數字通訊是一種趨勢,它代表了技術進步,是任何人阻擋不了的。正如目前的DCS與新型的PLC,由于多年的開發研究,在各自保留自身原有的特點外,又相互補充,形成新的系統,現在的DCS已不是當初的DCS,同樣如此,新型的PLC也不是開發初期的PLC。三大控制系統互為犄角,推動工業自動化不斷向前發展。 PLC控制系統基本特點 (1)從開關量控制發展到順序控制、運送處理,是從下往上的。 (2)連續PID控制等多功能,PID在中斷站中。 (3)PLC網絡如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4(錯了,去掉)、S5、S6(錯了,去掉)、S7等,GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。 (4)也可一臺PLC為主站,多臺同型PLC為從站,構成PLC網絡。這比用PC機作主站方便之處是:有用戶編程時,不必知道通信協議,只要按說明書格式寫就行。 (5)PLC網格既可作為獨立DCS/TDCS,也可作為DCS/TDCS的子系統。 (6)大系統同DCS/TDCS,如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。 (7)可用一臺PC機為主站,多臺同型PLC為從站。(8)主要用于工業過程中的順序控制,新型PLC也兼有閉環控制功能。 (9)制造商:GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等。 DCS或TDC控制系統基本特點 (1)分散控制系統DCS與集散控制系統TDCS是集4C(Communication,Computer,4T,Control、CRT)技術于一身的監控技術。 (2)從上到下的樹狀拓撲大系統,其中通信(Communication)是關鍵。 (3)DCS是控制(工程師站)、操作(操作員站)、現場儀表(現場測控站)的3級結構。 (4)是樹狀拓撲和并行連續的鏈路結構,也有大量電纜從中繼站并行到現場儀器儀表。 (5)模擬信號,A/D—D/A、帶微處理器的混合。 (6)一臺儀表一對線接到I/O,由控制站掛到局域網LAN。 (7)PID在中斷站中,中斷站聯接計算機與現場儀器儀表與控制裝置。 (8)缺點是成本高,各公司產品不能互換,不能互操作,大DCS系統是各家不同的。 (9)用于大規模的連續過程控制,如石化等。 (10)制造商:Bailey(美)、Westinghous(美)、HITACH(日)、NORTHRMP(美)、SIEMENS(德)、Foxboro(美)、ABB(瑞士)、Braun(德)、Yokogawa(日)、Honewell(美國)、Taylor(美)等。 FCS控制系統基本特點 (1)基本任務是:本質(本征)安全、危險區域、易變過程、難于對付的非常環境。 (2)全數字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。 (3)用兩根線聯接分散的現場儀表、控制裝置、PID與控制中心,取代每臺儀器兩根線。 (4)局域網,再可與internet相通。 (5)多變量、多節點、串行、數字通信系統取代單變量、單點、并行、模擬系統。 (6)是互聯的、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)由現場電腦操縱,還可掛到上位機,接同一總線的上一級計算機。 (9)在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。 (10)改變傳統的信號標準、通信標準和系統標準入企業管理網。 (11)制造商:美Honeywell、Smar、Fisher—Rosemount、AB/Rockwell、Elsag—Bailey、Foxboro、Yamatake、日Yokogawa、Siemens、GEC—Alsthom、Schneider、proces—Data、ABB等。 3類FCS的典型 1)連續的工藝過程自動控制如石油化工,其中“本安防爆”技術是絕對重要的,典型產品是FF、World6W: 2)分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車,典型產品是Profibus—DP、CANbus; 3)多點控制如樓宇自動化,典型產品是LONWork、Profibus—FMS。 從上述基本要點的描述中,我們是否注意到一點,用于過程控制的三大系統,沒有一個是針對電站而開發的,或者說,在他們開發的初期,都并非以電站做系統的首選控制對象。而在這些系統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。現在奇怪的是,這三大控制系統,尤其是DCS、PLC,都在電站得到了廣泛應用,而且效果也非常好。 我們已經知道,FCS是由DCS與PLC發展而來,FCS不僅具備DCS與PLC的特點,而且跨出了革命性的一步。而目前,新型的DCS與新型的PLC,都有向對方靠攏的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控制功能;而新型的PLC,在處理閉環控制方面也不差,并且兩者都能組成大型網絡,DCS與PLC的適用范圍,已有很大的交叉。下一節就僅以DCS與FCS進行比較。在前面的章節中,實際上已涉及到DCS與FCS的差異,下面將就體系結構、投資、設計、使用等方面進行敘述。 差異要點系統的關鍵是通信。也可以說數據公路是分散控制系統DCS的脊柱。由于它的任務是為系統所有部件之間提供通信網絡,因此,數據公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。數據公路的媒體可以是:一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。通過數據公路的設計參數,基本上可以了解一個特定DCS系統的相對優點與弱點。 (1)系統能處理多少I/O信息。 (2)數據公路的最大允許長度是多少。 (3)能適應多少用戶和裝置(CRT、控制站等)。 (4)傳輸數據的完整性是怎樣徹底檢查的。 (5)系統能處理多少與控制有關的控制回路的信息。 (6)數據公路能支持多少支路。 (7)數據公路是否能支持由其它制造廠生產的硬件(可編程序控制器、計算機、數據記錄裝置等)。 為保證通信的完整,大部分DCS廠家都能提供冗余數據公路。為了保證系統的安全性,使用了復雜的通信規約和檢錯技術。所謂通信規約就是一組規則,用以保證所傳輸的數據被接收,并且被理解得和發送的數據一樣。目前在DCS系統中一般使用兩類通信手段,即同步的和異步的,同步通信依靠一個時鐘信號來調節數據的傳輸和接收,異步網絡采用沒有時鐘的報告系統。(網絡) |