)或單一的單元和一些I/O點(diǎn))。
也許有順序控制或批量控制,。PLC能有效地用于簡(jiǎn)單的批量控制,,然而,DCS是典型地更適合復(fù)雜的批量制造設(shè)備,,這些設(shè)備要求高級(jí)的靈活性和配方管理,。批量應(yīng)用的要求決定是否簡(jiǎn)單或復(fù)雜:

2.制造產(chǎn)品的價(jià)值和停機(jī)成本是多少?
如果制造每個(gè)單一的產(chǎn)品的價(jià)值相對(duì)低,,停機(jī)后果只是導(dǎo)致完不成生產(chǎn)任務(wù),,但是只有極少的額外成本或?qū)^(guò)程有很小的損害,PLC是可能的選擇,。如果批量的價(jià)值非常高,,或原材料成本或市場(chǎng)價(jià)值非常高,停機(jī)不僅導(dǎo)致完不成生產(chǎn)任務(wù),,而且有潛在的危險(xiǎn)和破壞條件,,應(yīng)選擇DCS。有一千萬(wàn)美元的批量癌癥制藥廠(chǎng),,它依賴(lài)嚴(yán)格的連續(xù)的溫度控制,,例如,如果有小故障,,則有很多危險(xiǎn),。在一些化工應(yīng)用中,保持過(guò)程穩(wěn)定是關(guān)鍵的,,由于系統(tǒng)故障,,產(chǎn)品在管道中凝固。如果煉油廠(chǎng)的催化裂化器故障,,需要數(shù)天才能修復(fù)系統(tǒng),。這意味著煉油廠(chǎng)損失許多收入。DCS系統(tǒng),,典型地包括可選冗余,,對(duì)這些應(yīng)用的額外的前期投資是值得的。
相反,,釀酒廠(chǎng)的裝瓶操作每天需要運(yùn)行10小時(shí)才能滿(mǎn)足生產(chǎn)計(jì)劃,,它能停機(jī)用于系統(tǒng)維護(hù)、解決故障,、升級(jí),,對(duì)下一條生產(chǎn)線(xiàn)影響極小,是經(jīng)典的PLC應(yīng)用。
在24/7/365 運(yùn)行的過(guò)程應(yīng)用中,,停機(jī)是不惜一切代價(jià)避免的難題之一,。金錢(qián)不是決定因素。在系統(tǒng)選擇過(guò)程中,,危險(xiǎn)的停機(jī)明顯是另一個(gè)決定因素,。例如,煉油廠(chǎng)有連續(xù)燃燒氣體的火炬,??刂七@些火炬的系統(tǒng)不能發(fā)生故障,因?yàn)槿绻麣怏w不燃燒,,它逐漸積聚,,從而導(dǎo)致極端危險(xiǎn)的環(huán)境。應(yīng)用中揮發(fā)性氣體越多,,就越要求多重冗余的解決方案,,從而確保需要時(shí)系統(tǒng)是可用的。
3.你認(rèn)為系統(tǒng)的“心臟”是什么,?
典型地,,工廠(chǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的“心臟”是控制器(PLC), 它包含所有移動(dòng)產(chǎn)品通過(guò)裝配線(xiàn)的邏輯。HMI通常是機(jī)器控制面板或基于PC的工作站,,它為操作員提供補(bǔ)充的或例外的數(shù)據(jù),。另外,從數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的運(yùn)行信息也是工廠(chǎng)自動(dòng)化應(yīng)用的要求——極其需要更高級(jí)的HMI,。
在過(guò)程自動(dòng)化中,,存在可揮發(fā)性的和危險(xiǎn)的環(huán)境,操作員不能看見(jiàn)實(shí)際的產(chǎn)品,,HMI基本上被認(rèn)為是系統(tǒng)的“心臟”。在這種形式下,,HMI是在過(guò)程中提供僅有的完全“窗口”的中控室控制臺(tái),,使操作員能監(jiān)視和控制發(fā)生在工廠(chǎng)各個(gè)管道和容器內(nèi)的過(guò)程。
4.操作員需要做什么才能成功,?
