PLC和DCS之間的抉擇如何選擇正確的控制系統？

分類：行業資訊日期：2017-08-10 11:34:45 來源：控制工程中文版

　　在可編程邏輯控制器（PLC）和分布式控制系統（DCS）之間如何抉擇，要取決于具體的項目和工廠類型。因為應用場合不同，對控制系統的要求也各不相同。

　　自動化項目要想成功，首先需要自動化工程師、設計工程師一起評估應用需求，然后選擇最有效的控制系統平臺。這些決定將會對工廠的經營業績帶來長遠的影響，在某些情況下，影響可長達25年甚至更多。大多數控制系統的決策，可歸結為選擇可編程邏輯控制器（PLC）或分布式控制系統（DCS）。有時，某種選擇非常適合于一個工廠，而在另外一種情況下，它可能就不適用了。在選擇控制系統時考慮的因素越多，就越有助于實現短期和長期目標。

　　控制系統平臺，對自動化系統滿足優化生產、維持可用性和獲取數據等需求的方式，會有一定的影響。在選擇控制系統方面缺乏遠見，也可能會影響未來的擴展、流程優化、用戶滿意度和公司利潤。

　　除了一些基本準則之外（比如如何控制過程），設計團隊還必須考慮安裝、可擴展性、維護、保養等方面的各種因素。

　　目前，雖然對小設備來講，PLC系統可能是最劃算的，但DCS系統則提供了更具經濟性的可擴展能力，更可能獲得較高的初始投資回報。

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　　PLC是一種工業計算機，用于控制生產制造過程，如機器人、高速包裝、裝瓶和運動控制等。在過去20年里，PLC增添了更多的功能，為小型工廠和裝置創造了更多的效益。PLC通常是單機系統運行，但也可以與其它系統集成，經由通信來實現彼此之間的連接。由于每個PLC都有自己的數據庫，因此集成需要控制器之間某種程度的映射。這使PLC特別適用于那些對擴展沒有太大需求的小型應用程序。

　　DCS系統則將控制器分散在自動化系統中，并提供通用的接口、先進的控制、系統級數據庫以及易于共享的信息。傳統上，DCS主要應用于過程工藝和比較大的工廠，在整個工廠的生命周期中，大型系統應用程序更容易維護。

　　PLC和DCS系統一般分別適用于離散和過程生產制造。使用PLC系統的離散生產制造設施，一般由單獨的生產裝置組成，主要用于完成部件的組裝，例如打標簽、填充或研磨等。過程制造設施，通常使用自動化系統，以連續和批處理的方式按照配方而不是按件生產。大型連續加工設備，如煉油廠和化工廠，都使用DCS自動化系統。混合應用通常同時使用PLC系統和DCS系統。為某個應用選擇控制器，需要考慮過程的規模、可擴展性和未來的更新計劃、集成需求、功能、高可用性以及工廠設施整個生命周期的投資回報等等諸多因素。

　　過程規模：需要多少輸入/輸出（I/O）點？小系統（＜300個I/O點）可能預算較少，因此用PLC系統更適合。想要將DCS系統應用到較小的項目上，其實并不容易，相反，它在大工廠應用中更能發揮其功能。由于擁有全局數據庫，DCS系統更易于管理和升級，任何變更都是全局性的。

　　升級計劃：規模較小的工業過程可以適用PLC系統，但如果該過程需要擴展或升級，則需要增加更多的PLC硬件和數據庫，并且需要進行單獨維護。這是一個耗時、費力的過程，而且容易出現錯誤。DCS系統更容易升級，比如可以從中央集線器對用戶受信進行管理，因此就更易于保養和維護（參見圖1）。

　　圖1：具有單一數據庫的DCS系統結構，使用戶可以從中央控制站維護和操作系統。本文圖片來源：艾默生過程控制

　　集成需求：對于單機裝置，PLC系統是理想選擇。當工廠配置多個PLC系統時，就會產生相互連接的要求。這一般很難實現，因為通常需要利用通信協議對數據進行映射。集成當然沒有問題，但當有變更需求時，那用戶的麻煩就來了：一旦某個PLC系統做了變更，就可能會導致兩個PLC不能正常通訊，這是因為數據映射受到影響的緣故。對DCS系統而言，則根本不需要映射，配置變更只是一個簡單的過程；控制器是系統自帶的。

　　高可用性：對可用性要求較高的過程，DCS系統可以提供冗余配置（見圖2）。

　　圖2：對可用性要求較高的工藝過程，冗余對長期運行至關重要。效率和便于實現冗余，對將費用維持在預算內十分關鍵

　　功能需求：某些行業和設施需要歷史數據庫、流線型的報警管理、以及配置通用用戶接口的中央控制室。有些則需要制造執行系統（MES）的集成、先進的控制和資產管理。DCS系統內置這些應用（見圖3），使其很容易被添加到自動化工程應用中，而無需增加獨立的服務器，也不會增加集成成本。從這方面講，DCS系統經濟性更高，而且可以提高生產力，降低風險。