隨著工業企業智能化應用水平的提高,越來越多的人開始接觸各種工業自動化系統和產品,包括SCADA、DCS和PLC。
其中:
DCS:分散控制系統(distributedcontrol systems)。
PLC:可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)。
從起源和發展來看,DCS是從傳統的儀表板發展而來的。因此,DCS從先天的角度更加重視儀表的控制。
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PLC是從傳統的繼電器電路發展而來的。原來的PLC甚至沒有模擬處理能力。因此,PLC從一開始就強調邏輯運算能力。2在系統可擴展性和兼容性方面,雖然DCs在開發過程中有自己的系統,但大多數系統的內部通信協議不同,但操作級網絡平臺采用以太網。只要網絡到達該位置,您就可以隨意增加或減少節點數量并安排節點位置。此外,新的通用操作站基于windows系統的OPC和DDE等開放協議,還可以方便各種系統之間的通信,實現資源共享。
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SCADA,即數據采集和監控系統,是工業控制的核心系統,主要用于控制分散的資產,以實現與控制同等重要的集中數據采集
DCS—分布式控制系統,主要用于控制同一地理環境下的生產過程。
PLC是一個重要的控制部件,通常用于SCADA和DCS系統中,以實現工業設備的特定操作和過程控制,并通過回路控制提供本地過程管理。
由此可見,SCADA和DCS是一個系統,而PLC是一個產品。PLC可以構成SCADA和DCS。
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PLC在70年代僅采用開關量邏輯控制,最早應用于汽車制造業。也就是說PLC將更傾向于邏輯量(數字量)。也可以一個PLC主站,多臺同類型的PLC作為從站,構成PLC網絡。這比使用PC作為主站更方便:用戶在編程時,不必知道通信協議,只要手動寫格式就行了。相同I/O點的系統,具有PLC比DCS的優勢,其成本較低(可節省40%左右)。
PLC沒有專門的操作站,它使用的軟件和硬件都是通用的,因此維護成本比DCS低很多。PLC既可以作為獨立的電網DCS,也可以作為DCS的一個子系統。PLC的CPU有一個程序計數器,指示程序步驟的存儲地址。在程序運行過程中,計數器對每一步自動加I。程序從開始的步驟(步驟數為0)到最后的步驟(通常是END指令)依次執行,然后返回到開始的步驟循環操作。PLC完成每一個周期操作所需的時間稱為一個掃描周期。此循環操作的程序計數器不在DCS中,這也是PLC冗余比DCS的原因。PLC既可以作為獨立的電網DCS,也可以作為DCS的一個子系統。PLC由于使用了通用的監控軟件,在設計企業管理信息系統時變得更加容易。DCS: DCS是在運算放大器的基礎上發展起來的。
將所有的功能、工藝變量之間的關系做成一個功能塊(某些DCS系統稱之為膨化塊)。也就是說DCS更偏向于模擬(過程控制方向)。DCS在控制器、I/O板、通信網絡冗余、一些高級操作、行業特殊要求方面都要比PLC好得多。在接地電阻方面,PLC可能要求不高,但DCS必須在幾個ω以下(通常在4 ω以下)。模擬隔離也非常重要。在有爆炸危險的地方應設置安全屏障。DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現場儀表(現場監控站)的三級結構。用于大型連續過程控制,如石油化工等。DCS首先應用于化工行業。DCS和PLC在性能上的主要區別在于開關量的邏輯解決方案和模擬量的操作,盡管這兩者在后期會有一定的相互滲透。例如西門子的PCS7過程控制系統就是DCS+PLC的產品。
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一般來說,DCS主要用于過程自動化,PLC主要用于工廠自動化(生產線),SCADA主要針對廣泛領域的需求,如油田和數千英里的管道。從應用功能的角度來看,DCS通常需要先進的控制算法。例如,在煉油行業,PLC對處理速度有很高的要求,因為它經常用于聯鎖,甚至用于故障安全系統。SCADA也有一些特殊要求,如振動監測、流量計算、峰谷調節等。
隨著制造企業加快智能化工廠的規劃、實施和改造,迫切需要根據成本和需求選擇合適的工業自動化控制系統。
模擬量大于100個點以上的,一般采用DCS;模擬量在100個點以內的,一般采用PLC。
對于相同的工業控制應用場景,可能會提出不同的解決方案。
對于監控點分布廣泛的控制過程,首選SCADA系統。
對于更集中的連續過程控制需求,如流程工業企業,DCS系統是首選。
對于現場過程控制,選擇PLC。
然而,在實際實施和應用過程中,企業仍然需要充分評估需求和成本,進行靈活的選擇。
業內人士詳細闡述了PLC和DCS的區別
DCS和PLC在硬件平臺上基本相同,不同之處在于軟件和數據平臺。PLC相對開放,不同制造商的產品具有良好的互聯性。西門子的PCS7和PLC是獨立開發的。雖然采用了PLC的硬件平臺,但系統架構和編程配置模式不同。--西門子PCS7營銷經理
DCS開發控制算法采用儀表技術人員熟悉的風格。儀表人員可以輕松轉換;我將圖轉換為DCs提供的控制算法,而PLC采用梯形邏輯來實現過程控制,這對于儀表人員來說比較困難。特別是復雜電路的算法不如DCS方便。
DCS系統通常為用戶提供一個完整的系統,包括機柜、電源、工程師站和操作員站。用戶只需在現場安裝即可。PLC需要系統集成。
DCS實現順序聯鎖功能不如PLC,邏輯執行速度不如PLC快,也不如PLC編程方便。
DCS“現場控制站層”通常采用集中控制。盡管它支持遠程分布式輸入/輸出,但由于成本原因,很少使用它?;诂F場總線的PLC遠程分布式輸入/輸出更加靈活、易于使用,可以有效節省布線成本。--Ben Zhigang,gefanuc global automation solutions China總經理
PLC和DCS無法比較。PLC是控制器和隔離產品,而DCS是一個系統。然而,PLC可以與DCS控制站進行比較。PLC的循環周期約為10毫秒,而DCS控制站約為500毫秒。PLC具有更好的開放性和更強的獨立工作能力 是一個系統,包括上位軟件、網絡和控制器,而PLC只是一個控制器。要形成一個系統,還需要上層SCADA系統和與其相連的網絡。
對于PID回路控制,三菱的過程控制器也可以實現類似SAMA配置的FBD編程;DCS系統越大,控制回路的數量越多,并且有更多的控制和算法,可以完成更復雜回路之間的控制。硬件可靠性類似。DCs可以實現輸入/輸出冗余,但PLC不能。相對而言,由PLC組成的系統成本較低。--三菱電機自動化精密控制部經理
分析DCs和PLC的區別,有兩個關鍵點:第一,DCs是分布式控制,具有全局數據庫;其次,PLC是順序掃描機制,DCS是基于時間的控制。我們的系統符合第一點。例如,輸入/輸出標簽的修改也可以同步反映在HMI中。--羅克韋爾自動化過程市場產品經理