SIS与ESD、DCS、PLC之间的区别
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DCS、SIS、PLC三大控制系统的特点与差异分析摘要:本文简略阐述了DCS、SIS、PLC三大控制系统本身的特点,并针对三者z之间所具有的差异性展开了综合性的探究,旨在明确区分各种控制系统的优劣势,为后续系统的高效应用提供参考。
关键词:工业生产;控制系统;装置引言:当前在工业生产领域较常应用DCS、SIS以及PLC三种控制系统,但从本质上来看,其在实际应用阶段存在着诸多不同,然而现阶段在上述控制系统的实际应用方面依然面临着一定的不利因素,基于此,有必要对其展开更为深入的研究。
1DCS、SIS、PLC三大控制系统的特点分析1.1DCS对于DCS控制系统来说,其主要包括三层,分别是过程控制级、集中操作监控级以及综合信息管理级,不同的层级中间包含着两级通信电路,通信网络则会为各装置之间的通信联系提供支持。
过程控制级的构成涉及到部分测控装置、智能调节器以及现场控制站,在集中操作监控级中则包含着网间连接器、操作站以及监控计算机等多个部分,网间连接器同上位管理级之间共同组成了信息综合管理级。
该控制系统主要包括以下几方面特点。
首先便是其技术应用的特殊性,网络是该控制系统实施最主要的技术之一,其全部的操作都直接关系到网络的应用,不管是哪个网络都要基于网络展开工作,其中最为基础的便是分散过程控制级。
其次便是其在硬件设备组装方式方面的特殊性,对于工业化生产来说,不同的工业生产有着各不相同的生产条件和需求,所以其在控制系统方面的要求也存在着较大的差异性,若是单纯采用传统的控制系统难以随便都控制系统进行调整。
但DCS控制系统所使用的是积木化的硬件设备组装形式,所以,工作人员能够从用户自身的实际需求出发,对系统的规模进行优化调整。
DCS控制系统如图1所示。
图1 DCS控制系统再次,其软件的设计呈现出模块化的特点,这种设计形式能够在极大程度上提升功能的多样性,进而为用户提供更多的选择,此举不仅能够起到减小工作量的作用,还可以减少对于系统空间的占用,可以为计算机的高质量运行创造良好的条件。
DCS与SIS两者之间区别一、DCS的概念DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控领域又称为集散控制系统。
DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物,是目前最先进、最合理的过程控制系统,可以适应各种过程控制的要求。
它的过程控制点分散,系统具有很高的可靠性。
它通过集中的操作和监控。
DCS具有方便的操作和维护性能。
DCS具有标准的接口,对外连接更加方便简捷。
DCS特点:依靠各种控制、运算模块的灵活组态,可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要,使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。
因此,DCS的主要特点归结为一句话就是"分散控制。
集中管理"。
二、SIS的相关术语SIS概念:SIS系统主要是对生产过程实时控制系统(DCS、PLC等)的重要参数进行采集、汇总、存储,并在企业范围内进行信息共享。
通过SIS系统,我们可以方便、安全地对生产信息进行统一管理、查询、分析,从而提高工厂信息化水平、满足管理生产过程的需求,SIS系统组成∶安全联锁系统,紧急停车系统,有毒有害,可燃气体及火灾检测保护系统等。
SIS系统特性∶独立于生产的过程控制系统(DCS),生产正常时处于休眠或者静止状态,一旦生产过程完全停止或者生产设备出现可能导致安全事故的情况时,能瞬间准确动作,使生产过程安全停止运行或者自动导入预定的安全状态。
必须有很高的可靠性。
SIS法规规定: 从2016年1月1日起,大型和外商独资合资等具备条件的化工企业新建涉及"两重点一重大'的化工设备和危险化学品存储设施。
要按照本指导意见的要求设计符合相关标准规定的安全仪表系统SIS。
SIS功能及基本要求: 安全仪表系统(SIS)在生产装置的开车、停车阶段,运行扰动以及维护操作期间,对人员健康、装置设备及环境提供安全保护。
无论是生产装置本身出现的故障危险,还是人为因素导致的危险以及一些不可抗拒因素引发的危险,SIS系统都应立即作出正确反应并给出相应的逻辑信号,使生产装置安全联锁或停车,阻止危险的发生和事故的扩散,使危害减少到最小。
PLC、DCS、ESD和SIS如何分清及如何选择?SIS是近年来的热门话题,开过无数讨论、解读、解答、贯彻会议。
相信关注功能安全的圈友们,都听过、读过或者研究过“安监总管三 [2014] 116号国家安全监管总局关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见”这篇文章,此文至今已过去了将近十年,这过程中一系列相关问题使一些技术人员既明白、又含糊。
将把一些问题和质疑整理一番,辨析异议。
原则问题:要不要上SIS?不少“专家”和管理人员认为似乎只有上了SIS才能保证安全、心安理得、万无一失,神话了SIS,让其承担了过多的期待。
问1:装置上不上SIS,到底谁说了算?答:首先,我们要搞清楚SIS是干什么用的,其实SIS没有想象的那么神秘,其功能和安全阀、爆破片等一样,就是一个安全的保护层。
那么SIS和其它保护层有什么不一样呢,其实SIS是用于消除BPCS、安全阀、爆破片等独立保护层所未能消除的残余风险。
