PLC系统架构说明了一个最常见的应用:离散现场设备的控制,例如,电机与驱动。为有效地控制电机和驱动,要求控制器能高速执行(典型地,扫描周期为10-20 ms),负责维护PLC的电气技术人员能用他们熟悉的语言(继电器梯形图逻辑)阅读和解决组态的问题。
从技术观点来看,你能发现PLC和DCS是相似的,它们正在准备合并。因此,我们必须超越应用经验的技术和供应商在这些系统中内嵌的专门知识,从而我们能更好地理解最好应用的“黄金分割点”。
在选择系统之前,请自问七个问题
现在,我们将会提到本文的核心——在选择系统之前,请自问七个问题。
请认识到我们在以下分析中使用广泛的概括,每个应用对这些“规则”都有例外,然而,规则仍是有效的。因为作者工作在提供DCS和PLC解决方案的供应商PLC/DCS的不同领域长达25年,我们感觉到我们置之度外。
设计七个问题使你考虑你的公司的运作方法和应用要求,考虑你工厂(设计、运行、维护等)所有主要股东的观点。
① 你制造的是什么,怎样制造?
② 制造产品的价值和停机成本是多少?
③ 你认为系统的“心脏”是什么?
④ 操作员需要做什么才能成功?
⑤ 要求系统性能是什么?
⑥ 要求多大程度的定制?
⑦ 设计期望是什么?
注意问题和答复的统一列表如表5所示。测定你应该使用PLC或DCS简单的方法是填这个调查表,填写所有应用的答复。如果你的所有答案都在一列,你的应用明显要求采用这种类型的系统。如果你有多个PLC和DCS的选项,你有要求实现PLC和DCS功能的过程控制系统的混合应用。
1. 你制造的是什么,怎样制造?
这看起来是非常基础的问题,但是它是决定应用以及最适合的自动化系统要求的基础。产品制造的方法、需要的性能和任何过程的物理限制,所有这些都影响系统选择。
典型的工厂自动化应用,原来都是采用PLC设计,涉及特殊项目的制造和装配。这些应用也采用一个或多个机器以及相当数量的材料运动。这种加工类型的典型特点是:当材料通过生产线加工时,操作员通常能监视它们。本质上,过程大多是逻辑控制,通常都有高速要求(产量=效益)。这种类型的加工通常由PLC和HMI结合控制。
过程自动化应用典型涉及通过各种化学原料的反应或物理变化导致原材料变形,从而生产新的不同的产品或原料。这些应用也可以由多个过程单元通过管道连接到一起。一个主要的特点是:操作员不能看见产品。通常,它是在容器内,本质上是有危险的。虽然响应时间没有那样快(100ms或更长),但是,通常有从简单到复杂的大量的模拟量控制(例如,PID或回路控制)。虽然PLC的模拟量控制能力也足够使用,但是通常这种类型的过程由DCS控制。选择过程的决定因素通常是控制应用的规模(例如,厂级或单一的单元和一些I/O点)。