DSC和PLC控制系统的区别
DCS系统与PLC系统区别

3、 DCS开发控制算法采用仪表技术人员熟悉 的风格,仪表人员很容易将P&I图转化成 DCS提供的控制算法,而PLC采用梯形图 逻辑来实现过程控制,对于仪表人员来说 相对困难。尤其是复杂回路的算法,不如 DCS实现起来方便。
பைடு நூலகம்
4、DCS系统通常提供完整的系统给用户,包 括机柜,电源,工程站,操作员站,用户 只需在现场简单的安装。而PLC则需要系 统集成。
5、DCS实现顺序连锁功能相对于PLC来讲是 弱势,且逻辑执行速度不如PLC, 也不如 PLC编程方便。 6、DCS的现场控制站层‘通常采用集中式控 制,尽管支持远程分布式I/O, 但由于成本 原因, 很少采用。而PLC基于现场总线的 远程分布式I/O更灵活易用,能有效的节省 接线成本。 7、目前来说两者越来越接近了,基本都相互 替用。
2、 DCS系统采用一个统一的开发环境,工程师 站(过程管理层)用于现场控制站的组态,控制 算法的开发以及流程图画面的开发。采用一个统 一数据库!而PLC用于过程控制需要不同的开发 环境,首先要对PLC(相当于DCS的现场控制站 层)进行逻辑开发,建立相应的数据库,然后再 通过相应的上位机软件,例如GE Fanuc 的roficy HMI/SCADA - iFIX 或CIMPLICITY Plant Edition 软件,建立与PLC相对应的数据库,然后进行流 程图画面的开发。
DCS系统与PLC系统区别:
1、 DCS是一种“分散式控制系统”,硬件上 包括现场控制器、操作员站计算机、工程师站计 算机,以及联系他们的网络系统;DCS软件上是 一个整体方案,解决的是一个系统的所有技术问 题,系统各部分之间结合严密。 PLC是一个装置,硬件上等同于DCS中的现 场控制器;软件上是一个局部方案,站与站之间 组织松散。
仪表控制系统DCS和PLC最大的区别在哪

仪表控制系统DCS和PLC最大的区别在哪一、PLe系统1.从开关量控制发展到顺序控制、运送处理,是从下往上的连续 PlD 控制等多功能,PlD在中断站中。
2.可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站。
3.也可一台PLC为主站,多台同型PLC为从站,构成PLC网络。
这比用PC机作主站方便之处是:有用户编程时,不必知道通信协议,只要按说明书格式写就行。
4. PLC网格既作为独立DCS,也可作为DCS的子系统。
5. PLC主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
二、DCS系统1.分散式控制系统 DCS 集 4C (Communication, Computer, Control, CRT)技术于一身的监控技术。
2.从上到下的树状拓扑大系统,其中通信是关键。
3. PID在中断站中,中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置是树状拓扑和并行连续的链路结构,也有大量电缆从中断站并行到现场仪器仪表。
4.模拟信号,A/D-—D/A、带微处理器的混合。
5. 一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN6. DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。
用于大规模的连续过程控制,如石化等。
三、如何抉择PLC和DCS系统在可编程逻辑控制器(PLC)和分散式控制系统(DCS)之间如何抉择,要具体情况具体分析,因为应用场合不同,对控制系统的要求也各不相同。
控制系统平台,对自动化系统满足优化生产、维持可用性和获取数据等需求的方式,会有一定的影响。
在选择控制系统方面缺乏远见,也可能会影响未来的扩展、流程优化、用户满意度和公司利润。
除了一些基本准则之外(比如如何控制过程),设计团队还必须考虑安装、可扩展性、维护、保养等方面的各种因素。
目前,虽然对小设备来讲,PLe系统可能是最划算的,但DCS系统则提供了更具经济性的可扩展能力,更可能获得较高的初始投资回报。
PLC是一种工业计算机,用于控制生产制造过程,如机器人、高速包装、装瓶和运动控制等。
dcs与plc的区别

1、名称不同DCS:分散控制系统(distributedcontrol systems)。
PLC:可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),只是一种控制“装置”。
2、侧重点不同DCS更侧重于过程控制领域(如化工、冶炼、制药等)主要是一些现场参数的监视和调节控制。
PLC则侧重于逻辑控制(机械加工类)。
当然现在的PLC也能很好的处理过程控制问题,但是没有DCS专业。
3、模拟量不同模拟量大于100个点以上的,一般采用DCS模拟量在100个点以内的,一般采用PLC。
4、网络形式不同DCS网络是整个系统的中枢神经,DCS系统通常采用的国际标准协议 TCP/IP。
它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好。
PLC因为基本上都为单个小系统工作,在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。
5、出现故障不同DCS系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电拔,随机更换。
而PLC模块只是简单电气转换元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪。
扩展资料:可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。
它采用一种可编程的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
集散控制系统是以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。
集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
plc与dcs的区别

plc与dcs的区别
plc与dcs在自动化的角度来说,它的控制模式的区别在哪里?