就装置该不该上SIS,何龙老师认为涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源,应配备独立的安全仪表系统(SIS)。
对于仪表回路等级在SIL1及以上的需要独立的SIS来消除安全风险。
(这条有争议,因为在GB/T50770正文中为SIL1宜与过程控制系统独立,也就是说推荐独立但不强制独立,但是在条文解释中又说SIL1不应在过程控制系统中实现,但是规范中有言在先,条文解释不具备和正文同等的效力),目前大量的SIL1在过程控制系统实现,这是现状。
叶向东老师认为应该对装置的工艺、流程、设备、配管、仪表等进行危险与可操作分析(HAZOP),评估并确定装置是否有SIL1,2,3的回路,如果有,则需要SIS,否则不需要SIS。
其次是管理者(业主或保险公司)有权自行决定是否采用SIS,可以不经HAZOP分析确定决策,如果管理者说需要SIS,SIL等级也由管理者确定,该说法来自IEC61511。
如果说不需要SIS,则可以不要,风险和灾难后果由决策者自行承担。
知识点|什么是DCS?和PLC的区别在哪里?什么是DCS?DCS是分布式控制系统,在国内自控行业里也叫做集散控制系统,主要用于把地理上很分散的设备集中监控并自动控制起来,主要用于大型流程工业当中,用于集中反映当前生产状况,它靠一个中枢系统来集中处理,多个操作站来监视控制,数据更新速度比PLC系统慢。
举个例子:因为某个工艺需要,水箱液位需要保持在一定范围内,当水箱液位出现较大波动且超出此范围后,可以选择去现场手动调节控制水位的阀门,也可以通过DCS发出指令去调节。
DCS相当于大脑,对眼睛看到的情况(即现场检测仪表传输过来的信号,如水位降低)做出反应(即发出指令,如增大进水阀开度),现场执行设备接受到指令做出相应的动作(如增大进水阀门开度,保持水位在一定范围)。
DCS和PLC的差别控制处理能力我们知道,一个PLC的控制器,往往能够处理几千个I/O点。
而DCS的控制器,一般只能处理几百个I/O点。
从集散体系的要求来说,不允许有控制集中的情况出现,太多点数的控制器在实际应用中是毫无用处的,DCS开发人员根本就没有开发带很多I/O点数控制器的需要驱动,他们的主要精力在于提供体系的可靠性和灵活性。
而PLC不一样,作为一个独立的柔性控制装置,带点能力十分强。
在人们印象当中PLC的运算速度也比DCS要快很多。
从某一个角度来看确实如此,PLC执行逻辑运算的效率很高,执行1K逻辑程序不到1毫秒,其控制周期(以DI输入直接送DO输出为例)可以控制在50ms以内;而DCS在处理逻辑运算和模拟运算时采用相同的方式,其控制周期往往在100ms以上。
我们用PID算法来比较时,可以发现PLC执行一个PID运算在几个毫秒,而NETWORK6000 DCS的T2550控制器解算一个PID也需要1个毫秒,这说明PLC和DCS和实际运算能力是相当的,某此型号的DCS控制器甚至更强。
而控制周期上的差异主要与控制器的调度设计有关。
新型的DCS控制器学习了大型PLC的设计,在控制周期方面的表现获得了大幅度的提高。
Esd(Emergency Shutdown Device):紧急停车系统,多数应用于石油和化工系统,是一个独立于DCS系统的控制单元,在工艺发生危险状况时,对设备,环境等进行紧急的启挺,开关操作。
配置设备以高档的PLC居多,多数处理DI/DO点,现在多数与DCS进行通讯。
SIS(SIS, safety instrumented system):安全仪表系统,主要用于汽轮机,压缩机等高速运转设备,对轴承的转速,震动,位移,温度等进行检测,对设备进行保护,原来设计多为模块组合,相当于与智能仪表的组合体。
SIS是安全仪表系统,ESD是紧急停车系统,ESD属于SIS的一部分。
SIS包括现场仪表、逻辑解决器、执行机构三部分,这三个部分都要是安全设计的,常规的ESD系统只是SIS的逻辑解决器这部分,当然也要是安全设计的。
随便举个例子,不一定合适,但是可以帮助理解这些概念。
西门子的PCS7 系统。
包含了S7-400H 硬件,WinCC 监控软件,Simaticnet 通讯软件。
Step7编程软件。
PDM等智能仪表工具。
PCS7 是一系列软件,硬件的组合体,是一个系统的概念。
SIS 基本上也是同样的道理。
?从本质上来讲,SIS 的硬件系统不光包括,SIS控制器及IO(例如Triconex,HIMA,西门子400FH)。
还应包括所有跟控制器接口的其他输入部件,例如获得TUV SIL认证的传感器,变送器,检测装置;还应该包括所有输出部件,如获得TUV SIL认证的执行器(液压安全执行器,气动安全执行器,电动型安全执行器),还应该有获得认证的现场设备。
--要求严格的现场,阀门本体也必须是有TUV 证书的。
例如核电厂的安全阀不光是锅炉与压力容器质检合格,还应该有核检证书,还应该有TUV的安规证书,明确标明是SIL几等级。
那么,我们现在再来理解这些概念,,,安全型控制器(目前这个叫法最科学)??仅仅是SIS系统硬件中的一环。
DCS系统分散控制系统以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
DCS在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态,可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要,使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。
