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PLC 和 DCS 系统的集成前景
(发表时间 :2006-2-27 作者: S.R.Venkatapathy 新闻来源: Control Engineering China )
?离散控制系统 (DCS) 在过程控制行业中占有支配的地位,而可编程逻辑控制器 (PLC) 在离散制造行业中占有统治的地位。在过程控制行业中,过程控制的功能基本上通过采用专有的离散控制系统 (DCS) 来进行调节控制,而其停止运行的功能寻址则由可编程逻辑控制器 (PLC) 完成。本文将对 DCS 与 PLC 系统的集成应用前景进行探讨。
过程工业行业与DCS系统
炼油厂、化工厂、发电厂、造纸厂和金属冶炼厂等一类过程控制行业,总是离不开采用DCS作为过程中的控制系统。其主要的一类控制功能特性,例如 : 控制器、历史状态、显示、现场输出数据等都是 “ 分布式 ” 的。包括处理器、 IO卡分布、通路和现场连接装置 ( 用于执行命令 ) 在内的分布 DCS 系统流程图可保证灵活地添加、修正或取消控制点的连接。在某种意义上来说,它们能起到隔离的作用,不致使系统上某单一部件的故障影响到其他部件的功能。例如,一个控制闭环的故障不致影响到其他相连闭环回路的功能特性。其工作性能和可靠性确立了 DCS 系统在过程控制行业中的应用地位。 离散行业与 PLC 系统????PLC 是来源于离散行业中的应用。 PLC 不同于典型的 DCS 系统选项的地方主要在于,它与控制一个系统的逻辑程序有关。 PLC 采用物理装置代替硬连线逻辑,并借助于中央处理器来阅读所有的输入值,并执行程序,向编程状态发出输出指令。这一切都是在重复的扫描过程中完成的,每次扫描约持续几毫秒的时间。一般来说,像汽车和建筑自动化、电子和半导体、机械和运输等一类的离散行业传统上都采用 PLC 可编程逻辑控制器。 DCS 和 PLC 的共同功能特牲 ??? 典型的 DCS 系统除了能起到控制功能以外,还可将其顺序控制的功能特性,应用于逻辑编程之中。在过程控制功能中发挥作用的同一个处理器也能用于逻辑控制。在连续的过程生产工厂中,逻辑控制和工艺控制是要求互相分离的。这也正是典型的 PLC 可以获得接受的地方 ( 与 DCS 系统一起使用 ) 。对于逻辑应用而言,采用 DCS 系统的方案相对要比采用 PLC 可编程逻辑控制器更昂贵些。何况,过程的安全停产需要采用一种能独立于过程控制系统的专用系统。一个时期以来,在连续过程控制行业的生产中, DCS 系统变成了过程控制的同义词,而 PLC 的功能特性则适合于停工时使用。其中, DCS 系统和 PLC 系统分别用于过程控制和逻辑功能特性, PLC 接收来自 DCS 系统的数据 ( 连续的输人数据 ) 以及来自于现场的数字和模拟输人数据。 ????PLC 驱动现场各装置的情况 ( 工厂过程中的一部分 ) 纯粹是响应其接收的来自现场的硬接线输入数据,其反应动作完全独立于 DCS 系统的控制动作。由于 PLC 接收来自 DCS 系统的连续输人数据,因此 PLC 起到了一个数据汇集系统的作用。 功能通用的硬件、综合性的技术、加强的通信功能 ????DCS 和 PLC 系统的处理器始终在不断更新换代,与其所鼓吹的强大处理功能保持同步。与这两者控制器连接的 I/O 卡也有很强大的处理器。工厂在控制器和 I/O 板上同时安设模拟和数字信号处理功能是完全符合逻辑的,这是一个它们可以共同发挥作用的地方,两者既 “ 统一 ” 但又 “ 相互独立 ” 。在某些情况下,这一目标已经实现。在最近一届的德国汉诺威博览会上, Yokogawa、ABB 、西门子等一类生产厂越来越多地展示了这些产品。 DCS 和 PLC 系统的控制器都具有相类似的功能特性,但从应用来看则又是不同的。 ??? 在过程生产工厂中, PLC 的安全性是安全自动化仪表系统 (SIS) 运行中的一个主要因素。诸如 IEC?61508,?IEC?71511 和 ISA?SP85 一类的标准事实上已经代替了TUV认证机构所采用的 DIN?19250 标准。这涉及到对整个自动化仪表系统的认证,而不光是逻辑控制器部分。整体安全水平 (SIL) 的认证关系到额外的成本,因此,这使得企业用户会尽量设法去降低开发费用,尽量选用最佳的 “ 通用 ” 硬件。对于用户来说,这样做的结果就是节省每一处系统访问的费用。 ????ARC 咨询集团已经注意到了现场总线基金会 (Field bus?Foundation,?FF) 和 Proftbus 国际用户组织(Profibus Nutzerorganisation ,PNO)将安全应用放在优先的位置上。 FF 已将其安全自动化仪表系统 (FF-SIS?) 提交 TUV 认证机构审批,并希
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