最佳答案
1、这是两个不同的概念:dcs系统——分散控制系统和plc系统——可编程逻辑控制系统。
2、应用的侧重点不同:dcs追求的是回路控制,而plc 追求的是速度和逻辑。
3、应用的规模:dcs应用于大规模的控制,而plc适合控制比较少量的控制。
4、应用的行业不同:过程工业追求的生产过程的统一控制而采用dcs;产品制造行业适用plc较多。
5、二者对整个系统的功能要求不同:dcs要求完成更多的消息管理、设备诊断、数据传递的方式、关注工厂的结构等等都与plc要求不同,plc紧要求完成少量的逻辑控制和少量的报警管理。
plc是从继电器控制发展起来的,最早多用于逻辑控制,象工厂加工设备的控制等,多开关量的控制。
而dcs是从仪表系统发展起来的,主要用于过程控制,象类似化工行业的控制,多模拟量的检测和控制。
但是随着技术的发展,两者的差别越来越小,硬件上现在基本已趋于同质化了。
但在化工行业和电厂用dcs比较多,钢铁行业用plc较多,plc一样能在庞大的系统。
PLC与DCS的区别

PLC与DCS的区别
plc擅长规律掌握,照实现电气回路规律掌握,属于强电设备,主要用于掌握电机的开停等;dcs长于模拟量掌握,属于弱点设备,主要用于液位、流量、温度等模拟掌握。
PLC和DCS由于在早期开发时,是由两种技术人员开发的,面对不同的掌握对象。
PLC主要针对于汽车制造,模拟量极少甚至没有,开发人员主要是电气技术人员,它用计算机的规律运算代替继电器规律。
稍晚一点推向市场的是DCS,它是由原来的仪表技术人员开发的,它在运算放大器的基础上用计算机的模拟运算代替原来的模拟运算。
这两者所讨论的内容不同,DCS首先应用在石化系统,后来两者都想占有市场,PLC增加了模拟量的运算,DCS开发了规律运算。
但两者在新开发的部分都存在有一些缺陷,PLC开发的模拟量运算功能块少,编程较为简单,价格也比较昂贵。
每一个回路也许要2300美金左右,DCS开发的规律运算一个与非门的运算需要几十毫秒,而PLC只要零点几毫秒。
关于维护,DCS的维护费用高,对接地电阻要求严格,常常会由于接地电阻不能满意要求而烧坏模件。
PLC对接地电阻要求不严格,所以维护费用比较低。
因此,假如模拟量比较多的状况,需要高级的掌握方案,如:专家系统、模型掌握、肯定要DCS。
假如开关量比较多,建议使用PLC。
DCS与PLC区分与比较

DCS与PLC区分与比较自动化控制系统在现代工业中起着至关重要的作用。
DCS(分散式控制系统)和PLC(可编程逻辑控制器)是两种常见的控制系统,本文将对它们进行区分和比较。
一、DCS简介分散式控制系统(DCS)是一种多功能、高性能的控制系统,通过把过程控制系统分散在各个区域,来实现对设备、过程和系统进行控制。
在DCS系统中,分布式控制器位于现场设备附近,而控制台用于监视和操作整个系统。
二、PLC简介可编程逻辑控制器(PLC)是一种数字计算机,通过程序来控制工业过程中的自动化机械和电器设备。
它具有高可靠性、可编程性和灵活性,是自动化控制中的重要工具。
三、DCS与PLC的区别1. 控制范围DCS系统适用于大规模、复杂的控制过程,通常用于化工、电力、石油等领域。
而PLC主要用于离散制造工业,如自动化机械、流水线等。
2. 系统结构DCS系统通常由多个分布式控制器、控制台和网络组成,可以同时控制多个设备和过程。
而PLC通常是一个独立的控制器,通过输入输出模块和各种传感器连接外部设备。
3. 网络通信DCS系统采用高速、可靠的网络通信方式,支持数据的传输和共享。
而PLC系统通常使用简单的串口或以太网连接,通信速度较慢。
4. 编程能力DCS系统具有强大的编程能力,可以使用高级语言(如C++和Java)进行开发和编程。