随着企业提出的高柔性、高效益的要求,以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应,以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后,先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。
需要强调的是,广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升DCS综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。
ESD紧急停车系统ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车装置系统的缩写。
这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的,以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。
ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求,独立于DCS集散控制系统,其安全级别高于DCS。
在正常情况下,ESD系统是处于静态的,不需要人为干预。
作为安全保护系统,凌驾于生产过程控制之上,实时在线监测装置的安全性。
只有当生产装置出现紧急情况时,不需要经过DCS系统,而直接由ESD发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散造成巨大损失。
根据有关资料,当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的,当操作人员面临生命危险时,要在60s内作出反应,错误决策的概率高达99.9%。
因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的,这是作好安全生产的重要准则。
该动则动,不该动则不动,这是ESD系统的一个显著特点。
DCS 系统分散控制系统以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统集散控制系统简称 DCS ,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想,采用多层分级、合作自治的结构形式。
其主要特征是它的集中管理和分散控制。
目前 DCS 在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
DCS 在控制上的最大特点是依靠各种控制、运算模块的灵活组态,可实现多样化的控制策略以满足不同情况下的需要,使得在单元组合仪表实现起来相当繁琐与复杂的命题变得简单。
随着企业提出的高柔性、高效益的要求,以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应,以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后,先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。
需要强调的是,广泛应用各种先进控制与优化技术是挖掘并提升 DCS 综合性能最有效、最直接、也是最具价值的发展方向。
ESD 紧急停车系统ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车装置系90 年代发展起来的,以统的缩写。
这种专用的安全保护系统是它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。
ESD 紧急停车系统按照安全独立原则要求,独立于DCS 集散控制系统,其安全级别高于 DCS 。
在正常情况下, ESD系统是处于静态的,不需要人为干预。
作为安全保护系统,凌驾于生产过程控制之上,实时在线监测装置的安全性。
只有当生产装置出现紧急情况时,不需要经过 DCS 系统,而直接由 ESD 发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散造成巨大损失。
根据有关资料,当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的,当操作人员面临生命危险时,要在 60s 内作出反应,错误决策的概率高达 99.9% 。
因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的,这是作好安全生产的重要准则。
ESD——紧急停车系统ESD是英文Emergency Shutdown Device紧急停车系统的缩写。
这种专用的安全保护系统是90年代发展起来的,以它的高可靠性和灵活性而受到一致好评。
ESD紧急停车系统按照安全独立原则要求,独立于DCS集散控制系统,其安全级别高于DCS。
在正常情况下,ESD系统是处于静态的,不需要人为干预。
作为安全保护系统,凌驾于生产过程控制之上,实时在线监测装置的安全性。
只有当生产装置出现紧急情况时,不需要经过DCS系统,而直接由ESD发出保护联锁信号,对现场设备进行安全保护,避免危险扩散造成巨大损失。
据有关资料,当人在危险时刻的判断和操作往往是滞后的、不可靠的,当操作人员面临生命危险时,要在60s内作出反应,错误决策的概率高达99.9%。
因此设置独立于控制系统的安全联锁是十分有必要的,这是作好安全生产的重要准则。
