工業(ye) 界對於(yu) 分布式控製係統(DCS)與(yu) 可編程邏輯控製器(PLC)兩(liang) 者孰優(you) 孰劣的爭(zheng) 論已經持續了至少40年。然而,隨著技術的發展,爭(zheng) 論並未停止。由於(yu) 兩(liang) 者功能特性越來越接近,價(jia) 格差異也在縮小,曾經一度很清晰的選擇,現在似乎變得越來越模糊。要想理解這兩(liang) 者之間的爭(zheng) 論,就一定要明確這兩(liang) 種平台之間的根本性差異。
要想理解這兩(liang) 者之間的爭(zheng) 論,就一定要明確這兩(liang) 種平台之間的根本性差異。例如,DCS體(ti) 係結構源自一種完整的係統方法,其焦點在於(yu) 基於(yu) 網絡實現分布式控製,協助作業(ye) 人員監視並操控工廠中的任何一個(ge) 區域。通過高性能的確定性網絡實現一致、同步並且完整的過程數據正是DCS體(ti) 係結構的核心。
另一方麵,PLC體(ti) 係結構聚焦於(yu) 靈活快速的本地控製,PLC技術最近的發展為(wei) 其增加了過程控製能力。當PLC和HMI軟件集成在一起時,其最終形態看起來與(yu) DCS十分類似,但是這仍舊是一種自建(DIY)的實現方法,意味著工程師必須親(qin) 力親(qin) 為(wei) 實現係統的每一個(ge) 環節。對於(yu) 控製來說這種方法更加靈活,但是DIY通常意味著在組網和性能上更大的技術風險,其導致的成本增加會(hui) 在後期慢慢體(ti) 現。
以前,相對於(yu) PLC係統來說,DCS通常更加昂貴,而且與(yu) 今天麵臨(lin) 的狀況不同,當年很多工廠對生產(chan) 速度、產(chan) 量、廢物排放、安全性和遵循法規上的需求並不高。正是因為(wei) 這樣,基於(yu) PLC的係統才獲得了發展,因為(wei) 它們(men) 能夠提供更低的固定資產(chan) 投資,同時提供的功能也足夠用。但是隨著時代的變遷,在全球市場範圍DCS係統的價(jia) 格不斷降低,製造企業(ye) 對其需求也隨之上升。因此,在投建新自動化項目時,很多控製係統工程師、維護經理和工廠經理開始重新審視DCS和PLC控製係統兩(liang) 者的優(you) 劣。
在評價(jia) DCS和基於(yu) PLC架構的自建分布式控製係統時,有幾個(ge) 要點需要注意。
網絡性能
優(you) 良的網絡性能始於(yu) 合理的網絡設計,而合理的網絡設計依賴於(yu) 對每一個(ge) 網絡節點的通訊行為(wei) 和用來承載網絡信息的協議的詳盡了解。主要的過程自動化供應商已經注意到這種需求,他們(men) 提供最優(you) 的方案,使用戶可以為(wei) 控製係統選擇最優(you) 的網絡設計。而DIY方案的應用工程師可能需要首先完成特定網絡拓撲結構的搭建。
網絡設計和安裝完成之後,下一步就是測試網絡性能到底如何。對於(yu) 不同的數據采集量、警報、曆史信息、對等網絡信息和隨時可能發生的備份作業(ye) ,同樣的網絡拓撲結構的性能可能具有很大的差異,這需要依靠全麵的最優(you) 拓撲結構測試才能夠得出結論。
假設用戶已經完成了網絡的設計和安裝,工廠達到了最大生產(chan) 能力,一切都按照預期運行,那麽(me) 此時需要麵臨(lin) 的挑戰就是如何維持這種平穩的網絡作業(ye) 狀態。
一種解決(jue) 方案是在項目之初就安裝容錯以太網(FTE),這是一種使用並不昂貴的成品組件實現冗餘(yu) 工業(ye) 以太網的組網技術,這種技術能夠提供高可用性。FTE還能夠提供足夠的網絡診斷,實現對過程控製網絡的持續關(guan) 注,可以作為(wei) DCS的一部分。
而且,工廠必須在補丁和更新被載入生產(chan) 係統之前對其進行功能和性能的測評。有經驗的網絡工程師深知網絡上的每一台設備都必須正常工作,才能構成一個(ge) 健康的網絡整體(ti) ,正所謂一條臭魚腥了一鍋湯。
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