而PLC系统通常使用Ladder图这种图形化编程语言,虽然灵活性较差,但上手较容易。
四、DCS与PLC的比较1. 可靠性DCS系统的分布式结构使其具有高可靠性和冗余性,一旦某个控制器故障,其他控制器可以接管工作。
而PLC系统的单一控制器结构,故障时可能会导致整个系统停止工作。
2. 系统大小DCS系统适用于大规模复杂的过程控制领域,可以同时控制多个设备和过程。
而PLC系统适用于中小规模离散制造领域,控制范围相对较窄。
3. 灵活性与可扩展性DCS系统可以根据具体需求进行定制和扩展,适应不同工艺过程的要求。
DSC和PLC控制系统的区别
论坛内有很多海友在讨论DCS控制系统与PLC控制系统区别,我总结了一下:DCS控制系统与PLC控制系统区别从 DCS的基本结构和PLC的区别来讲,DCS为分散控制系统的英文(TOTALDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)简称。
指的是控制危险分散、管理和显示集中。
60年代末有人研制了作逻辑运算的可编程序控制器(Programmable Logic Controller)。
简称PLC。
主要应用于汽车制造业。
70年代中期以完成模拟量控制的DCS推向市场,代替以PID运算为主的模拟仪表控制。
首先提出DCS这样一种思想的是原制造仪表的厂商,当时主要应用于化工行业。
后又有计算机行业从事DCS的开发。
70年代微机技术还不成熟,计算机技术还不够发达。
操作站、控制器、I/O板和网络接口板等都是DCS生产厂家自行开发的,也就是所有部件都是专用的。
70年代初,有人用如PDP/1124这样的小型机代替原来的集中安装的模拟仪表控制。
连接到中央控制室的电缆很多。
如用小型机既作为控制器、同时把连接小型机的CRT又作为显示设备(即人机界面)。
一台小型机需接收几千台变送器或别的传感器来的信号,完成几百个回路的运算。
很显然其危险有点集中。
和模拟仪表连接的电缆一样多,并且一旦小型机坏了,控制和显示都没有了。
数字控制没有达到预期的目的。
后有人提出把控制和显示分开。
一台计算机完成控制计算任务,另一台计算机完成显示任务。
另外,一个工艺过程作为被控对象可能需要显示和控制的点很多,其中有一些还需要闭环控制或逻辑运算,工艺过程作为被控对象的各个部分会有相对独立性,可以分成若干个独立的工序,再把在计算机控制系统中独立的工序上需要显示和控制的输入、输出的点分配到数台计算机中去,把原来由一台小型机完成的运算任务由几台或几十台计算机(控制器)去完成。
其中一台机器坏了不影响全局。
所谓“狼群代替老虎”的战术,这就是危险分散的意思。
把显示、操作、打印等管理功能集中在一起,用网络把上述完成控制和显示的两部分连成一个系统。
DCS与PLC的区别要点
与“装置”的区别。
系统可以实现装置的功能与协调,PLC装置+ 加上监控软件可以构成一个控制系统。
所以DCS一般选择的是一个整的厂家,而PLC和监控软件都可以灵活的选择,可选择的余地非常大。
在价格和维护上看,PLC控制系统占有绝对的优势。
2. 在网络方面,DCS网络是整个系统的中枢神经,它是安全可靠双冗余的通讯网络,系统的拓展性好。
PLC网络通讯根据需要可以使用高速,中速和慢速,可以任意组成大小不同的通讯控制网络,满足不同类型的需求,提供给用户更多的选择空间。
对于开放性来说,一般DCS都是该厂家专用的通讯协议,几乎没有公开协议的厂家。
PLC的竞争要激烈得多,甚至一部分的网络协议完全开放(如MODCON 的MODBUS/TCP),这就互连提供了绝好的接口,成本和可靠性提高。