该动则动,不该动则不动,这是ESD系统的一个显著特点。
ESD 控制系统CPU的扫描周期一般在几十毫秒,根据控制系统所扫描的控制点的数量,一般在50ms左右,所以ESD的响应时间是极为迅速的,现在国内比较流行的主流ESD系统为美国TRICONEX(由中国自动化集团-康吉森自动化代理)。
特点:为何要独立设置ESD系统呢?当然一般安全联锁保护功能也可由DCS来实现。
但是对于较大规模的紧急停车系统应按照安全独立原则与DCS分开设置,这样做主要有以下几方面原因:(1)降低控制功能和安全功能同时失效的概率,当维护DCS部分故障时也不会危及安全保护系统;(2)对于大型装置或旋转机械设备而言,紧急停车系统响应速度越快越好。
这有利于保护设备,避免事故扩大;并有利于分辨事故原因记录。
而DCS处理大量过程监测信息,因此其响应速度难以作得很快;(3)DCS系统是过程控制系统,是动态的,需要人工频繁的干预,这有可能引起人为误动作;而ESD是静态的,不需要人为干预,这样设置ESD可以避免人为误动作。
个人认为他们的区别应该不是很大Esd(Emergency Shutdown Device):紧急停车系统,多数应用于石油和化工系统,是一个独立于DCS系统的控制单元,在工艺发生危险状况时,对设备,环境等进行紧急的启挺,开关操作。
配置设备以高档的PLC居多,多数处理DI/DO点,现在多数与DCS进行通讯。
SIS(SIS, safety instrumented system):安全仪表系统,主要用于汽轮机,压缩机等高速运转设备,对轴承的转速,震动,位移,温度等进行检测,对设备进行保护,原来设计多为模块组合,相当于与智能仪表的组合体。
SIS是安全仪表系统,ESD是紧急停车系统,ESD属于SIS的一部分。
SIS包括现场仪表、逻辑解决器、执行机构三部分,这三个部分都要是安全设计的,常规的ESD系统只是SIS 的逻辑解决器这部分,当然也要是安全设计的。
随便举个例子,不一定合适,但是可以帮助理解这些概念。
西门子的PCS7 系统。
包含了S7-400H 硬件,WinCC 监控软件,Simaticnet 通讯软件。
Step7编程软件。
PDM等智能仪表工具。
PCS7 是一系列软件,硬件的组合体,是一个系统的概念。
SIS 基本上也是同样的道理。
从本质上来讲,SIS 的硬件系统不光包括,SIS控制器及IO(例如Triconex,HIMA,西门子400FH)。
还应包括所有跟控制器接口的其他输入部件,例如获得TUV SIL认证的传感器,变送器,检测装置;还应该包括所有输出部件,如获得TUV SIL认证的执行器(液压安全执行器,气动安全执行器,电动型安全执行器),还应该有获得认证的现场设备。
--要求严格的现场,阀门本体也必须是有TUV 证书的。
例如核电厂的安全阀不光是锅炉与压力容器质检合格,还应该有核检证书,还应该有TUV 的安规证书,明确标明是SIL几等级。
那么,我们现在再来理解这些概念,,,安全型控制器(目前这个叫法最科学)仅仅是SIS 系统硬件中的一环。
SIS与ESD、DCS、PLC之间的区别1、SIS系统(Safety Instrumented System 安全仪表系统)属于企业生产过程自动化范畴,用于保障安全生产的一套系统,安全等级高于DCS的自动化控制系统,当自动化生产系统出现异常时,SIS会进行干预,降低事故发生的可能性。
2、DCS集散控制系统是以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。
集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
SIS与DCS在石油、石化生产过程中分别起着不同的作用,如下图所示:生产装置从安全角度来讲,可分为3个层次:第一层为生产过程层,第二层为过程控制层,第三层为安全仪表系统停车保护层。
SIS与ESD之间的区别SIS是系统化的概念,更关注整体性的概念,从命名就可以看出来,SIS关注回路,关注系统整体。
安全型的现场检测器件(变送器,仪表,传感器)-> 安全型 A -》安全型控制器-安全型的DO -》安全型的现场执行器件(安全关断阀,泄压阀,保护器等)。
而ESD通常是指,安全控制系统厂家生产的,安全型控制器,(CPU),IO,等纯控制系统的概念。
从本质上来讲,SIS 的硬件系统不光包括,SIS控制器及IO(例如Triconex,HIMA,西门子400FH)。
还应包括所有跟控制器接口的其他输入部件,例如获得TUV SIL认证的传感器,变送器,检测装置;还应该包括所有输出部件,如获得TUV SIL认证的执行器(液压安全执行器,气动安全执行器,电动型安全执行器),还应该有获得认证的现场设备。
要求严格的现场,阀门本体也必须是有TUV 证书的。
例如核电厂的安全阀不光是锅炉与压力容器质检合格,还应该有核检证书,还应该有TUV 的安规证书,明确标明是SIL几等级。
ESD是生产厂家的安全性控制器用在不同的场合,根据不同的用途,有着这些不同的叫法,从理论上说,只有ESD,“未必” 会是个完整的SIS控制系统。
dcs系统与plc哪个好_DCS与PLC的优劣对比 - dcsplc和dcs在工业自动化控制中占有举足轻重的地位,而工业自动化控制是国家工业发展战略的核心。
PLC以及DCS在工业控制的各个环节中不断的升级、完善,已经成为现代工业生产制造中不可或缺的工具。
1、DCS和PLC的定义DCS控制系统,在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统,是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中控制系统的基础上发展、演变而来的。