在PLC環(huán)境中,,操作員的主要角色是處理例外。狀態(tài)信息和例外報(bào)警幫助操作員認(rèn)識(shí)到在過(guò)程中發(fā)生了什么,,在許多情況下都是“光輸出”,。
DCS 工廠(chǎng)要求操作員做出決定并連續(xù)與過(guò)程相互影響來(lái)保持系統(tǒng)運(yùn)行。事實(shí)上,,利用操作員的過(guò)程知識(shí)通常對(duì)極好運(yùn)行和保持過(guò)程最佳運(yùn)行是關(guān)鍵的,。特別是在產(chǎn)品等級(jí)變化和當(dāng)調(diào)整過(guò)程解決生產(chǎn)環(huán)境(例如,不同的給料)的變化問(wèn)題時(shí),對(duì)工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),,操作員是值得雇傭的,。操作員將會(huì)改變?cè)O(shè)定點(diǎn),打開(kāi)/關(guān)閉閥,,或手動(dòng)移動(dòng)批量到生產(chǎn)的下一階段,。在HMI上,面板和模擬量趨勢(shì)提供發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵的視圖,,報(bào)警管理系統(tǒng)把操作員的注意力集中到他們必須干涉從而保持過(guò)程在目標(biāo)性能范圍內(nèi)運(yùn)行的區(qū)域,。假如HMI故障,為了人員和設(shè)備安全,,工廠(chǎng)必須停機(jī),。
在所有鍋爐中,特別需要操作員“自動(dòng)”與“手動(dòng)”,。DCS操作員是最終系統(tǒng)的保持者,,他們的前期HMI設(shè)計(jì)投資對(duì)總體項(xiàng)目的成功是必要的。
5.要求系統(tǒng)性能是什么,?
邏輯執(zhí)行的速度是關(guān)鍵的區(qū)別,。PLC設(shè)計(jì)用于滿(mǎn)足高速應(yīng)用的要求,這些應(yīng)用要求掃描周期10毫秒或更少,,包括涉及運(yùn)動(dòng)控制,、高速連鎖或控制電機(jī)與驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行??焖賿呙柚芷趯?duì)有效控制這些設(shè)備是必須的,。
大多數(shù)情況下,DCS并沒(méi)有那么快,。調(diào)節(jié)控制回路正常在100到500毫秒范圍內(nèi)掃描,。在一些情況下,控制邏輯執(zhí)行的快是有害的——可能引起最終控制設(shè)備過(guò)度磨損,,例如閥,,導(dǎo)致太早的維護(hù)和過(guò)程問(wèn)題。
冗余,,各種保險(xiǎn)的額外成本,,在典型的DCS系統(tǒng)中是值得的,高的可靠性是關(guān)鍵的任務(wù),。然而,,通常使PLC完全冗余導(dǎo)致的成本是不值得的。
為了改變組態(tài)與設(shè)計(jì),,使PLC系統(tǒng)離線(xiàn),,也許有小的影響,,因?yàn)槠脚_(tái)沒(méi)有連續(xù)運(yùn)行或因?yàn)檫^(guò)程容易重啟。相反,,當(dāng)過(guò)程運(yùn)行時(shí),,在DCS系統(tǒng)中能在線(xiàn)改變組態(tài)。許多過(guò)程應(yīng)用計(jì)劃維護(hù)一年停機(jī)一到兩次,,其他的,,例如,高爐,,能連續(xù)運(yùn)行5-7年,。
模擬量控制是重要的。DCS原來(lái)設(shè)計(jì)用于模擬量控制,,但是說(shuō)DCS定位在模擬量控制市場(chǎng)是重申傳統(tǒng)的考慮,。PLC逐漸有能力實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜PID控制,但是DCS明顯是大量高級(jí)模擬量控制的選擇,,包括串級(jí)回路,、模型預(yù)測(cè)控制、比率,、前饋回路,。
這些是高級(jí)的過(guò)程控制解決方案,通過(guò)供應(yīng)商的不同平臺(tái)的能力的專(zhuān)門(mén)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)使應(yīng)用更多,。它是經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),,來(lái)自數(shù)十年滿(mǎn)足客戶(hù)的需要,從而系統(tǒng)有差別,,而不是技術(shù)有差別,。例如,如果公司不能解釋他們的前饋回路是怎樣工作的,,他們不能提供真正的DCS控制,。
6.要求多大程度的定制?