3. DCS在整个设计上的可扩展性接口,外接系统或扩展系统都方便,但一般在设计时须考虑到将来的扩张,否则将来的扩张的成本会很高。
PLC所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少操作员站就非常方便,可以做到相互影响最小。
4. 系统软件,DCS的上下位机为一体式,所以对编程人员的要求更高,必须同时做控制逻辑,同时还必须做上位机的软件。
一般DCS的控制编程侧重点在于过程控制,而PLC则侧重于逻辑控制,上下位机分开,编程要灵活些,多维护的要求也高一些。
5. 模块:DCS系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电插拔,随机更换。
而高端PLC模块也是一样(地端的不具备,成本可以更低),PLC同时也具有许多的专用模块,如计数,脉冲等。
6. 现在高端的PLC与DCS的功能已经差不多,DCS对网络和分布式数据库还要定时扫描有较强的功能,同时对运算和模拟量的处量比较拿手。
PLC对逻辑控制更好,扫描的时间更短。
7. PLC还分大、中、小、微PLC,其中微型的点数只有几点时,大型的可以带数千点,运算能力与DCS差不多。
DCS系统与PLC哪个好?DCS与PLC的优劣对比
DCS系统与PLC哪个好?DCS与PLC的优劣对比PLC和DCS在工业自动化控制中占有举足轻重的地位,而工业自动化控制是国家工业发展战略的核心。
PLC以及DCS在工业控制的各个环节中不断的升级、完善,已经成为现代工业生产制造中不可或缺的工具。
1、DCS和PLC的定义DCS控制系统,在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统,是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中控制系统的基础上发展、演变而来的。
DCS作为一个集过程控制和过程监控为一体的计算机综合系统,在通信网络的不断带动下,DCS系统已经成为了一个综合计算机,通信、显示和控制等4C技术的完整体系。
其主要特点是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
现如今的DCS系统可以广泛地用于工业装置的生产控制和经营管理,在化工、电力、冶金等流程自动化领域的应用已经十分普及。
PLC,即逻辑可编程控制器,是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,是工业控制的核心部分。
2、DCS和PLC控制器的差别DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟量的运算上,即使后来两者相互有些渗透,但是仍然有区别。
80年代以后,PLC除逻辑运算外,也增加了一些控制回路算法,但要完成一些复杂运算还是比较困难,PLC用梯形图编程,模拟量的运算在编程时不太直观,编程比较麻烦。
但在解算逻辑方面,表现出快速的优点。
而DCS使用功能块封装模拟运算和逻辑运算,无论是逻辑运算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰,但相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。
3、DCS和PLC在火电厂的应用在火电厂热工自动化领域,DCS和PLC是两个完全不同而又有着千丝万缕联系的概念。
DCS和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物,火电厂主机控制系统用的是DCS,而PLC主要应用在电厂辅助车间。