DCS作为一个集过程控制和过程监控为一体的计算机综合系统,在通信网络的不断带动下,DCS系统已经成为了一个综合计算机,通信、显示和控制等4C技术的完整体系。
其主要特点是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
现如今的DCS系统可以广泛地用于工业装置的生产控制和经营管理,在化工、电力、冶金等流程自动化领域的应用已经十分普及。
PLC,即逻辑可编程控制器,是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,是工业控制的核心部分。
2、DCS和PLC控制器的差别DCS和PLC控制器的主要差别是在开关量和模拟量的运算上,即使后来两者相互有些渗透,但是仍然有区别。
80年代以后,PLC除逻辑运算外,也增加了一些控制回路算法,但要完成一些复杂运算还是比较困难,PLC用梯形图编程,模拟量的运算在编程时不太直观,编程比较麻烦。
但在解算逻辑方面,表现出快速的优点。
而DCS使用功能块封装模拟运算和逻辑运算,无论是逻辑运算还是复杂模拟运算的表达形式都非常清晰,但相对PLC来说逻辑运算的表达效率较低。
3、DCS和PLC在火电厂的应用在火电厂热工自动化领域,DCS和PLC是两个完全不同而又有着千丝万缕联系的概念。
DCS与PLC的区别要点1.DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC(可编程控制器)只是一种控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。
系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能.2.在网络方面,DCS网络是整个系统的中枢神经,它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好.而PLC因为基本上都为个体工作,其在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。
在网络安全上,PLC没有很好的保护措施。
我们采用电源,CPU,网络双冗余.3.DCS整体考虑方案,操作员站都具备工程师站功能,站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系,任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制,协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统,其站与站(PLC与PLC)之间的联系则是一种松散连接方式,是做不出协调控制的功能。
4.DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口,外接系统或扩展系统都十分方便,PLC所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少操作员站都是很难实现的。
5.DCS安全性:为保证DCS控制的设备的安全可靠,DCS采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元,保证整个系统的安全可靠。
PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念,就更谈不上冗余控制策略。
特别是当其某个PLC单元发生故障时,不得不将整个系统停下来,才能进行更换维护并需重新编程。
所以DCS系统要比其安全可靠性上高一个等级。
6.系统软件,对各种工艺控制方案更新是DCS的一项最基本的功能,当某个方案发生变化后,工程师只需要在工程师站上将更改过的方案编译后,执行下装命令就可以了,下装过程是由系统自动完成的,不影响原控制方案运行。
系统各种控制软件与算法可以将工艺要求控制对象控制精度提高。
而对于PLC构成的系统来说,工作量极其庞大,首先需要确定所要编辑更新的是哪个PLC,然后要用与之对应的编译器进行程序编译,最后再用专用的机器(读写器)专门一对一的将程序传送给这个PLC,在系统调试期间,大量增加调试时间和调试成本,而且极其不利于日后的维护。
名称:DCS,全称:DistributedControlSystem,定义:DCS是分散控制系统(DistributedControlSystem)的简称,国内一般习惯称为集散控制系统。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
系统的主要技术概述·系统主要有现场控制站(I/O站)、数据通讯系统、人机接口单元(操作员站OPS、工程师站ENS)、机柜、电源等组成。
系统具备开放的体系结构,可以提供多层开放数据接口。
·硬件系统在恶劣的工业现场具有高度的可靠性、维修方便、工艺先进。
底层汉化的软件平台具备强大的处理功能,并提供方便的组态复杂控制系统的能力与用户自主开发专用高级控制算法的支持能力;易于组态,易于使用。
支持多种现场总线标准以便适应未来的扩充需要。
·系统的设计采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功能,具有高度的可靠性。
系统内任一组件发生故障,均不会影响整个系统的工作。
