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PLC与DCS有本质上的区别吗?可以从大型、中型和小型方面分别论证。
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1:DCS主要用在点数较多的控制系统上,相对来说它处理模拟量能力较强;PLC主要用在小型控制系统上,主要处理开关量信号。对于PLC系统来说,一般没有或很少有扩展的需求,因为PLC系统一般针对于设备来使用。一般来讲,PLC也很少有兼容性的要求,比如两个或以上的系统要求资源共享,对PLC来讲也是很困难的事。而且PLC一般都采用专用的网络结构,比如西门子的MPI总线性网络,甚至增加一台操作员站都不容易或成本很高。
DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系,但大部分的DCS系统,比如横河YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB等等,虽说系统内部(过程级)的通讯协议不尽相同,但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络,采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中,控制器、计算机均作为一个节点存在,只要网络到达的地方,就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外,基于windows系统的OPC、DDE等开放协议,各系统也可很方便的通讯,以实现资源共享。
2: 一般来讲,DCS惯常使用两层网络结构,一层为过程级网络,大部分DCS使用自己的总线协议,比如横河的Modbus、西门子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等,这些协议均建立在标准串口传输协议RS232或RS485协议的基础上。现场IO模块,特别是模拟量的采样数据(机器代码,213/扫描周期)十分庞大,同时现场干扰因素较多,因此应该采用数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。基于RS485串口异步通讯方式的总线结构,符合现场通讯的要求。IO的采样数据经CPU转换后变为整形数据或实形数据,在操作级网络(第二层网络)上传输。因此操作级网络可以采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准,同时因操作级网络一般布置在控制室内,对抗干扰的要求相对较低。因此采用标准以太网是最佳选择。TCP/IP协议是一种标准以太网协议,一般我们采用100Mbit/s的通讯速度。
PLC系统的工作任务相对简单,因此需要传输的数据量一般不会太大,所以常见的PLC系统为一层网络结构。过程级网络和操作级网络要么合并在一起,要不过程级网络简化成模件之间的内部连接。PLC不会或很少使用以太网。
1、DCS侧重于处理模拟量,压力、物位、流量等,广泛应用于化工、制药等行业。PLC擅长于动作控制,主要应用机械、轻工等行业。
2、应用系统的开发过程,DCS主要是组态,对于PLC来说重点是编程。
3、PLC可以做的很大,也可以很小;DCS做大了容易,几十个点的小系统是很少见到的,根本没有价格优势。
4、热插拔是DCS的基本要求,除非特殊要求,PLC一般不具备这个功能的。
5、硬件本无本质上的区别,区别主要在软件,wincc编程pcs7就是DCS了,硬件还是那些东西。
西门子的PCS7系统。
举个例子来讲下
A.硬件部分:
CPU一般要求使用最高端的414-4H或417-4H,当然系统不要求冗余时也可以使用414-3以上的非冗余CPU。
B.网络部分:
CPU站到IO站之间使用冗余的Profibus DP总线。
IO站标准的使用ET200M,可以使用性价比很好的300系列IO模块。
防爆的可以使用ET200iSP。
CPU站一般称控制站,控制站到服务器之间使用工业以太网。
服务器必须使用CP1613网卡,而且一般是冗余的双网卡。
服务器和客户机之间使用以太网,目前也是冗余的,最早只能是单网非冗余的。
C.软件部分:
组态软件使用自己的WinCC。
WinCC和CPU通迅还需要SimaticNet通讯软件包,
主要是使用其中的S7-RedConnect组件授权。
数据库使用WinCC内置的SQL2000数据库。
西门子在标准SQL的基础上作了增强,但是一直还为人所诟病。
比如,WinCC内置的SQL数据归档限制为512个变量。
所以玩PCS7系统,你一般是要买归档变量升级包的。
可以升级到数千,数万直至1G个变量。
当然了,WinCC的点数表配就是64K点的,也有大点数的授权版本,
不随WinCC零售版本出售,但是在PCS7中有100K,150K,250K的大点数授权。
DCS和PLC 之间有什么不同?
1、从发展的方面来说:‘
DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此,DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制,比如我们使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系统甚至没有PID数量的限制(PID,比例微分积分算法,是调节阀、变频器闭环控制的标准算法,通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量)。
PLC从传统的继电器回路发展而来,最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力,因此,PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。6
2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说:
市场上控制类产品繁多,无论DCS还是PLC,均有很多厂商在生产和销售。对于PLC系统来说,一般没有或很少有扩展的需求,因为PLC系统一般针对于设备来使用。一般来讲,PLC也很少有兼容性的要求,比如两个或以上的系统要求资源共享,对PLC来讲也是很困难的事。而且PLC一般都采用专用的网络结构,比如西门子的MPI总线性网络,甚至增加一台操作员站都不容易或成本很高。
DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系,但大部分的DCS系统,比如横河YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB等等,虽说系统内部(过程级)的通讯协议不尽相同,但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络,采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中,控制器、计算机均作为一个节点存在,只要网络到达的地方,就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外,基于windows系统的OPC、DDE等开放协议,各系统也可很方便的通讯,以实现资源共享。