4. PLC与DCS系统的区别是什么?
4. PLC与DCS系统的区别是什么?关键信息项:1、控制方式:____________________________2、系统规模:____________________________3、可靠性:____________________________4、开放性:____________________________5、成本:____________________________6、适用场景:____________________________1、控制方式11 PLC(可编程逻辑控制器)通常采用顺序扫描的方式进行控制,其程序执行是按照预先编写的逻辑顺序逐步进行的。
这意味着 PLC 对于离散控制和逻辑运算具有较高的效率,适用于对单个设备或生产线上的特定动作进行精确控制。
111 DCS(分布式控制系统)则采用分散控制、集中管理的控制方式。
它通过多个控制器分布在系统中,实现对不同区域或设备的控制,同时通过中央监控和管理系统进行整体协调和优化。
112 PLC 更侧重于逻辑控制和顺序控制,而 DCS 则能够实现更复杂的连续过程控制和回路调节。
2、系统规模21 PLC 系统一般适用于较小规模的控制应用,例如单个机器、小型生产线或局部的控制任务。
其 I/O 点数相对较少,通常在几百点以下。
211 DCS 系统则能够处理大规模的控制任务,涵盖整个工厂或大型生产过程,I/O 点数可以达到数千甚至上万点。
212 由于规模的差异,DCS 在系统扩展性和对大型复杂系统的适应性方面具有优势,而 PLC 更适合于简单、紧凑的控制场景。
3、可靠性31 PLC 在可靠性方面表现出色,具有较强的抗干扰能力和稳定性。
其硬件设计通常较为坚固,能够在恶劣的工业环境中稳定运行。
311 DCS 系统同样注重可靠性,但由于其系统结构较为复杂,涉及多个控制器和网络通信,因此在可靠性保障方面需要更多的措施和技术支持。
312 然而,现代的 DCS 系统通过采用冗余技术、容错设计等手段,也能够达到较高的可靠性水平。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
论坛内有很多海友在讨论DCS控制系统与PLC控制系统区别,我总结了一下:DCS控制系统与PLC控制系统区别从 DCS的基本结构和PLC的区别来讲,DCS为分散控制系统的英文(TOTALDISTRIBUTED CONTROL SYSTEM)简称。
指的是控制危险分散、管理和显示集中。
60年代末有人研制了作逻辑运算的可编程序控制器(Programmable Logic Controller)。
简称PLC。
主要应用于汽车制造业。
70年代中期以完成模拟量控制的DCS推向市场,代替以PID运算为主的模拟仪表控制。
首先提出DCS这样一种思想的是原制造仪表的厂商,当时主要应用于化工行业。
后又有计算机行业从事DCS的开发。
70年代微机技术还不成熟,计算机技术还不够发达。
操作站、控制器、I/O板和网络接口板等都是DCS生产厂家自行开发的,也就是所有部件都是专用的。
70年代初,有人用如PDP/1124这样的小型机代替原来的集中安装的模拟仪表控制。
连接到中央控制室的电缆很多。
如用小型机既作为控制器、同时把连接小型机的CRT又作为显示设备(即人机界面)。
一台小型机需接收几千台变送器或别的传感器来的信号,完成几百个回路的运算。
很显然其危险有点集中。
和模拟仪表连接的电缆一样多,并且一旦小型机坏了,控制和显示都没有了。
数字控制没有达到预期的目的。
后有人提出把控制和显示分开。
一台计算机完成控制计算任务,另一台计算机完成显示任务。
另外,一个工艺过程作为被控对象可能需要显示和控制的点很多,其中有一些还需要闭环控制或逻辑运算,工艺过程作为被控对象的各个部分会有相对独立性,可以分成若干个独立的工序,再把在计算机控制系统中独立的工序上需要显示和控制的输入、输出的点分配到数台计算机中去,把原来由一台小型机完成的运算任务由几台或几十台计算机(控制器)去完成。
其中一台机器坏了不影响全局。
所谓“狼群代替老虎”的战术,这就是危险分散的意思。
把显示、操作、打印等管理功能集中在一起,用网络把上述完成控制和显示的两部分连成一个系统。
当时有人把这种系统称为集散系统。
危险究竟要分散到多少算合适呢?这与当时的计算机技术的发展水平有关。
70年代中期,彻底分散就是一个控制器完成一个回路的运算。
当时由于人们对数字技术不太熟悉,习惯于模拟仪表,70年代末、80年代曾经风行回路控制器,把数字控制器做成和原来模拟仪表在外观上几乎完全一样,不改变操作习惯,内部把PID运算数字化。