·系统的参数、报警、自诊断及其他管理功能高度集中在CRT上显示和在打印机上打印,控制系统在功能和物理上真正分散,DCS·整个系统的可利用率至少为99.9%;系统平均无故障时间为10万小时,实现了核电、火电、热电、石化、化工、冶金、建材诸多领域的完整监控。
·“域”的概念。
把大型控制系统用高速实时冗余网络分成若干相对独立的分系统,一个分系统构成一个域,各域共享管理和操作数据,而每个域内又是一个功能完整的DCS系统,以便更好的满足用户的使用。
·网络结构可靠性、开放性及先进性。
在系统操作层,采用冗余的100Mbps以太网;在控制层,采用冗余的100Mbps工业以太网,保证系统的可靠性;在现场信号处理层,12Mbps的PROFIBUS总线连接中央控制单元和各现场信号处理模块。
简述PLC, ESD,SIS,DCS 区别PLC programmable logic controller,通常作为成套设备的控制方案,比如说真空、废水、集装、压缩机等等自成一个体系的系统。
他们的特点往往是不要求很多的模拟量控制,对数字量控制极为有效、方便、可靠、经济。
通常做为DCS 的子站点,便于监视。
ESD (emergencyshutdown system) 紧急停车系统。
SIS (safety interlockingsystem(safetyinstrument syetem)。
安全联锁系统,个人认为这是不同厂家对安全系统的叫法不同,还有的叫safety manager。
这类系统往往用于石化等高危行业。
一般涉及到的点不是很多,因为一旦动作就是全场停车,是牺牲生产效益保障安全的最低防线。
SM 需要有SIS 认证,石化行业通常等级为SIL3。
DCS (distributed control system)目前为止,其最大的特点依然是PID 控制,借助其强大的通讯功能,是整合工厂所有自动化设备的系统,DCS 用于生产过程的连续测量、常规控制、操作控制管理,保证生产装置的平稳运行;SIS 用于监视生产装置的运行状况,对出现异常工况迅速进行处理,使危害降到最低,使人员和生产装置处于安全状态;DCS 为动态系统,它始终对过程变量连续进行检测、运算和控制,对生产过程进行动态控制,确保产品的质量和产量;SIS 为静态系统,正常工况时,它始终监视生产装置的运行,系统输出不变,对生产过程不产生影响,非正常工况下时,它将按照预先的设计进行逻辑运算,实现生产装置安全联锁或停车;SIS 比DCS 在可靠性、可用性上要求更严格,IEC61508、IEC61511、ISAS84.01、SH/T3018 等标准中,推荐SIS 与DCS 硬件独立设置。
我看到的PID 图显示,ESD 的逻辑控制和PLC 的逻辑控制是不一样的,SIS 逻辑图纸是流量显示,FT 是现场安装的流量表,FI15101 是在DCS 内显示,流量高报警;DCS 逻辑是流量调节控制,调节阀和流量计安装在现场,在电脑中通过阀门的开度控制流量的大小。
SIS连锁和DCS联锁动作的区别SIS系统和DCS系统处于生产装置的不同安全层级,DCS的连锁属于生产过程中经常使用的开关连锁或设备启动停止连锁,属于正常操作;SIS的连锁大多与人员及设备的安全连锁有关(尤其是停车连锁),属于SIL级别确定严格的故障及事故连锁。
两者性质和配置都不相同。
安全仪表系统(SIS)与分散控制系统(DCS)在工业生产过程中分别起着不同的作用,如图所示:生产装置从安全角度来讲,可分为三个层次,第一层为生产过程层;第二层为过程控制层;第三层为安全仪表系统停车保护层。
生产装置在最初的工程设计、设备选型及安装阶段,都对过程和设备的安全性进行了考虑,因此装置本身就构成了安全的第一道防线。
采用用控制系统对过程进行连续动态控制,使装置在设定值下平稳运行,不但生产出各种合格产品,而且将装置的风险又降低了一个等级,是安全的第二道防线。
在过程之上要设置一套安全仪表系统,对过程进行监测和保护,把发生恶性事故的可能性降到最低,最大限度地保护生产装置和人身安全,避免恶性事故的发生,构成了生产装置最稳固、最关键的最后一道防线。
因此SIS与DCS在生产过程中所起的作用是截然不同的。
SIS与DCS是两种功能上不同的系统,SIS与DCS的区别:1、DCS系统①DCS用于过程连续测量、常规控制(连续、顺序、间歇等)、操作控制管理,保证生产装置平稳运行,②DCS是“动态”系统,它始终对过程变量连续进行监测、运算和控制,对生产过程动态控制,确保产品质量和产量。
③DCS可以进行故障自动显示;DCS对维修时间的长短和要求不算苛刻;DCS可进行自动/手动切换。
④DCS系统只作一般连锁、电机的开停、顺序等控制,安全级别要求不像SIS那么高。
⑤DCS系统一般是由人机界面操作站、通信总线及现场控制站组成,DCS不含检测执行部分⑥为了实现生产过程自动化,操作人员会经常改变DCS系统的一些输出动作。
2、SIS系统①SIS用于监测生产设置的运行状况,对出现异常工况迅速进行处理,使故障发生的可能性降到最低,使人和装置处于安全状态。
如何给客户讲解PLC和DCS的区别?PLC和DCSPLC1、从开关量控制发展到顺序控制、运送处理,是从下往上的连续PID控制等多功能,PID在中断站中。
2、可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站。
3、也可一台PLC为主站,多台同型PLC为从站,构成plc网络。
这比用PC机作主站方便之处是:有用户编程时,不必知道通信协议,只要按说明书格式写就行。
4、PLC网格既作为独立DCS,也可作为DCS的子系统。
5、PLC主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
