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過(guò)程控制的發(fā)展:從DCS和PLC到混合型控制系統(tǒng)

時(shí)間:2008-08-26 11:14:00來(lái)源:fenghy

導(dǎo)語(yǔ):?在過(guò)程自動(dòng)化控制發(fā)展初期,工廠經(jīng)理有兩個(gè)基本選擇:集散控制系統(tǒng)(DCSs)或者可編程邏輯控制器(PLCs)。
在過(guò)程自動(dòng)化控制發(fā)展初期,工廠經(jīng)理有兩個(gè)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(diǎn)。最后,不管選擇哪一個(gè),您總是要付出一定的代價(jià)。 集散控制系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng)是一個(gè)對(duì)過(guò)程系統(tǒng)各方面進(jìn)行控制的精細(xì)、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(zhuān)有的硬件和軟件,包括控制語(yǔ)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(shí)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(guò)程處理,使得它們被主要用于連續(xù)的過(guò)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(guò)程工業(yè)。 可編程邏輯控制器 可編程邏輯控制器(或稱(chēng)為PLCs)是一種小型但運(yùn)行速度很快的計(jì)算機(jī),用于控制諸如過(guò)程系統(tǒng)中的設(shè)備等單個(gè)或多個(gè)實(shí)際應(yīng)用的工藝流程。其取代了過(guò)去每次更改工藝流程或產(chǎn)品后必須手動(dòng)重新布線的硬接線繼電器,克服了以往繼電器耗費(fèi)高且效率低的缺陷。使用PLC后,您僅需對(duì)其重新編程即可完成整個(gè)操作。實(shí)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(yǔ)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?yàn)橹行⌒偷倪^(guò)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(mén)的工藝系統(tǒng)提供上佳的解決方案。因?yàn)椴捎媚K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(dāng)工程師把所有組件構(gòu)造成系統(tǒng)后,其價(jià)位可能與DCS相差無(wú)幾甚至有時(shí)超過(guò)DCS。 混合型控制系統(tǒng)的構(gòu)想 在過(guò)去十年中,歷史悠久的DCS和PLC公司都轉(zhuǎn)向共同稱(chēng)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(qiáng)大功能、復(fù)雜性和PLC系統(tǒng)的靈活、開(kāi)放性以及低價(jià)位結(jié)合起來(lái)。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(kāi)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(yuǎn)不能完全達(dá)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(wú)法制造足夠模塊化的系統(tǒng)以供OEMs和最終客戶(hù)使用,也不能提供足夠的可伸縮性和靈活性來(lái)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(shí)以幾十毫秒計(jì))對(duì)于DCS 混合控制系統(tǒng) 來(lái)說(shuō)是太快而難于調(diào)節(jié),從而使得包裝、金屬鍛壓或簡(jiǎn)單的馬達(dá)控制很難實(shí)現(xiàn)甚至無(wú)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(gè)控制系統(tǒng)用于其離散領(lǐng)域,從而產(chǎn)生了許多額外開(kāi)銷(xiāo)、集成問(wèn)題、培訓(xùn)和維修費(fèi)用增加等問(wèn)題。而許多嘗試開(kāi)發(fā)混合控制系統(tǒng)的歷史悠久的PLC系統(tǒng)無(wú)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(bào)警/事件管理等。 不論是來(lái)自傳統(tǒng)的DCS技術(shù)還是PLC技術(shù),大多數(shù)此類(lèi)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(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)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(yùn)營(yíng)績(jī)效。將可視性引入工藝流程操作不僅經(jīng)濟(jì)而且更加簡(jiǎn)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(gè)采用混合控制系統(tǒng)構(gòu)想的系統(tǒng),是一個(gè)既擁有集散控制系統(tǒng)的強(qiáng)大動(dòng)力和高效能又具有可編程邏輯控制器的靈活性、開(kāi)放性和價(jià)格優(yōu)勢(shì)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。通過(guò)將Proficy軟件固有的分層結(jié)構(gòu)置入過(guò)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(jiǎn)單清晰。 與GE Fanuc公司攜手解決過(guò)程控制的需求可使您在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)激烈的全球經(jīng)濟(jì)中占有一席之地: • 成效。運(yùn)用GE Fanuc的過(guò)程解決方案,您可以改善系統(tǒng)性能、提高產(chǎn)量并降低總體成本。 • 經(jīng)驗(yàn)。作為過(guò)程技術(shù)的長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)者,GE Fanuc的專(zhuān)業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)與其所擁有的合格系統(tǒng)集成商網(wǎng)絡(luò)共同致力于提供特定行業(yè)、特定應(yīng)用領(lǐng)域所必須的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)以制定適合您的業(yè)務(wù)的解決方案。 • 自由。我們的解決方案可以解除對(duì)傳統(tǒng)DCS和PLC系統(tǒng)的限制,使您可以自由地按照喜歡的方式組態(tài)、分配、規(guī)劃以及維護(hù)您的系統(tǒng)。 • 現(xiàn)代化的解決方案。不僅我們的技術(shù)具有前沿性、居于行業(yè)領(lǐng)先地位,我們靈活的服務(wù)和支持模式也具創(chuàng)新性,可以根據(jù)您的業(yè)務(wù)需要定制一個(gè)客戶(hù)化的解決方案。

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