一块仪表(一台计算机)完成一个回路的控制任务。
其价格较为昂贵,但危险是分散了。
然后用通讯网络把各个控制器和以CRT为基础的人机界面连成一个系统。
这时网络结构通常都是星形结构。
回路的控制器的制作成本太高,价格/性能比不好。
后来为了减低成本,就有两回路的、四回路的控制器,它的价格/性能比稍好一些。
对于一个大中型系统来说,DCS的价格/性能比比回路控制器组成的系统要好。
有些特殊地方还是要用到一些回路控制器。
如果所要完成的回路太多,如一个控制器采集几千点、完成几百个回路的运算,危险又太集中。
在这种情况下,危险必需分散。
随着计算机技术的发展,计算机的运算能力、存储容量和可靠性不断提高,一台计算机所完成的任务也可以增加。
完成的任务也可集中一点。
另外,控制器、网络等冗余技术也得到了发展,控制运算也可集中一些。
从目前的DCS来看,一个控制器完成几十个回路的运算和几百点的采集、再加适量的逻辑运算,经现场使用,效果是比较好的。
这就产生控制器升级的问题了。
有时控制器和检测元件的距离还是比较远,这就促进现场总线的发展。
如CAN、LOONWORKS、FF等现场总线,以及HART协议接收板等都用到DCS系统中。
DCS分为三大部分,带I/O板的控制器、通讯网络和人机界面(HMI)。
由I/O板通过端子板直接与生产过程相连,读取传感器来的信号。
I/O板有几种不同的类型,每一种I/O板都有相应的端子板。
模拟量输入,4-20毫安的标准信号板和用以读取热电偶的毫伏信号板;4-16个通道不等;模拟量输出,通常都是4-20毫安的标准信号,一般它的通道比较少,4-8个个通道;开关量输入;16-32个通道:开关量输出,开关量输入和输出还分不同电压等级的板,如直流24伏、125伏;交流220伏或115伏等;8-16个通道不等;脉冲量输入,用于采集速率的信号;4-8通道不等;快速中断输入;HART协议输入板;现场总线I/O板;每一块I/O板都接在I/O总线上。
为了信号的安全和完整,信号在进入I/O 板以前信号要进行整修,如上下限的检查、温度补偿、滤波,这些工作可以在端子板完成,也可以分开完成,完成信号整修的板现在有人称它们为信号调理板。
I/O总线和控制器相连。
80年代的DCS由于控制器的运算能力不强,为了增加I/O点数,把控制器的任务分开,实际上是有三种类型的控制器。
即:完成闭环运算的控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器。
它们分别有自己的I/O总线,各种DCS的I/O总线各不相同。
如果要求快速,最好采用并行总线。
一般采用串行总线比较多。
尤其是RS485总线较多,模拟量数据采集器和逻辑运算器的I/O点数可以多一些。
闭环控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器可以和人机界面直接连在通讯网络上,在网络上的每一个不同的控制器作为网络上的一个独立结点。
每一个结点完成不同的功能。
它们都应有网络接口。
有的DCS为了节省网络接口,把所有的过程控制用的设备即闭环控制器、模拟量数据采集器和逻辑运算器预先连在控制总线上,称为过程控制站。
这可以增加过程控制站能接收的I/O点数,又能节省接口。
然后再通过接口连到网络上,与人机界面相连。
随着计算机计术的发展,控制器的运算能力不断增强,如PC机做的一个控制器能力很强,既可接收模拟量运算,也接收开关量逻辑运算。
一个控制器成为网络上的一个结点。
通过网络与人机界面相连。
控制器是DCS的核心部件,它相当于一台PC机。
有的DCS的控制器本身就是PC机。
它主要有CPU、RAM、E2PROM和ROM等芯片,还有两个接口,一个向下接收I/O总线来的信号,另一个接口是向上把信号送到网络上与人机界面相连。
ROM用来存贮完成各种运算功能的控制算法(有的DCS称为功能块库)。
在库中存功能块,如控制算法PID、带死区PID,积分分离PID,算术运算加、减、乘、除、平方、开方、函数运算一次滤波、正弦、余弦、X-Y函数发生器、超前-滞后;比较先进的算法有史密斯预估,C语言接口、矩阵加、矩阵乘;逻辑运算有逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑与非等。
通常用站功能块不仅把模拟量和开关量结合起来,还与人连系起来。
功能块越多,用户编写应用程序(即组态)越方便。
组态按照工艺要求,把功能块连接起来形成控制方案。
把控制方案存在E2PROM中。
