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控制系統(tǒng)

如何選擇適合自己的過程控制(一)

星之球激光 來源:中國儀表網(wǎng)2012-10-18 我要評論(0 )   

工業(yè)界對于分布式控制系統(tǒng)( DCS )與可編程邏輯控制器( PLC )兩者孰優(yōu)孰劣的爭論已經(jīng)持續(xù)了至少40年。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,爭論并未停止。由于兩者功能特性越來越...

       工業(yè)界對于分布式控制系統(tǒng)(DCS)與可編程邏輯控制器(PLC)兩者孰優(yōu)孰劣的爭論已經(jīng)持續(xù)了至少40年。然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,爭論并未停止。由于兩者功能特性越來越接近,價(jià)格差異也在縮小,曾經(jīng)一度很清晰的選擇,現(xiàn)在似乎變得越來越模糊。要想理解這兩者之間的爭論,就一定要明確這兩種平臺之間的根本性差異。

  要想理解這兩者之間的爭論,就一定要明確這兩種平臺之間的根本性差異。例如,DCS體系結(jié)構(gòu)源自一種完整的系統(tǒng)方法,其焦點(diǎn)在于基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布式控制,協(xié)助作業(yè)人員監(jiān)視并操控工廠中的任何一個區(qū)域。通過高性能的確定性網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)一致、同步并且完整的過程數(shù)據(jù)正是DCS體系結(jié)構(gòu)的核心。

  另一方面,PLC體系結(jié)構(gòu)聚焦于靈活快速的本地控制,PLC技術(shù)最近的發(fā)展為其增加了過程控制能力。當(dāng)PLC和HMI軟件集成在一起時(shí),其最終形態(tài)看起來與DCS十分類似,但是這仍舊是一種自建(DIY)的實(shí)現(xiàn)方法,意味著工程師必須親力親為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)。對于控制來說這種方法更加靈活,但是DIY通常意味著在組網(wǎng)和性能上更大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),其導(dǎo)致的成本增加會在后期慢慢體現(xiàn)。

  以前,相對于PLC系統(tǒng)來說,DCS通常更加昂貴,而且與今天面臨的狀況不同,當(dāng)年很多工廠對生產(chǎn)速度、產(chǎn)量、廢物排放、安全性和遵循法規(guī)上的需求并不高。正是因?yàn)檫@樣,基于PLC的系統(tǒng)才獲得了發(fā)展,因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁└偷墓潭ㄙY產(chǎn)投資,同時(shí)提供的功能也足夠用。但是隨著時(shí)代的變遷,在全球市場范圍DCS系統(tǒng)的價(jià)格不斷降低,制造企業(yè)對其需求也隨之上升。因此,在投建新自動化項(xiàng)目時(shí),很多控制系統(tǒng)工程師、維護(hù)經(jīng)理和工廠經(jīng)理開始重新審視DCS和PLC控制系統(tǒng)兩者的優(yōu)劣。

  在評價(jià)DCS和基于PLC架構(gòu)的自建分布式控制系統(tǒng)時(shí),有幾個要點(diǎn)需要注意。

網(wǎng)絡(luò)性能

  優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)性能始于合理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),而合理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)依賴于對每一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通訊行為和用來承載網(wǎng)絡(luò)信息的協(xié)議的詳盡了解。主要的過程自動化供應(yīng)商已經(jīng)注意到這種需求,他們提供最優(yōu)的方案,使用戶可以為控制系統(tǒng)選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。而DIY方案的應(yīng)用工程師可能需要首先完成特定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的搭建。

  網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和安裝完成之后,下一步就是測試網(wǎng)絡(luò)性能到底如何。對于不同的數(shù)據(jù)采集量、警報(bào)、歷史信息、對等網(wǎng)絡(luò)信息和隨時(shí)可能發(fā)生的備份作業(yè),同樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的性能可能具有很大的差異,這需要依靠全面的最優(yōu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)測試才能夠得出結(jié)論。

  假設(shè)用戶已經(jīng)完成了網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和安裝,工廠達(dá)到了最大生產(chǎn)能力,一切都按照預(yù)期運(yùn)行,那么此時(shí)需要面臨的挑戰(zhàn)就是如何維持這種平穩(wěn)的網(wǎng)絡(luò)作業(yè)狀態(tài)。

  一種解決方案是在項(xiàng)目之初就安裝容錯以太網(wǎng)(FTE),這是一種使用并不昂貴的成品組件實(shí)現(xiàn)冗余工業(yè)以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù),這種技術(shù)能夠提供高可用性。FTE還能夠提供足夠的網(wǎng)絡(luò)診斷,實(shí)現(xiàn)對過程控制網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)關(guān)注,可以作為DCS的一部分。

  而且,工廠必須在補(bǔ)丁和更新被載入生產(chǎn)系統(tǒng)之前對其進(jìn)行功能和性能的測評。有經(jīng)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)工程師深知網(wǎng)絡(luò)上的每一臺設(shè)備都必須正常工作,才能構(gòu)成一個健康的網(wǎng)絡(luò)整體,正所謂一條臭魚腥了一鍋湯。

 

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