DCS1、分散式控制系统DCS集4C(Communication,Computer,Control,CRT)技术于一身的监控技术。
2、从上到下的树状拓扑大系统,其中通信是关键。
3、PID在中断站中,中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置是树状拓扑和并行连续的链路结构,也有大量电缆从中断站并行到现场仪器仪表。
4、模拟信号,A/D---D/A、带微处理器的混合。
5、一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN6、DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。
用于大规模的连续过程控制,如石化等。
如何抉择PLC和DCS系统在可编程逻辑控制器(PLC)和分散式控制系统(DCS)之间如何抉择,要具体情况具体分析,因为应用场合不同,对控制系统的要求也各不相同。
控制系统平台,对自动化系统满足优化生产、维持可用性和获取数据等需求的方式,会有一定的影响。
在选择控制系统方面缺乏远见,也可能会影响未来的扩展、流程优化、用户满意度和公司利润。
除了一些基本准则之外(比如如何控制过程),设计团队还必须考虑安装、可扩展性、维护、保养等方面的各种因素。
目前,虽然对小设备来讲,PLC系统可能是最划算的,但DCS系统则提供了更具经济性的可扩展能力,更可能获得较高的初始投资回报。
PLC是一种工业计算机,用于控制生产制造过程,如机器人、高速包装、装瓶和运动控制等。
SIS与ESD、DCS、PLC之间的区别
1、SIS系统(Safety Instrumented System 安全仪表系统)属于企业生产过程自动化范畴,用于保障安全生产的一套系统,安全等级高于DCS的自动化控制系统,当自动化生产系统出现异常时,SIS会进行干预,降低事故发生的可能性。
2、DCS集散控制系统是以微处理器为基础,采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。
集散控制系统简称DCS,也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
SIS与DCS在石油、石化生产过程中分别起着不同的作用,如下图所示:生产装置从安全角度来讲,可分为3个层次:第一层为生产过程层,第二层为过程控制层,第三层为安全仪表系统停车保护层。
SIS与ESD之间的区别
SIS是系统化的概念,更关注整体性的概念,从命名就可以看出来,SIS关注回路,关注系统整体。
安全型的现场检测器件(变送器,仪表,传感器)-> 安全型 A -》安全型控制器-安全型的DO -》安全型的现场执行器件(安全关断阀,泄压阀,保护器等)。
而ESD通常是指,安全控制系统厂家生产的,安全型控制器,(CPU),IO,等纯控制系统的概念。
从本质上来讲,SIS 的硬件系统不光包括,SIS控制器及IO(例如Triconex,HIMA,西门子400FH)。
还应包括所有跟控制器接口的其他输入部件,例如获得TUV SIL认证的传感器,变送器,检测装置;
还应该包括所有输出部件,如获得TUV SIL认证的执行器(液压安全执行器,气动安全执行器,电动型安全执行器),
还应该有获得认证的现场设备。
要求严格的现场,阀门本体也必须是有TUV 证书的。
例如核电厂的安全阀不光是锅炉与压力容器质检合格,还应该有核检证书,还应该有TUV 的安规证书,明确标明是SIL几等级。
ESD是生产厂家的安全性控制器用在不同的场合,根据不同的用途,有着这些不同的叫法,从理论上说,只有ESD,“未必” 会是个完整的SIS控制系统。
ESD 仅仅是SIS中的一环,而且是在实体硬件中,是最重要的一环。
DCS与PLC之间的区别
1、从发展的方面来说:
DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。
因此,DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制,比如我们使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系统甚至没有PID数量的限制(PID,比例微分积分算法,是调节阀、变频器闭环控制的标准算法,通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量)。
PLC从传统的继电器回路发展而来,最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力,因此,PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。
2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说:
市场上控制类产品繁多,无论DCS还是PLC,均有很多厂商在生产和销售。
对于PLC系统来说,一般没有或很少有扩展的需求,因为PLC系统一般针对于设备来使用。
一般来讲,PLC也很少有兼容性的要求,比如两个或以上的系统要求资源共享,对PLC来讲也是很困难的事。
而且PLC一般都采用专用的网络结构,比如西门子的MPI总线性网络,甚至增加一台操作员站都不容易或成本很高。
DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系,但大部分的DCS系统,比如横河YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB等等,虽说系统内部(过程级)的通讯协议不尽相同,但操作级的网络平台不约而同的选择了以太网络,采用标准或变形的TCP/IP 协议。
