2.制造产品的价值和停机成本是多少?
如果制造每个单一的产品的价值相对低,停机后果只是导致完不成生产任务,但是只有极少的额外成本或对过程有很小的损害,PLC是可能的选择。如果批量的价值非常高,或原材料成本或市场价值非常高,停机不仅导致完不成生产任务,而且有潜在的危险和破坏条件,应选择DCS。有一千万美元的批量癌症制药厂,它依赖严格的连续的温度控制,例如,如果有小故障,则有很多危险。在一些化工应用中,保持过程稳定是关键的,由于系统故障,产品在管道中凝固。如果炼油厂的催化裂化器故障,需要数天才能修复系统。这意味着炼油厂损失许多收入。DCS系统,典型地包括可选冗余,对这些应用的额外的前期投资是值得的。
相反,酿酒厂的装瓶操作每天需要运行10小时才能满足生产计划,它能停机用于系统维护、解决故障、升级,对下一条生产线影响极小,是经典的PLC应用。
在24/7/365运行的过程应用中,停机是不惜一切代价避免的难题之一。金钱不是决定因素。在系统选择过程中,危险的停机明显是另一个决定因素。例如,炼油厂有连续燃烧气体的火炬。控制这些火炬的系统不能发生故障,因为如果气体不燃烧,它逐渐积聚,从而导致极端危险的环境。应用中挥发性气体越多,就越要求多重冗余的解决方案,从而确保需要时系统是可用的。
3.你认为系统的“心脏”是什么?
典型地,工厂自动化控制系统的“心脏”是控制器(PLC), 它包含所有移动产品通过装配线的逻辑。HMI通常是机器控制面板或基于PC的工作站,它为操作员提供补充的或例外的数据。另外,从数据分析产生的运行信息也是工厂自动化应用的要求——极其需要更高级的HMI。
在过程自动化中,存在可挥发性的和危险的环境,操作员不能看见实际的产品,HMI基本上被认为是系统的“心脏”。在这种形式下,HMI是在过程中提供仅有的完全“窗口”的中控室控制台,使操作员能监视和控制发生在工厂各个管道和容器内的过程。
4.操作员需要做什么才能成功?
在PLC环境中,操作员的主要角色是处理例外。状态信息和例外报警帮助操作员认识到在过程中发生了什么,在许多情况下都是“光输出”。
DCS工厂要求操作员做出决定并连续与过程相互影响来保持系统运行。事实上,利用操作员的过程知识通常对极好运行和保持过程最佳运行是关键的。特别是在产品等级变化和当调整过程解决生产环境(例如,不同的给料)的变化问题时,对工厂来说,操作员是值得雇佣的。操作员将会改变设定点,打开/关闭阀,或手动移动批量到生产的下一阶段。在HMI上,面板和模拟量趋势提供发生在生产过程中的关键的视图,报警管理系统把操作员的注意力集中到他们必须干涉从而保持过程在目标性能范围内运行的区域。假如HMI故障,为了人员和设备安全,工厂必须停机。
在所有锅炉中,特别需要操作员“自动”与“手动”。DCS操作员是最终系统的保持者,他们的前期HMI设计投资对总体项目的成功是必要的。
5.要求系统性能是什么?
逻辑执行的速度是关键的区别。PLC设计用于满足高速应用的要求,这些应用要求扫描周期10毫秒或更少,包括涉及运动控制、高速连锁或控制电机与驱动的运行。快速扫描周期对有效控制这些设备是必须的。
大多数情况下,DCS并没有那么快。调节控制回路正常在100到500毫秒范围内扫描。在一些情况下,控制逻辑执行的快是有害的——可能引起最终控制设备过度磨损,例如阀,导致太早的维护和过程问题。
冗余,各种保险的额外成本,在典型的DCS系统中是值得的,高的可靠性是关键的任务。然而,通常使PLC完全冗余导致的成本是不值得的。
为了改变组态与设计,使PLC系统离线,也许有小的影响,因为平台没有连续运行或因为过程容易重启。相反,当过程运行时,在DCS系统中能在线改变组态。许多过程应用计划维护一年停机一到两次,其他的,例如,高炉,能连续运行5-7年。
模拟量控制是重要的。DCS原来设计用于模拟量控制,但是说DCS定位在模拟量控制市场是重申传统的考虑。PLC逐渐有能力实现从简单到复杂PID控制,但是DCS明显是大量高级模拟量控制的选择,包括串级回路、模型预测控制、比率、前馈回路。
这些是高级的过程控制解决方案,通过供应商的不同平台的能力的专门知识和经验使应用更多。它是经验和知识,来自数十年满足客户的需要,从而系统有差别,而不是技术有差别。例如,如果公司不能解释他们的前馈回路是怎样工作的,他们不能提供真正的DCS控制。