什麽是PLC和DCS-它們在工業控製中的區別

2025-02-17

在業(ye) 務管理和自動化係統中，一個(ge) 經常被提出的問題與(yu) 可編程邏輯控製器（PLC）和分布式控製係統（DCS）之間的區別有關(guan) 。從(cong) 根本上說，PLC管理個(ge) 人機器，而DCS監督製造單元或工廠內(nei) 幾個(ge) 設備的運行。但是，這隻是PLC和DCS的一條基本信息。讓我們(men) 更深入地研究PLC和DCS的差異。


一、什麽(me) 是可編程邏輯控製器（PLC）：

1．PLC的定義(yi) ：

它是一種複雜的電子工具，廣泛用於(yu) 商業(ye) 自動化，以控製和簡化各種策略。PLC最初旨在取代傳(chuan) 統的高應力繼電器，即合適的判斷控製器，現已成為(wei) 工業(ye) 環境中不可或缺的工具，提高了性能和精度。PLC的首要原因是通過根據輸入情況執行預定義(yi) 的良好判斷來自動化機器和戰術。

標準PLC包括五個(ge) 基本結構：處理單元、存儲(chu) 單元、輸入輸出接口、能源供應和語言交換接口。處理單元充當大腦，執行編程命令，而回憶單元存儲(chu) 這些指令。輸入-輸出接口將PLC連接到傳(chuan) 感器和執行器，使其能夠采集和輸入統計數據並發送輸出信號。


2．可編程邏輯控製器（PLC）的曆史：

PLC的出現取代了依賴繼電器和接觸器的過時作係統。DCS，即分布式控製係統，是為(wei) 滿足自動化行業(ye) 的需求而創建的。它們(men) 不是為(wei) 了取代PLC，而是為(wei) 了與(yu) PLC共存並改進工廠或工廠的功能。

對PLC的需求之所以出現，是因為(wei) 舊係統缺乏靈活性，並且需要花費過多的時間來修複問題。由於(yu) 連接髒汙、電線鬆動和晦澀難懂的文檔，過時的係統很難進行故障排除。控製係統仍然通過繼電器控製進行處理，導致房間被繼電器、接線端子和電線覆蓋。

1971年，Allen-Bradley為(wei) Bulletin1774PLC帶來了開創性的布局。理查德·莫雷利（RichardMorely）被譽為(wei) PLC之父，因為(wei) 他在其理論中發揮了關(guan) 鍵作用。通過與(yu) Modicon合作，Morely設計了真正的梯形圖可編程控製器，並開創了梯形圖編程。


二、什麽(me) 是分布式控製係統（DCS）：

1．DCS的定義(yi) ：

分布式控製係統（DCS）代表了一種更完整和分散的業(ye) 務作方法。與(yu) PLC不同，DCS的特點是在工廠或程序的持續時間內(nei) 分配一個(ge) 縱的添加劑網絡。這種性質消除了對有價(jia) 值的作員監督作的需求，促進了靈活和可擴展的係統。

在DCS中，管理功能定位在適用的流程或菌群附近，從(cong) 而降低了設置成本並提高了設備可靠性。這種結構還允許遠程監督和監控，促進複雜業(ye) 務流程的無縫管理。ADCS的重要組件包括控製器、輸入輸出（IO）模塊、作站、工程站以及存儲(chu) 和對話機。

DCS結構在各個(ge) 行業(ye) 中都采用巨大的包裝，包括石化、造紙、能源技術、處方藥、煉油廠和眾(zhong) 多生產(chan) 部門。DCS的可擴展性使其特別適用於(yu) 需要幾個(ge) 控製器之間大量相互作用的程序。


2．分布式控製係統（DCS）的演變：

過程控製領域在1960年代初期開始迅速發展，主要是當帝國化學工業(ye) 將其模擬控製係統換成計算機時。隨著這一變化，直接數字控製（DDC）的到來。在這個(ge) 革命性的概念中，計算機接管了控製係統的功能，取代了舊的模擬監控係統。采用DDC不僅(jin) 更經濟，而且效率更高。因此，出現了許多DDC語言，並廣泛用於(yu) 樓宇自動化的溫度和通風控製。今天，這種傳(chuan) 統在分布式控製係統（DCS）中仍然可以看到。