这样就提供了很方便的可扩展能力。
在这种网络中,控制器、计算机均作为一个节点存在,只要网络到达的地方,就可以随意增减节点数量和布置节点位置。
另外,基于windows系统的OPC、DDE等开放协议,各系统也可很方便的通讯,以实现资源共享。
3、从数据库来说:
DCS一般都提供统一的数据库。
换句话说,在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中,就可在任何情况下引用,比如在组态软件中,在监控软件中,在趋势图中,在报表中……而PLC系统的数据库通常都不是统一的,组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。
为什么常说西门子的S7 400要到了414以上才称为DCS?因为西门子的PCS7系统才使用统一的数据库,而PCS7要求控制器起码到S7 414-3以上的型号。
4、从时间调度上来说:
PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。
PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。
(现在一些新型PLC有所改进,不过对任务周期的数量还是有限制)而DCS可以设定任务周期。
比如,快速任务等。
同样是传感器的采样,压力传感器的变化时间很短,我们可以用200ms的任务周期采样,而温度传感器的滞后时间很大,我们可以用2s的任务周期采样。
这样,DCS可以合理的调度控制器的资源。
5、从网络结构发面来说:
一般来讲,DCS惯常使用两层网络结构,一层为过程级网络,大部分DCS使用自己的总线协议,比如横河的Modbus、西门子和ABB的Profibus、ABB的CAN bus 等,这些协议均建立在标准串口传输协议RS232或RS485协议的基础上。
现场IO 模块,特别是模拟量的采样数据(机器代码,213/扫描周期)十分庞大,同时现场干扰因素较多,因此应该采用数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。
基于RS485串口异步通讯方式的总线结构,符合现场通讯的要求。
IO的采样数据经CPU转换后变为整形数据或实形数据,在操作级网络(第二层网络)上传输。
因此操作级网络可以采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准,同时因操作级网络一般布置在控制室内,对抗干扰的要求相对较低。
因此采用标准以太网是最佳选择。
TCP/IP协议是一种标准以太网协议,一般我们采用100Mbit/s的通讯速度。
PLC系统的工作任务相对简单,因此需要传输的数据量一般不会太大,所以常见的PLC系统为一层网络结构。
过程级网络和操作级网络要么合并在一起,要不过程级网络简化成模件之间的内部连接。
PLC不会或很少使用以太网。
6、从应用对象的规模上来说:
PLC一般应用在小型自控场所,比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁,而大型的应用一般都是DCS。
当然,这个概念不太准确,但很直观,习惯上我们把大于600点的系统称为DCS,小于这个规模叫做PLC。
我们的热泵及QCS、横向产品配套的控制系统一般就是称为PLC。
说了这么多PLC与DCS的区别,但我们应该认识到,PLC与DCS发展到今天,事实上都在向彼此靠拢,严格的说,现在的PLC与DCS已经不能一刀切开,很多时候之间的概念已经模糊了。
现在,我们来讨论一下彼此的相同(似)之处。
1)从功能来说:
PLC已经具备了模拟量的控制功能,有的PLC系统模拟量处理能力甚至还相当强大,比如横河FA-MA3、西门子的S7 400、ABB 的ControlLogix 和施耐德的Quantum系统。
而DCS也具备相当强劲的逻辑处理能力,比如我们在CS3000上实现了一切我们可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。
2)从系统结构来说:
PLC与DCS的基本结构是一样的。
PLC发展到今天,已经全面移植到计算机系统控制上了,传统的编程器早就被淘汰。
小型应用的PLC一般使用触摸屏,大规模应用的PLC全面使用计算机系统。
和DCS一样,控制器与IO站使用现场总线(一般都是基于RS485或RS232异步串口通讯协议的总线方式),控制器与计算机之间如果没有扩展的要求,也就是说只使用一台计算机的情况下,也会使用这个总线通讯。
但如果有不止一台的计算机使用,系统结构就会和DCS一样,上位机平台使用以太网结构。
这是PLC大型化后和DCS概念模糊的原因之一。
3)PLC和DCS的发展方向:
小型化的PLC将向更专业化的使用角度发展,比如功能更加有针对性、对应用的环境更有针对性等等。
大型的PLC与DCS的界线逐步淡化,直至完全融和。
DCS将向FCS的方向继续发展。
FCS的核心除了控制系统更加分散化以外,特别重要的是仪表。
FCS在国外的应用已经发展到仪表级。
控制系统需要处理的只是信号采集和提供人机界面以及逻辑控制,整个模拟量的控制分散到现场仪表,仪表与控制系统之间无需传统电缆连接,使用现场总线连接整个仪表系统。
(目前国内有横河在中海壳牌石化项目中用到了FCS,仪表级采用的是智能化仪表例如:EJX等,具备世界最先进的控制水准)。