3从数据库来说:
DCS一般都提供统一的数据库。换句话说,在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中,就可在任何情况下引用,比如在组态软件中,在监控软件中,在趋势图中,在报表中……而PLC系统的数据库通常都不是统一的,组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。为什么常说西门子的S7 400要到了414以上才称为DCS?因为西门子的PCS7系统才使用统一的数据库,而PCS7要求控制器起码到S7 414-3以上的型号。
4、从时间调度上来说:
PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。(现在一些新型PLC有所改进,不过对任务周期的数量还是有限制)而DCS可以设定任务周期。比如,快速任务等。同样是传感器的采样,压力传感器的变化时间很短,我们可以用200ms的任务周期采样,而温度传感器的滞后时间很大,我们可以用2s的任务周期采样。这样,DCS可以合理的调度控制器的资源。
5、从网络结构发面来说:
一般来讲,DCS惯常使用两层网络结构,一层为过程级网络,大部分DCS使用自己的总线协议,比如横河的Modbus、西门子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等,这些协议均建立在标准串口传输协议RS232或RS485协议的基础上。现场IO模块,特别是模拟量的采样数据(机器代码,213/扫描周期)十分庞大,同时现场干扰因素较多,因此应该采用数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。基于RS485串口异步通讯方式的总线结构,符合现场通讯的要求。IO的采样数据经CPU转换后变为整形数据或实形数据,在操作级网络(第二层网络)上传输。因此操作级网络可以采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准,同时因操作级网络一般布置在控制室内,对抗干扰的要求相对较低。因此采用标准以太网是最佳选择。TCP/IP协议是一种标准以太网协议,一般我们采用100Mbit/s的通讯速度。
PLC系统的工作任务相对简单,因此需要传输的数据量一般不会太大,所以常见的PLC系统为一层网络结构。过程级网络和操作级网络要么合并在一起,要不过程级网络简化成模件之间的内部连接。PLC不会或很少使用以太网。
6、从应用对象的规模上来说:
PLC一般应用在小型自控场所,比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁,而大型的应用一般都是DCS。当然,这个概念不太准确,但很直观,习惯上我们把大于600点的系统称为DCS,小于这个规模叫做PLC。我们的热泵及QCS、横向产品配套的控制系统一般就是称为PLC。
虽然现在的PLC能够实现在线流控制功能,DCS也能实现开关量逻辑控制,虽然两者的功能不断强大,PLC系统中有DCS,DCS中含有PLC可是两者之间还有有差异的。PLC最简单也是最核心的功能就是逻辑控制,其就是为了取代普通的继电器控制而发展来的。其在电器控制中是主导地位。
DCS其最核心的功能还是在线流程控制,因为其集中管理分散控制的特性,使其现场的分散控制能够集中在一起,由于现在的工业生产中的在线流程控制含有很多的逻辑开关量,因此为了不断适应现状,DCS发展了很多PLC功能。就有了很多的逻辑控制功能。
偶自己的感觉,这个DCS中实现PLC功能,要比PLC系统中实现DCS功能简单的多,也容易实现。就拿在线流程控制中最简单的PID控制回路的实现来说,PLC要实现PID控制其要耗费很多的数据存储空间,每一个控制回路的实现需要很多的存储空间和功能块,且PID在线参数的修改要比DCS麻烦的多。而DCS要实现一些外部设备的逻辑控制要简单的多,把外部设备的开关量数据传输到卡件后,控制器经过内部的程序很容易实现各个功能。
所以偶的感觉这个PLC还是在电器控制和逻辑控制中更能发挥作用,而DCS在在线流程控制中跟能发挥其优势。
如果从最本质上说,它们同属目前最常用的三大工业控制器(另一个是FCS),就此意义而言,PLC和DCS没有本质上的区别。不过在其产生初期和发展的过程中,由于各自的应用领域不完全相同,这在很大程度上使得其经过一定阶段发展后在结构特点、功能定位、技术风格等诸多方面都有所区别。DCS最主要是在过程控制领域,如石化、化工、热电、水泥、冶金、制药、核电等行业有广泛的应用,而PLC的应用领域肯定是更为广泛,除了DCS的那些大型应用行业外,PLC在机械、电子、印刷包装、采矿等非传统DCS应用行业也大显身手!不过PLC在过程控制领域得应用还是后来的事,最初PLC只是源于逻辑控制。目前PLC、DCS有相互靠近融合的趋势,新的DCS也具有很强的顺序控制和逻辑控制功能;而PLC在处理闭环控制方面也大大增强,很多PLC配备了模拟量模块、热电偶/热电阻模块/闭环过程控制模块等,而且现今PLC的网络化、智能化不断推进和完善,能够组成大型总线式网络系统,可以适用很多过程控制的领域,所以二者的应用范围已经有了很大的交叉。这使得原先属小型DCS应用的场合,现在多数也可以使用PLC完成控制功能,几乎就可以替代小型DCS了;大、中型DCS的应用场合目前也有不少plc的身影,不过还不能完全替代DCS。
plc具有的问题是:1、实施多回路控制时由于控制器数量增加更换CPU机架或改版其他硬件配置,给系统升级带来困难;2、所有数据输入靠通信程序传送到cpu内过多的通讯控制过程会影响PLC实时控制效果,而且回路越多越难维护;3、plc的PID指令用于闭环调节需要配置参数多,不及DCS方便,占用系统时间也较长,延缓了系统的启动。
dcs则具有以下问题:1、系统规模庞大、功能超强,导致成本偏高;2、软、硬件均过于专业化系统硬件维护及组态参数修改需制造商或专家实施,运行成本高。
由于二者各自存在的“问题”,所以短期内还不能相互替代,不过PLC针对其在传统过程控制系统的不足,率先有了改进:对模拟量控制的手段日渐丰富和成熟,开发出基于plc更加灵活的控制系统,增加了过程模拟量I/O单元和回路控制器,可独立于cpu并且直接与cpu进行数据交换,按照用户编写的流程图式的组态程序实现控制灵活多样而热机交互性好;此外plc更具有了开放性、成本低、维护方便的特点,也可以构成多冗余结构(如双电源、双cpu、双回路控制器和通信单元等),PLC应用程序开发工具具有自整定功能,自整定时间短。。。。。。。这使得PLC开始具有了更多的DCS的功能上的特征。从这个意义上讲,二者的“本质”上似乎更为相近了