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技术文章

DCS与PLC的比较


发布日期:[2011-12-25] 共阅[3345]次

DCS与PLC的比较

1. 定义
1) DCS:分散控制系统,采用功能分级、软硬件分布配置、监控管理功能集中于中央站和有相当操作级别的终端,实时性强的控制和调节功能由分站完成,中央站停止工作不影响分站功能和设备运转,对于局部网络通信控制也不应因此而中断(中国标准JGJ/T16—92,26.2.2.3)。
2) PLC:可编程序控制器,专为在工业环境中应用而设计,采用可编程序的存储器存储操作指令,并通过数字式的或模拟式的输入输出控制机械或生产过程(IEC—1985)。
2.主要应用范围
1) DCS:过程控制,面向工艺变量。
2) PLC:机械制造和工厂自动化,面向操作人员。
3.基本控制变量
1) DCS:模拟量,温度、压力、流量、液位、成分。
2) PLC:开关量,继电器状态、计时器输出。
4.典型控制方法
1) DCS:闭环消除偏差的单环PID反馈控制,开环消除扰动的前馈控制,包饭定值控制随动控制功能的双环串级控制、单环双环两类比值控制、分程控制。
2) PLC:开关量逻辑控制、定时控制、计数控制、位置控制、条件步进控制、时间步进控制。
5.受控系统特点
1) DCS:模拟参量连续变化,过程缓慢,系统过程呈现惯性,产生时间滞后。系统以设定值控制为主,追求受控系统稳定和控制度,不断循环的偏差输入和改变调节输出控制,旨在消除控制偏差。
2) PLC:继电器或计时器触点开关状态瞬间变化,系统状态及时步进或转移。以顺序控制为主,追求受控系统逻辑关系正确和设备动作时间清晰,不断输入和输出触点状态变化,旨在保证系统控制逻辑符合规定要求。
6.控制原理与工作方式
1)  DCS:控制器按预定周期和程序进行信号测量运算和处理,产生相应控制输出,并以采样周期分时方式完成多回路控制。JGJ/T16—92规定,一个分站对多个回路实施分时控制时,要考虑数据采集时间、数字滤波时间、控制程序运算及输出的综合时间,“避免因分时过短而导致失控”。控制器CPU还要完成控制器内部各个功能块部件的控制操作和故障诊断。
     由上述可知,DCS的只要技术指标是控制方法和控制回路数量。
2) PLC:控制器高速反复循环扫描方式工作。每一个工作周期开始,控制器首先以扫描方式顺序读入所有输入端的信号状态(1或0),并逐一存入输入状态寄存器;输入采样结束后,转入程序执行阶段,组成程序的每条指令均编有步序号,依次存入存储器,控制器顺序执行由输入和输出状态寄存器状态所决定的这些指令,进行逻辑运算,结果存入输出状态寄存器;在输出刷新阶段,转存到输出锁存电路,驱动继电器线圈,形成PLC输出端的实际输出。由上述可知,PLC主要技术指标是扫描速度和存储器容量。
7. 组网技术
DCS和PLC组成工业控制网络都基于利用中央站(服务器、胖客户机工作站和瘦客户机工作站)对生产过程进行集中监视、操作和管理,利用分站(DDC和PLC两类控制器)进行分散控制。分站之间、分站和中央站之间都采用计算机网络技术,都要求实现同层点对点通信,在构成以现场总线为基础的分布式控制走向开放系统的发展道路要求方面一致。
8. 发展趋势
由于计算机和网络技术不断发展,DCS和PLC两者功能不断相互渗透。这两类在控制领域各司一方的控制系统,不断吸纳对方优点以充实自己。
DCS加强PLC逻辑控制、联锁控制、顺序控制和梯形图语言编程功能,甚至一些新DCS也采用标准所规定的PLC编程语言规范。DCS在开关量控制速度方面,已有长足进展,像开关量输入响应速度已达到毫秒级;而PLC则增加DCS的闭环控制、记录仪表、CRT显示和网络通信功能。DCS和PLC正在走向统一。
 

 
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