因为E2PROM可以擦写,组态要随工艺改变而改变,所以把组态存在E2PROM中。
不同用户有不同组态。
组态时,用户从功能块库中选择要的功能块,填上参数,把功能块连接起来。
形成控制方案存到E2PROM中。
这时控制器在组态方式,投入运行后就成为运行方式控制器中安装有操作系统,功能块组态软件和通讯软件。
为了系统安全运行,闭环控制器一定是冗余运行的,一用一备,并且是热备。
为了使冗余成功,应注意以下几点:两个控制器的硬件、软件版本必需一致;检查发送-接收的芯片是否完好;冗余的芯片是否完好。
两个模件的设定是否一样、还要检查有没有带手操站等。
通讯网络把过程站和人机界面连成一个系统。
通讯网络有几种不同的结构行式。
如总线式、环形和星形(见图)。
总线形在逻辑上也是环形的。
星形的只适用于小系统。
不论是环形还是总线形,一般都采用广播式。
其它一些协议方式已用的较少。
通讯网络的速率在10M和100M左右。
人机界面有4种不同形式的结点,它们是操作站、工程师工作站、历史趋势站和动态数据服务器。
u 操作站安装有操作系统、监控软件和控制器的驱动软件。
显示系统的标签、动态流程图和报警信息。
u 工程师工作站给控制器组态(CAD),也可以给操作站组态(作动态流程图)。
如果监控软件作图能力很强,作图工作可以由监控软件独立完成。
工程师站的另外一个功能是读控制器的组态,用于控制器升级,查找故障。
我们称之为逆向工程师站。
u 历史趋势站用于存储历史数据,一般用磁盘阵列(称为RAID技术)。
u 动态数据服务器是DCS和MIS系统的接口,也是DCS和Web的隔离设备。
DCS和PLC的设计原理区别较大,PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,70年代的PLC 只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。
它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。
用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。
运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。
PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到最终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。
PLC 每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。
不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。
程序计数器这样的循环操作,这是DCS所没有的。
这也是使PLC的冗余不如DCS的原因。
DCS是在运算放大器的基础上得以发展的。
把所有的函数、各过程变量之间的关系都作成功能块(有的DCS系统称为膨化块)。
70年代中期的DCS只有模拟量控制。
如TDC2000系统,一个控制器一秒钟内能完成8个PID回路的运算。
首先应用的是化工行业。
DCS和PLC的表现的主要差别是在开关量的逻辑解算和模拟量的运算上,即使后来两者相互有些渗透,但是还是有区别。
80年代以后,PLC除逻辑运算外,也有一些控制回路用的算法,但要完成一些复杂运算还是比较困难,PLC用梯形图编程,模拟量的运算在编程时不太直观,编程比较麻烦。
但在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。
它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。
而DCS 把所有输入都当成模拟量,1位就是开关量。
解算一个逻辑是在几百微秒至几毫秒量级。
对于PLC解算一个PID运算在几十毫秒,这与DCS的运算时间不相上下。
大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。
把计算结果送给PLC的控制器。
不同型号的DCS,解算PID所需时间不同,但都在几十毫秒的量级。
如早期的TDC2000系统,1秒钟内完成8个回路的控制运算。
随着芯片技术的发展,解算一个算法的时简在缩短。
解算一个算法所需时间与功能块的安排方式和组态方式有关。
在接地电阻方面,对PLC也许要求不高,但对DCS一定要在几欧姆以下(通常在4欧姆以下)。