ABB DP640 3BHT300057R1
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PLC和DCS在工業自動化控制中占有舉足輕重的地位,而工業自動化控制是國家工業發展戰略的核心。PLC以及DCS在工業控制的各個環節中不斷的升級、完善,已經成為現代工業生產制造中*的工具。
1、DCS和PLC的定義
DCS控制系統,在國內自控行業又稱之為集散控制系統。即所謂的分布式控制系統,是相對于集中控制系統而言的一種新型計算機控制系統,它是在集中控制系統的基礎上發展、演變而來的。
DCS作為一個集過程控制和過程監控為一體的計算機綜合系統,在通信網絡的不斷帶動下,DCS系統已經成為了一個綜合計算機,通信、顯示和控制等4C技術的完整體系。其主要特點是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態方便。
現如今的DCS系統可以廣泛地用于工業裝置的生產控制和經營管理,在化工、電力、冶金等流程自動化領域的應用已經十分普及。
PLC,即邏輯可編程控制器,是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程,是工業控制的核心部分。
2、DCS和PLC控制器的差別
DCS和PLC控制器的主要差別是在開關量和模擬量的運算上,即使后來兩者相互有些滲透,但是仍然有區別。80年代以后,PLC除邏輯運算外,也增加了一些控制回路算法,但要完成一些復雜運算還是比較困難,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,表現出快速的優點。而DCS使用功能塊封裝模擬運算和邏輯運算,無論是邏輯運算還是復雜模擬運算的表達形式都非常清晰,但相對PLC來說邏輯運算的表達效率較低。
3、DCS和PLC在火電廠的應用
在火電廠熱工自動化領域,DCS和PLC是兩個*不同而又有著千絲萬縷的概念。DCS和PLC都是計算機技術與工業控制技術相結合的產物,火電廠主機控制系統用的是DCS,而PLC主要應用在電廠輔助車間。DCS和PLC都有操作員站提供人機交互的手段、都依靠基于計算機技術的控制器完成控制運算、都通過I/O卡件完成與一次元件和執行裝置的數據交換、都具備稱之為網絡的通信系統。
隨著國內電廠裝機容量的不斷擴大及電力系統改革的推進,對輔助車間控制的要求也不斷提高,在這個大環境,DCS系統進入輔助車間控制已成為趨勢。NT6000DCS因其綜合的技術經濟優勢,已經并將繼續在輔助車間控制方面發揮越來越大的作用。
在輔助車間應用廣泛的PLC也并不會就此退出熱工自動化的歷史舞臺,將會促使PLC廠商在技術上向DCS標準靠攏,在價格上作出更大的努力。DCS和PLC市場競爭的結果,將會使用戶獲得更大的利益。
4、DCS和PLC的控制處理能力
一個PLC的控制器,往往能夠處理幾千個I/O點(多可達8000多個I/O)。而DCS的控制器,一般只能處理幾百個I/O點(不超過500個I/O)。
從集散體系的要求來說,不允許有控制集中的情況出現,太多點數的控制器在實際應用中是毫無用處的,DCS開發人員根本就沒有開發帶很多I/O點數控制器的需要驅動,他們的主要精力在于提供體系的可靠性和靈活性。而PLC不一樣,作為一個獨立的柔性控制裝置,帶點能力越強當然也就代表其技術水平越高了,至于整個控制體系的應用水平呢,這主要是工程商和用戶的事情,而不是PLC制造商的核心目標。控制處理能力的另一個指標,運算速度,在人們印象當中PLC也比DCS要快很多。
新型的DCS控制器學習了大型PLC的設計,在控制周期方面的表現獲得了大幅度的提高。以NT6000DCS的T2550控制器為例。控制器可以設置四個不同優先級的任務,小運算周期可以設為10ms,配合高速I/O卡件,控制周期能夠達到15~20ms。而模擬量運算設置在其它周期較長的任務中。
5、DCS和PLC的市場情況和發展方向
在熱工自動化領域,主廠房控制系統基本上毫無例外地使用DCS。而在輔助車間才使用PLC。其主要原因是早期的DCS系統非常昂貴,人們認為輔助車間的運行可以間斷,可靠性要求不是很高,且模擬量控制要求較少,從降低成本的角度出發,往往選擇PLC來構建控制系統。而鍋爐、汽機和發電機的控制系統,要求*穩定可靠地運行,信號中含有相當比例的模擬量,從系統的性能出發,人們不得不選擇了昂貴的DCS。
另外,分析一下主廠房DCS和輔助車間控制系統的市場競爭情況,我們會發現一個有趣的現象。主廠房DCS的競爭往往在不同品牌的供應商或代理商之間展開,競爭激烈,DCS的價格不斷下調。而輔助車間控制系統的競爭往往在同一品牌PLC的各個工程商之間進行,門檻較低,競爭更加激烈,但是PLC的價格下調幅度卻并不如DCS明顯。主要原因是DCS的生產商直接參與競爭,在巨大的市場壓力下,不斷下調設備制造費用和工程實施費用。而PLC的生產商不直接參與競爭,各個工程商只能下調自身有限的工程費用,空間有限。從現在情況看來,DCS與高檔PLC的價格差距已不明顯,輔助車間仍然較多地采用PLC,是市場的慣性使然。
PLC和DCS產品市場可謂風起云涌、競爭激烈。縱觀PLC市場群星璀璨:世界上有200多家公司生產400多個品種系列的PLC,應用于電力、石油石化、冶金、材料、包裝、造紙、汽車和市政各個行業。從行業角度來看,國外廠商占山為王,有著屬于各自的勢力范圍。
DCS市場與PLC相差無幾,基本由國外業內強者所把持,可喜的是一批本土廠商如Hollysys、Supcon、Xinhua等企業逐漸發展壯大。由于DCS技術含量高,很多對產品的需求都建立在項目的基礎上,這樣對DCS的需求也將是一個周期性較長的過程,因此DCS市場格局短時間內難有較大改變。當然,由于行業發展速度的不規律性,側重行業不同的公司可能會因此而發生一些變化。
在今后的控制系統的發展中,我們將會看到DCS和PLC技術逐漸融合的局面,這對它們各自的發展以及各行各業的發展都有種促進的作用。