DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的性能對比分析

李俊

摘要：文章以DCS和PLC在火力發(fā)電廠輔助車間集中控制上的應(yīng)用情況，在采用DCS及PLC產(chǎn)品后，在過程、性能、維護(hù)等多方面獲得的不同效果進(jìn)行分析類比。

關(guān)鍵詞：DCS；PLC

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2014）17-0059-01

1DCS與PLC在輔助車間應(yīng)用性能方面的對比

DCS與PLC在輔助車間應(yīng)用性能方面差異的對比見表1。

①在控制器能力上：DCS注重分散，長于多個(gè)控制器協(xié)同完成系統(tǒng)全部功能，一般帶點(diǎn)能力在1 000~2 000點(diǎn)；PLC追求在一個(gè)控制器中完成系統(tǒng)全部功能，一般帶點(diǎn)能力在500~800點(diǎn)。對于電廠輔助車間各系統(tǒng)相對獨(dú)立，且各系統(tǒng)規(guī)模不大的情況下，DCS的控制器配置更加能夠保證各系統(tǒng)在控制方面的獨(dú)立性，系統(tǒng)可靠性更高。

②在網(wǎng)絡(luò)性能方面：DCS由于注重多個(gè)控制器協(xié)同完成系統(tǒng)全部功能，因此長期以來，DCS都將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為核心技術(shù)開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)采用組播技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸采用主動發(fā)送機(jī)制，無論多少臺操作員站，分散處理單元只需要發(fā)送一次數(shù)據(jù)，分散處理單元負(fù)荷恒定。網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)間確定，數(shù)據(jù)傳輸效率極高，網(wǎng)絡(luò)安全性高；PLC不關(guān)注網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，多采用通用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)糾錯(cuò)及防護(hù)能力薄弱，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)均采用點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，造成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量巨大，傳輸效率低，易引發(fā)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴等弊病，因此，PLC的大型網(wǎng)絡(luò)必須采用服務(wù)器結(jié)構(gòu)，對服務(wù)器的可靠性和交換機(jī)要求較高，同時(shí)也增加了成本，降低了操作響應(yīng)速度，與DCS相比，投入增加很多，網(wǎng)絡(luò)可靠性、可維護(hù)性反而要差一些。

③在對環(huán)境要求上：系統(tǒng)所有核心組件采用金屬全密封裝，多層印刷電路板和SMT技術(shù)制造，具有較強(qiáng)電磁兼容性和抗干擾能力，EMC三級,部分達(dá)到四級，適應(yīng)強(qiáng)電磁干擾的應(yīng)用環(huán)境，可以直接布置在現(xiàn)場，且接地要求不高。

④在卡件隔離能力上：DCS卡件均能做到單通道隔離，在信號接收能力上適應(yīng)性較強(qiáng)；PLC卡件則采用公共端方式或多個(gè)信號共用A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，對于信號污染較大的環(huán)境，需要外置隔離器進(jìn)行隔離，增加了故障點(diǎn)，也增加了成本。

⑤在卡件供電方面：系統(tǒng)，兩路冗余電源均送到I/O模件，在I/O模件中實(shí)現(xiàn)兩路電源切換，不會因?yàn)殡娫吹那袚Q故障影響整個(gè)機(jī)柜I/O模件，充分做到危險(xiǎn)分散。而PLC是兩路工作電源切換后供卡件。

⑥在處理能力方面：PLC擅長開關(guān)量控制，開關(guān)量控制周期可在50 MS內(nèi)，對模擬量處理能力較弱；DCS不僅擅長開關(guān)量控制，也擅長模擬量控制,系統(tǒng)控制周期能達(dá)到20 MS以內(nèi)，最典型的證明就是具有大量ETS應(yīng)用業(yè)績。

⑦在程序功能方面：PLC組態(tài)工具部分漢化，不支持結(jié)構(gòu)化文本組態(tài)方式（ST），實(shí)現(xiàn)高級開發(fā)功能非常繁瑣； 支持多種組態(tài)方式，組態(tài)軟件全部漢化、圖形化組態(tài)方式，組態(tài)結(jié)果直接以SAMA圖形式輸出，不需要重復(fù)繪制邏輯圖、SAMA圖。在一些高級應(yīng)用功能的開發(fā)上，DCS則具有較強(qiáng)的手段，一個(gè)復(fù)雜的功能只需要幾個(gè)簡單的功能塊即可實(shí)現(xiàn)，而PLC則需要用大量的邏輯語言進(jìn)行編輯，執(zhí)行效率低。

⑧在報(bào)警處理方面：系統(tǒng)直達(dá)通道級的直觀全面的自診斷系統(tǒng)，控制器、卡件、操作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都具有自診斷能力，報(bào)警在控制器中實(shí)現(xiàn)，報(bào)警數(shù)據(jù)完全同步，通過在控制器中組態(tài)，完成復(fù)雜報(bào)警邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)高級、智能化報(bào)警功能，而PLC報(bào)警只能在操作站中實(shí)現(xiàn)。

⑨在檢修、維護(hù)方面：控制機(jī)柜安裝維護(hù)方便，機(jī)柜中所有的組件和連接件均采用標(biāo)準(zhǔn)的，模塊式結(jié)構(gòu)，安裝不需任何專用工具，取消了柜內(nèi)接線，減少內(nèi)部接線的錯(cuò)誤。而PLC需要中間端子排，維護(hù)不便且增加接線工作量。

⑩在仿真功能方面：DCS提供了虛擬DPU的功能，可以提供脫離硬件設(shè)備的仿真技術(shù)與應(yīng)用，可以提供模擬運(yùn)行的提前培訓(xùn)服務(wù)、提高培訓(xùn)效果、降低培訓(xùn)成本，同時(shí)仿真功能還可應(yīng)用于調(diào)試及優(yōu)化運(yùn)行，縮短調(diào)試周期，提高系統(tǒng)性能。而PLC則不具備此項(xiàng)功能。

此外PLC提供了少量在線修改能力，而DCS則具備在線組態(tài)功能，可以在系統(tǒng)不停止運(yùn)行的情況下，完成邏輯的修改、測點(diǎn)的增減。

11在系統(tǒng)性方面：DCS廠商不僅提供產(chǎn)品，還提供解決方案，這種方式在其工程中反復(fù)應(yīng)用，系統(tǒng)各種設(shè)備間搭配默契，磨合緊密是一套完整的控制系統(tǒng)，具有較高的可靠性、經(jīng)濟(jì)性；PLC廠商只提供硬件設(shè)備，其它設(shè)備（包括軟件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工作站、服務(wù)器等）均選擇通用產(chǎn)品，設(shè)備之間的磨合全憑工程商的經(jīng)驗(yàn)，與PLC廠商無關(guān)，參與項(xiàng)目的人能力與精力對項(xiàng)目實(shí)施效果的影響因素很大，同樣的環(huán)境、同樣的PLC經(jīng)常會出現(xiàn)迥異的使用效果。

2結(jié)語

輔控控制系統(tǒng)使用DCS比使用PLC有較大的優(yōu)勢的，國產(chǎn)DCS在價(jià)格上有優(yōu)勢，在技術(shù)上比進(jìn)口DCS要有一定的差距。從電廠的整體運(yùn)行情況和今后的發(fā)展來看，使用和主控DCS同一品牌的進(jìn)口DCS對全廠的控制有很大的優(yōu)勢。主輔一體化能夠節(jié)省備品備件，并能減少系統(tǒng)的維護(hù)，減輕運(yùn)行人員的負(fù)擔(dān)，對電廠以后全能值班有更大的優(yōu)勢。

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