在1980年代，技術進步主要集中在用計算機取代傳(chuan) 統的模擬控製係統。盡管大膽，但接下來的發展涉及建立可以統一總體(ti) 方向的中央係統。Midac是最早涉足該領域的公司之一，為(wei) 墨爾本大學創建了現代樓宇自動化係統。它是一個(ge) 微處理器係統，協同工作以劃分和共享工作和內(nei) 存。

隨著Microsoft在1990年代的崛起，我們(men) 看到了範式的轉變。由於(yu) 沒有繼續以硬件為(wei) 導向的前景，DCS公司看到了前景，並決(jue) 定轉向軟件。今天，這一趨勢表明了過程控製環境的演變，它受到軟件開發的強烈影響。


三、可編程邏輯控製器（PLC）和分布式控製係統（DCS）有什麽(me) 區別：


1．定義(yi) 和結構：PLC是ProgrammableLogicControllers的縮寫(xie) ，是專(zhuan) 為(wei) 自動化工業(ye) 方法而設計的微控製器。普通的PLC包括五個(ge) 基本添加劑：處理單元、回憶單元、輸入輸出接口、供電和通信接口。另一方麵，DCS或分布式控製係統是一種計算機化設備，它利用在工廠運行期間分配的幾個(ge) 控製器來實現完全控製和自動化。

2．控製目標和類型：PLC的發展主要是為(wei) 了取代傳(chuan) 統的強應力繼電器控製器，消除了對電磁繼電器的需求。PLC在離散管理程序中表現出色。相反，DCS旨在取代單回路控製器。

3．冗餘(yu) 和架構：雖然由於(yu) 額外的硬件價(jia) 格，PLC冗餘(yu) 不會(hui) 一直保持價(jia) 格合理，但DCS本身包含冗餘(yu) 作為(wei) 默認功能。PLC具有簡單靈活的架構，而DCS結構則表現出更複雜且更不靈活的形狀。

4．IO（輸入-輸出）容量和響應速度：PLC的IO處理潛力很低；通常，它處理大約數百個(ge) IO。相比之下，DCS係統擁有更高的IO處理能力，經常擴展到許多IO。PLC的反應時間更快，通常在1/10秒內(nei) ，而DCS結構的響應時間非常慢，約為(wei) 30毫秒。

5．應用程序數據的存儲(chu) 和控件數量：PLC將軟件事實存儲(chu) 在多個(ge) 數據庫中，而DCS結構將軟件記錄合並到一個(ge) 未婚數據庫中。PLC可以處理的控製裝置數量受到限製，而DCS係統可以正確控製更大範圍的控製裝置。

6．流程和可預測性：對於(yu) 程序交互最少的批處理，PLC是完美的選擇，而DCS結構則擅長應對相互關(guan) 聯、連續、複雜的方法。PLC的策略不是完全可預測的，而DCS策略則表現出更高程度的可預測性。

7．診斷功能和成本注意事項：PLC提供診斷功能以通知作員故障，而DCS結構可在容量故障出現之前提醒操作員。就價(jia) 值而言，PLC在硬件方麵通常價(jia) 格較低；但是，也可能包含更高的工程成本。DCS硬件的價(jia) 格相對較高，但相關(guan) 的工程成本顯著降低。

8．尺寸和應用：PLC的特點是長度緊湊，使其適用於(yu) 眾(zhong) 多離散生產(chan) 行業(ye) 以及金屬、汽車和化合物。在評估中，DCS結構更大，並發現它們(men) 在禮儀(yi) 工業(ye) 、煉油廠、造紙渦輪機、水管理、補救植被和鍋爐控製中的第一大應用。


結論：

PLC（可編程邏輯控製器）和DCS（分布式控製係統）之間的主要區別在於(yu) 它們(men) 的應用重點：PLC主要用於(yu) 過程工業(ye) ，而DCS是離散生產(chan) 行業(ye) 的典型代表。盡管如此，盡管存在這種差異，但這兩(liang) 個(ge) 係統具有相同的主要功能：控製和自動化。