能創(chuàng)建定制應(yīng)用的期望和要求在DCS和PLC用戶(hù)之間變化很大,。
因?yàn)閺母旧险f(shuō),,PLC設(shè)計(jì)用于所有行業(yè),它被理解為:定制程序和功能的開(kāi)發(fā)要求滿(mǎn)足獨(dú)特的應(yīng)用需要,。
系統(tǒng)集成商現(xiàn)在能在堆垛機(jī)上使用PLC,將來(lái)能在激光切割機(jī)上使用PLC,。PLC提供一個(gè)功能和基礎(chǔ)的生成塊的“工具箱”,,這些塊是定制開(kāi)發(fā)并連接到一起來(lái)解決應(yīng)用的要求。規(guī)定是可用的,,從而確保功能和產(chǎn)品集成到無(wú)縫架構(gòu)中,。另外,強(qiáng)大的編程語(yǔ)言典型地可用于促進(jìn)從零創(chuàng)建定制編碼。
當(dāng)新系統(tǒng)工作時(shí),,預(yù)設(shè)計(jì)的解決方案(包括標(biāo)準(zhǔn),、模板和額外的庫(kù))是DCS應(yīng)用工程師額外的期望。DCS最高優(yōu)先級(jí)是提供可靠性和可用行,,通常帶來(lái)重復(fù)性和可靠性的無(wú)限制的功能設(shè)計(jì),。在DCS內(nèi),在不創(chuàng)建兼容性問(wèn)題情況下,,重要的是它不能接受許多定制的修改,。期望系統(tǒng)具有完全解決方案的功能,該解決方案使用已經(jīng)對(duì)平臺(tái)“僵化”的標(biāo)準(zhǔn)功能,。
7.設(shè)計(jì)期望是什么,?
工廠(chǎng)自動(dòng)化工程師想要可定制的控制平臺(tái),它能提供快速編程從而完成任務(wù)的單獨(dú)組件,。通常,,集成人員和工程師打開(kāi)PLC“工具箱”,準(zhǔn)備開(kāi)始編程,。PLC提供的工具是典型地優(yōu)化的工具,,從而支持“從下到上”的設(shè)計(jì)解決方案,對(duì)小應(yīng)用來(lái)說(shuō),,PLC工作的很好,。
另一方面,DCS工程師,,典型地最有效地使用“從上到下“的設(shè)計(jì)解決方案,,迫使他們把巨大的努力投入到前期設(shè)計(jì)中。集中在前期的設(shè)計(jì)對(duì)最小化成本,、壓縮項(xiàng)目工期,、創(chuàng)建一個(gè)能由工廠(chǎng)人員長(zhǎng)期維護(hù)的應(yīng)用是關(guān)鍵的。因?yàn)镈CS應(yīng)用是典型的大規(guī)模的和廠(chǎng)級(jí)范圍的,,在應(yīng)用中增加庫(kù)和模板的能力對(duì)最小化重復(fù)工作和提升標(biāo)準(zhǔn)的使用是非常重要的,。
按這種方式考慮——PLC控制一臺(tái)機(jī)器,而DCS控制一個(gè)工廠(chǎng),。
例如,,鉛筆制造商使用PLC正在極快地生產(chǎn)大量的鉛筆。通過(guò)用機(jī)器碼編程,,工程師有可能再壓縮10毫秒,,從而有能力制造更多的鉛筆,獲得更多的利潤(rùn),。
PLC工程師要求靈活性和開(kāi)放架構(gòu),。
用DCS控制整個(gè)工廠(chǎng)的過(guò)程工程師要求更直觀的編程平臺(tái),,它利用預(yù)定義的和預(yù)測(cè)試的功能,從而節(jié)約時(shí)間并能重復(fù)使用,。
對(duì)工作來(lái)說(shuō),,有恰當(dāng)?shù)墓ぞ咭彩侵匾摹?duì)許多離散控制應(yīng)用來(lái)說(shuō),,梯形圖邏輯是理想的和首選的組態(tài)語(yǔ)言,,例如,高速連鎖或電機(jī)與驅(qū)動(dòng)的控制,。另一方面,,對(duì)連續(xù)控制和報(bào)警配置的實(shí)施來(lái)說(shuō),功能塊圖是首選的組態(tài)語(yǔ)言,。
你有混合應(yīng)用嗎,?
既然我們已經(jīng)評(píng)論選擇PLC或DCS的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),你可以考慮你的應(yīng)用要求PLC和DCS的能力,。如果需要PLC和DCS的能力,,你也許需要混合應(yīng)用的過(guò)程控制系統(tǒng),如表3所示,。
什么是“混合”,?
