過程控制的發(fā)展：從DCS 和 PLC 到 混合型控制系統(tǒng)
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企業(yè)：控制網(wǎng)
領(lǐng)域：電源
行業(yè)：建筑樓宇
- 點擊數(shù)：1465 發(fā)布時間：2007-07-21 22:19:02
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在過程自動化控制發(fā)展初期，工廠經(jīng)理有兩個基本選擇：集散控制系統(tǒng)（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(yōu)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(tǒng)
集散控制系統(tǒng)是一個對過程系統(tǒng)各方面進行控制的精細、單一的微處理器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
通常這些系統(tǒng)非常復(fù)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(wù)和技術(shù)支持。一旦系統(tǒng)安裝使用，很難適應(yīng)隨時間而產(chǎn)生的工藝要求的變化。但是它們能夠處理最大、最復(fù)雜的過程處理，使得它們被主要用于連續(xù)的過程工業(yè), 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(xù)過程工業(yè)。
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(tǒng)中的設(shè)備等單個或多個實際應(yīng)用的工藝流程。其取代了過去每次更改工藝流程或產(chǎn)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(tǒng)的工程師能夠很容易地讀懂他們。
DCS系統(tǒng)是刻板的,PLC系統(tǒng)卻很靈活。DCS系統(tǒng)是大型、自封閉的系統(tǒng)，而PLC系統(tǒng)則是模塊化、可伸縮的系統(tǒng)，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(xué)等批量和離散生產(chǎn)部門的工藝系統(tǒng)提供上佳的解決方案。因為采用模塊化組件，所以PLC系統(tǒng)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(gòu)造成系統(tǒng)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(tǒng)的構(gòu)想
在過去十年中，歷史悠久的DCS和PLC公司都轉(zhuǎn)向共同稱之為“混合型控制系統(tǒng)”的領(lǐng)域，在此領(lǐng)域他們可以嘗試把DCS系統(tǒng)的強大功能、復(fù)雜性和PLC系統(tǒng)的靈活、開放性以及低價位結(jié)合起來。為此，DCS公司已經(jīng)減少其系統(tǒng)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(tǒng)。
但是盡管許多嘗試已獲得商業(yè)上的成功，這些“混合型系統(tǒng)”卻永遠不能完全達到 混合控制系統(tǒng)的最初構(gòu)想。例如，DCS 混合控制系統(tǒng) 就無法制造足夠模塊化的系統(tǒng)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(yīng)用規(guī)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(tǒng) 來說是太快而難于調(diào)節(jié)，從而使得包裝、金屬鍛壓或簡單的馬達控制很難實現(xiàn)甚至無法控制。因此，存在批量、連續(xù)及離散環(huán)境的混合 工業(yè)或者要求高速順控的大型連續(xù)加工工廠仍需要另一個控制系統(tǒng)用于其離散領(lǐng)域，從而產(chǎn)生了許多額外開銷、集成問題、培訓(xùn)和維修費用增加等問題。而許多嘗試開發(fā)混合控制系統(tǒng)的歷史悠久的PLC系統(tǒng)無法提供真正的系統(tǒng)性能，缺少系統(tǒng)服務(wù), 例如不能統(tǒng)一定義變量和系統(tǒng)報警/事件管理等。
不論是來自傳統(tǒng)的DCS技術(shù)還是PLC技術(shù)，大多數(shù)此類系統(tǒng)不能與信息層緊密集成為一體。不能避免因采用多個數(shù)據(jù)庫導(dǎo)致的成本增加，而將信息層和控制層的緊密結(jié)合可以有效地控制和優(yōu)化產(chǎn)品并提高了運營績效。將可視性引入工藝流程操作不僅經(jīng)濟而且更加簡單。
采用混合控制系統(tǒng)的構(gòu)想，可以緊密地把信息層和控制層結(jié)合
現(xiàn)在，GE Fanuc推出的Proficy Process Systems，一個采用混合控制系統(tǒng)構(gòu)想的系統(tǒng)，是一個既擁有集散控制系統(tǒng)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(yōu)勢的自動化控制系統(tǒng)。通過將Proficy軟件固有的分層結(jié)構(gòu)置入過程控制系統(tǒng)，使得產(chǎn)品的優(yōu)化，分析及生產(chǎn)管理的層次更加簡單清晰。
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