過程控制的發展：從DCS 和 PLC 到 混合型控制系統
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企業：控制網
領域：電源
行業：建筑樓宇
- 點擊數：1468 發布時間：2007-07-21 22:19:02
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在過程自動化控制發展初期，工廠經理有兩個基本選擇：集散控制系統（DCSs）或者可編程邏輯控制器（PLCs）。盡管功能相似，兩者卻有很大的不同，各有其優缺點。最后，不管選擇哪一個，您總是要付出一定的代價。
集散控制系統
集散控制系統是一個對過程系統各方面進行控制的精細、單一的微處理器網絡系統。
通常這些系統非常復雜和昂貴，并且使用專有的硬件和軟件,包括控制語言，因此，只有其制造商才能為其提供售后服務和技術支持。一旦系統安裝使用，很難適應隨時間而產生的工藝要求的變化。但是它們能夠處理最大、最復雜的過程處理，使得它們被主要用于連續的過程工業, 例如能源電力、石油和天然氣、水和污水處理以及紙漿和造紙等連續過程工業。
可編程邏輯控制器
可編程邏輯控制器（或稱為PLCs）是一種小型但運行速度很快的計算機，用于控制諸如過程系統中的設備等單個或多個實際應用的工藝流程。其取代了過去每次更改工藝流程或產品后必須手動重新布線的硬接線繼電器，克服了以往繼電器耗費高且效率低的缺陷。使用PLC后，您僅需對其重新編程即可完成整個操作。實際上早期的PLC使用的是能反映繼電器電路圖的梯形邏輯（Ladder logic）語言，因此傳統的工程師能夠很容易地讀懂他們。
DCS系統是刻板的,PLC系統卻很靈活。DCS系統是大型、自封閉的系統，而PLC系統則是模塊化、可伸縮的系統，從而能夠為中小型的過程處理尤其是諸如食品飲料、人員安全以及生命科學等批量和離散生產部門的工藝系統提供上佳的解決方案。因為采用模塊化組件，所以PLC系統通常較便宜，至少在工程初期如此。但是，當工程師把所有組件構造成系統后，其價位可能與DCS相差無幾甚至有時超過DCS。
混合型控制系統的構想
在過去十年中，歷史悠久的DCS和PLC公司都轉向共同稱之為“混合型控制系統”的領域，在此領域他們可以嘗試把DCS系統的強大功能、復雜性和PLC系統的靈活、開放性以及低價位結合起來。為此，DCS公司已經減少其系統所占用的空間，而PLC公司則已開始集成其組件以制造更完善的系統。
但是盡管許多嘗試已獲得商業上的成功，這些“混合型系統”卻永遠不能完全達到 混合控制系統的最初構想。例如，DCS 混合控制系統 就無法制造足夠模塊化的系統以供OEMs和最終客戶使用，也不能提供足夠的可伸縮性和靈活性來處理大小不同的應用規模。此外，高速順序控制或離散量處理的速度（有時以幾十毫秒計）對于DCS 混合控制系統 來說是太快而難于調節，從而使得包裝、金屬鍛壓或簡單的馬達控制很難實現甚至無法控制。因此，存在批量、連續及離散環境的混合 工業或者要求高速順控的大型連續加工工廠仍需要另一個控制系統用于其離散領域，從而產生了許多額外開銷、集成問題、培訓和維修費用增加等問題。而許多嘗試開發混合控制系統的歷史悠久的PLC系統無法提供真正的系統性能，缺少系統服務, 例如不能統一定義變量和系統報警/事件管理等。
不論是來自傳統的DCS技術還是PLC技術，大多數此類系統不能與信息層緊密集成為一體。不能避免因采用多個數據庫導致的成本增加，而將信息層和控制層的緊密結合可以有效地控制和優化產品并提高了運營績效。將可視性引入工藝流程操作不僅經濟而且更加簡單。
采用混合控制系統的構想，可以緊密地把信息層和控制層結合
現在，GE Fanuc推出的Proficy Process Systems，一個采用混合控制系統構想的系統，是一個既擁有集散控制系統的強大動力和高效能又具有可編程邏輯控制器的靈活性、開放性和價格優勢的自動化控制系統。通過將Proficy軟件固有的分層結構置入過程控制系統，使得產品的優化，分析及生產管理的層次更加簡單清晰。
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