PLC、DCS、FCS互為“犄角”　助推工控自動(dòng)化不斷發(fā)展
2011-5-26 11:03:52
　編者語：數(shù)字通訊是一種趨勢(shì)，它代表了技術(shù)進(jìn)步，是任何人阻擋不了的。正如目前的DCS與新型的PLC，由于多年的開發(fā)研究，在各自保留自身原有的特點(diǎn)外，又相互補(bǔ)充，形成新的系統(tǒng)，現(xiàn)在的DCS已不是當(dāng)初的DCS，同樣如此，新型的PLC也不是開發(fā)初期的PLC。三大控制系統(tǒng)互為犄角，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化不斷向前發(fā)展。
　　PLC控制系統(tǒng)基本特點(diǎn)
　　 （1）從開關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)送處理，是從下往上的。
　　 （2）連續(xù)PID控制等多功能，PID在中斷站中。
　　 （3）可用一臺(tái)PC機(jī)為主站，多臺(tái)同型PLC為從站。
　　 （4）也可一臺(tái)PLC為主站，多臺(tái)同型PLC為從站，構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)。這比用PC機(jī)作主站方便之處是：有用戶編程時(shí)，不必知道通信協(xié)議，只要按說明書格式寫就行。
　　 （5）PLC網(wǎng)格既可作為獨(dú)立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統(tǒng)。
　　 （6）大系統(tǒng)同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
　　 （7）PLC網(wǎng)絡(luò)如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4(錯(cuò)了，去掉)、S5、S6(錯(cuò)了，去掉)、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。
　　 （8）主要用于工業(yè)過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環(huán)控制功能。
　　 （9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。
　　DCS或TDC控制系統(tǒng)基本特點(diǎn)
　　 （1）分散控制系統(tǒng)DCS與集散控制系統(tǒng)TDCS是集4C（Communication，Computer，
　　 Control、CRT）技術(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù)。
　　 （2）從上到下的樹狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信（Communication）是關(guān)鍵。
　　 （3）PID在中斷站中，中斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表與控制裝置。
　　 （4）是樹狀拓?fù)浜筒⑿羞B續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu)，也有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表。
　　 （5）模擬信號(hào)，A/D—D/A、帶微處理器的混合。
　　 （6）一臺(tái)儀表一對(duì)線接到I/O，由控制站掛到局域網(wǎng)LAN。
　　 （7）DCS是控制（工程師站）、操作（操作員站）、現(xiàn)場(chǎng)儀表（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站）的3級(jí)結(jié)構(gòu)。
　　 （8）缺點(diǎn)是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大DCS系統(tǒng)是各家不同的。
　　 （9）用于大規(guī)模的連續(xù)過程控制，如石化等。
　　 （10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS &
　　 NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB（瑞士）、Hartmann &
　　 Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美國(guó)）、Taylor（美）等。
　　 FCS控制系統(tǒng)基本特點(diǎn)
　　 （1）基本任務(wù)是：本質(zhì)（本征）安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過程、難于對(duì)付的非常環(huán)境。
　　 （2）全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。
　　 （3）用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場(chǎng)儀表、控制裝置、PID與控制中心，取代每臺(tái)儀器兩根線。
　　 （4）在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。
　　 （5）多變量、多節(jié)點(diǎn)、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量、單點(diǎn)、并行、模擬系統(tǒng)。
　　 （6）是互聯(lián)的、雙向的、開放的取代單向的、封閉的。
　　 （7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
　　 （8）由現(xiàn)場(chǎng)電腦操縱，還可掛到上位機(jī)，接同一總線的上一級(jí)計(jì)算機(jī)。
　　 （9）局域網(wǎng)，再可與internet相通。
　　 （10）改變傳統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng)。
　　 （11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、
　　 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、歐
　　 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
　　 （12）3類FCS的典型
　　 1）連續(xù)的工藝過程自動(dòng)控制如石油化工，其中“本安防爆”技術(shù)是絕對(duì)重要的，典型產(chǎn)品是FF、World
　　 FIP、Profibus—PA；
　　 2）分立的工藝動(dòng)作自動(dòng)控制如汽車制造機(jī)器人、汽車，典型產(chǎn)品是Profibus—DP、CANbus；
　　 3）多點(diǎn)控制如樓宇自動(dòng)化，典型產(chǎn)品是LON Work、Profibus—FMS。
　　 從上述基本要點(diǎn)的描述中，我們是否注意到一點(diǎn)，用于過程控制的三大系統(tǒng)，沒有一個(gè)是針對(duì)電站而開發(fā)的，或者說，在他們開發(fā)的初期，都并非以電站做系統(tǒng)的首選控制對(duì)象。而在這些系統(tǒng)的使用說明中也絕不把電站做為首選適用范圍，有的在適用范圍中根本就不提電站。現(xiàn)在奇怪的是，這三大控制系統(tǒng)，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應(yīng)用，而且效果也非常好。
　　三大控制系統(tǒng)之間的差異
　　我們已經(jīng)知道，F(xiàn)CS是由DCS與PLC發(fā)展而來，F(xiàn)CS不僅具備DCS與PLC的特點(diǎn)，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS與新型的PLC，都有向?qū)Ψ娇繑n的趨勢(shì)。新型的DCS已有很強(qiáng)的順序控制功能；而新型的PLC，在處理閉環(huán)控制方面也不差，并且兩者都能組成大型網(wǎng)絡(luò)，DCS與PLC的適用范圍，已有很大的交叉。下一節(jié)就僅以DCS與FCS進(jìn)行比較。在前面的章節(jié)中，實(shí)際上已涉及到DCS與FCS的差異，下面將就體系結(jié)構(gòu)、投資、設(shè)計(jì)、使用等方面進(jìn)行敘述。
　　1 差異要點(diǎn)
　　 ·DCS
　　 DCS系統(tǒng)的關(guān)鍵是通信。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。由于它的任務(wù)是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡(luò)，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設(shè)計(jì)就決定了總體的靈活性和安全性。數(shù)據(jù)公路的媒體可以是：一對(duì)絞線、同軸電纜或光纖電纜。
　　 通過數(shù)據(jù)公路的設(shè)計(jì)參數(shù)，基本上可以了解一個(gè)特定DCS系統(tǒng)的相對(duì)優(yōu)點(diǎn)與弱點(diǎn)。
　　 （1）系統(tǒng)能處理多少I/O信息。
　　 （2）系統(tǒng)能處理多少與控制有關(guān)的控制回路的信息。
　　 （3）能適應(yīng)多少用戶和裝置（CRT、控制站等）。
　　 （4）傳輸數(shù)據(jù)的完整性是怎樣徹底檢查的。
　　 （5）數(shù)據(jù)公路的最大允許長(zhǎng)度是多少。
　　 （6）數(shù)據(jù)公路能支持多少支路。
　　 （7）數(shù)據(jù)公路是否能支持由其它制造廠生產(chǎn)的硬件（可編程序控制器、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)記錄裝置等）。
　　 為保證通信的完整，大部分DCS廠家都能提供冗余數(shù)據(jù)公路。
　　 為了保證系統(tǒng)的安全性，使用了復(fù)雜的通信規(guī)約和檢錯(cuò)技術(shù)。