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可编程控制器和DCS系统的集成前景

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日期:2007-12-7 0:29:31     来源:中国自动化网   作者: 点击:
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与DCS控制系统各自在离散和过程行业独领风骚。然而,随着自动化技术的进步,尤其是自动化系统通信技术的飞越式发展,两者正在呈现融合与集成的趋势。这篇来自ARC咨询集团的专业报告对这一热点加以了较为全面的探讨。

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。过提控制行业和DCS轰统炼油厂、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、v0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。

离散行业和
PLC

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。

3C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T它V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(SII,)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t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。

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