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1. 定義
1) DCS:分散控制系統(tǒng),采用功能分級(jí)、軟硬件分布配置、監(jiān)控管理功能集中于*站和有相當(dāng)操作級(jí)別的終端,實(shí)時(shí)性強(qiáng)的控制和調(diào)節(jié)功能由分站完成,*站停止工作不影響分站功能和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)于局部網(wǎng)絡(luò)通信控制也不應(yīng)因此而中斷(中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T16—92,26.2.2.3)。
2) PLC:可編程序控制器,專為在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用而設(shè)計(jì),采用可編程序的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)操作指令,并通過(guò)數(shù)字式的或模擬式的輸入輸出控制機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程(IEC—1985)。
2.主要應(yīng)用范圍
1) DCS:過(guò)程控制,面向工藝變量。
2) PLC:機(jī)械制造和工廠自動(dòng)化,面向操作人員。
3.基本控制變量
1) DCS:模擬量,溫度、壓力、流量、液位、成分。
2) PLC:開關(guān)量,繼電器狀態(tài)、計(jì)時(shí)器輸出。
4.典型控制方法
1) DCS:閉環(huán)消除偏差的單環(huán)PID反饋控制,開環(huán)消除擾動(dòng)的前饋控制,包飯定值控制隨動(dòng)控制功能的雙環(huán)串級(jí)控制、單環(huán)雙環(huán)兩類比值控制、分程控制。
2) PLC:開關(guān)量邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、位置控制、條件步進(jìn)控制、時(shí)間步進(jìn)控制。
5.受控系統(tǒng)特點(diǎn)
1) DCS:模擬參量連續(xù)變化,過(guò)程緩慢,系統(tǒng)過(guò)程呈現(xiàn)慣性,產(chǎn)生時(shí)間滯后。系統(tǒng)以設(shè)定值控制為主,追求受控系統(tǒng)穩(wěn)定和控制度,不斷循環(huán)的偏差輸入和改變調(diào)節(jié)輸出控制,旨在消除控制偏差。
2) PLC:繼電器或計(jì)時(shí)器觸點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)瞬間變化,系統(tǒng)狀態(tài)及時(shí)步進(jìn)或轉(zhuǎn)移。以順序控制為主,追求受控系統(tǒng)邏輯關(guān)系正確和設(shè)備動(dòng)作時(shí)間清晰,不斷輸入和輸出觸點(diǎn)狀態(tài)變化,旨在保證系統(tǒng)控制邏輯符合規(guī)定要求。
6.控制原理與工作方式
1) DCS:控制器按預(yù)定周期和程序進(jìn)行信號(hào)測(cè)量運(yùn)算和處理,產(chǎn)生相應(yīng)控制輸出,并以采樣周期分時(shí)方式完成多回路控制。JGJ/T16—92規(guī)定,一個(gè)分站對(duì)多個(gè)回路實(shí)施分時(shí)控制時(shí),要考慮數(shù)據(jù)采集時(shí)間、數(shù)字濾波時(shí)間、控制程序運(yùn)算及輸出的綜合時(shí)間,“避免因分時(shí)過(guò)短而導(dǎo)致失控”??刂破鰿PU還要完成控制器內(nèi)部各個(gè)功能塊部件的控制操作和故障診斷。
由上述可知,DCS的只要技術(shù)指標(biāo)是控制方法和控制回路數(shù)量。
2) PLC:控制器高速反復(fù)循環(huán)掃描方式工作。每一個(gè)工作周期開始,控制器首先以掃描方式順序讀入所有輸入端的信號(hào)狀態(tài)(1或0),并逐一存入輸入狀態(tài)寄存器;輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段,組成程序的每條指令均編有步序號(hào),依次存入存儲(chǔ)器,控制器順序執(zhí)行由輸入和輸出狀態(tài)寄存器狀態(tài)所決定的這些指令,進(jìn)行邏輯運(yùn)算,結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器;在輸出刷新階段,轉(zhuǎn)存到輸出鎖存電路,驅(qū)動(dòng)繼電器線圈,形成PLC輸出端的實(shí)際輸出。由上述可知,PLC主要技術(shù)指標(biāo)是掃描速度和存儲(chǔ)器容量。
7. 組網(wǎng)技術(shù)
DCS和PLC組成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)都基于利用*站(服務(wù)器、胖客戶機(jī)工作站和瘦客戶機(jī)工作站)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和管理,利用分站(DDC和PLC兩類控制器)進(jìn)行分散控制。分站之間、分站和*站之間都采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),都要求實(shí)現(xiàn)同層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信,在構(gòu)成以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的分布式控制走向開放系統(tǒng)的發(fā)展道路要求方面一致。
8. 發(fā)展趨勢(shì)
由于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,DCS和PLC兩者功能不斷相互滲透。這兩類在控制領(lǐng)域各司一方的控制系統(tǒng),不斷吸納對(duì)方優(yōu)點(diǎn)以充實(shí)自己。
DCS加強(qiáng)PLC邏輯控制、聯(lián)鎖控制、順序控制和梯形圖語(yǔ)言編程功能,甚至一些新DCS也采用標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的PLC編程語(yǔ)言規(guī)范。DCS在開關(guān)量控制速度方面,已有長(zhǎng)足進(jìn)展,像開關(guān)量輸入響應(yīng)速度已達(dá)到毫秒級(jí);而PLC則增加DCS的閉環(huán)控制、記錄儀表、CRT顯示和網(wǎng)絡(luò)通信功能。DCS和PLC正在走向統(tǒng)一。
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