混合的定義:離散功能(PLC處理非常簡(jiǎn)單與經(jīng)濟(jì))與DCS的高級(jí)模擬量連續(xù)控制能力合并基于系統(tǒng)工作和服務(wù)的行業(yè)定義,例如,,制藥,,精細(xì)化工,食品和飲料等PLC簡(jiǎn)單化與高級(jí)操作員顯示成本,,報(bào)警管理,,DCS則容易實(shí)現(xiàn)高級(jí)的組態(tài)架構(gòu)。
怎樣為混合應(yīng)用選擇過(guò)程控制系統(tǒng),?
本文已經(jīng)描述了經(jīng)典PLC和DCS系統(tǒng)之間的關(guān)鍵的屬性與差別,。這種相同的信息能用于確定適合混合應(yīng)用的過(guò)程控制系統(tǒng)的關(guān)鍵要求,例如,,在制藥廠(chǎng),,精細(xì)化工和食品&飲料行業(yè)。

怎樣選擇混合應(yīng)用的控制系統(tǒng)供應(yīng)商,?
現(xiàn)在,,大多數(shù)著名的自動(dòng)化供應(yīng)商提供一種技術(shù)——PLC或DCS,如圖3所示,。當(dāng)為混合應(yīng)用做評(píng)估時(shí),,認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)非常重要。
為使他們提供的解決方案對(duì)混合行業(yè)的用戶(hù)有吸引力,,許多供應(yīng)商吹捧他們的系統(tǒng)具有PLC和DCS功能的能力,。眾所周知,PLC和DCS之間的技術(shù)差異正在迅速消失,,留下的僅僅是供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn)和特殊領(lǐng)域的知識(shí)作為關(guān)鍵的差別,。然而,專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域知識(shí)的差異不是一夜之間就能完成的,,供應(yīng)商已經(jīng)積累30多年的重要的知識(shí),,因此請(qǐng)謹(jǐn)慎在他們的產(chǎn)品宣傳手冊(cè)中聲稱(chēng)具有DCS或PLC能力的供應(yīng)商。對(duì)混合應(yīng)用來(lái)說(shuō),,想確保能解決他們要求的用戶(hù)應(yīng)考慮選擇有長(zhǎng)期的已證明的有 PLC和完全DCS解決方案的跟蹤記錄的供應(yīng)商,。
結(jié)論
由于PLC與DCS混合控制器的出現(xiàn),取代了許多以前的系統(tǒng),。這種結(jié)合為混合應(yīng)用,為這些以前使用PLC控制他們的電氣基礎(chǔ)設(shè)施(例如,,電機(jī),驅(qū)動(dòng)和電機(jī)控制中心(MCC))而使用DCS用于調(diào)節(jié)控制的過(guò)程工廠(chǎng)開(kāi)辟了一種新的選擇,。記?。哼@不是關(guān)于技術(shù)。更重要的是,,它是關(guān)于現(xiàn)在和將來(lái)你的應(yīng)用和供應(yīng)商有最好解決方案,、傳統(tǒng)、經(jīng)驗(yàn)和滿(mǎn)足你需要的知識(shí)的廣度的要求,。
無(wú)論你選擇什么,,我們希望你能根據(jù)本文的信息做出更明智和更好的見(jiàn)多識(shí)廣的決定。你也許能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的PLC或DCS不再滿(mǎn)足你的要求,。如果你有混合應(yīng)用,,你也許需要最好地結(jié)合PLC和DCS的過(guò)程控制系統(tǒng),能提供離散和過(guò)程能力,,所有系統(tǒng)基于通用平臺(tái)的供應(yīng)商,。

圖3混合行業(yè)與供應(yīng)商提供的系統(tǒng)功能的合并

關(guān)于作者
Bob Nelson,西門(mén)子能源&自動(dòng)化公司PLC市場(chǎng)經(jīng)理,,Todd Stauffer,,西門(mén)子能源&自動(dòng)化公司DCS市場(chǎng)經(jīng)理,他們有四十年的自動(dòng)化和控制行業(yè)的經(jīng)驗(yàn),。
更多詳情,,請(qǐng)聯(lián)系:
Bob Nelson: [email protected]
Todd Stauffer: [email protected]
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