各种工业控制系统的区别
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PLC›DCS、FCS三大工业控制系统的区别随着工业技术的快速发展,相继出现了集散控制系统和现场总线控制系统,一些行业当中有的人认为FCS是由PLC发展而来的;另一些行业的人认为FCS又是由DCS发展而来的。
FCS与PLC及DCS之间既有密不可分的关联,又存在着本质的区别。
在工业过程控制中的三大控制系统,分别是PLC、DCS、FCSoPLC控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下的应用而设计。
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,并通过数字式或模拟式输入或输出,控制各种类型的机械或生产过程。
DCS集散控制系统,又叫计算机分布式控制系统,它是20世纪70年代中期迅速发展起来的,它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来,也称作4C技术,实现了对生产过程的监视、控制和管理。
它既打破了常规控制仪表功能的局限性,又较好的解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险性。
FCS现场总线控制系统的核心是总线协议,基础是数字智能现场设备,本质是信息处理现场化。
1、大型PLC构成的过程控制系统的基本特点⑴从上到下的结构,PLC既可以作为独立的DCS,也可以作为DCS的子系统。
(2)PID放在控制站中,可实现连续PID控制等各种功能。
⑶可用一台PC为主站,多台同类型PLC为从站;也可用一台PLC为主站,多台同类型PLC为从站,构成PLC网络。
⑷主要用于工控中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
2、DCS控制系统的基本特点⑴从上到下的树状系统,其中通信是关键。
(2)PID在控制器中,连接计算机与现场仪器仪表。
⑶是树状拓扑和并行连续的链路结构,有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
⑷信号系统包括开关量信号和模拟信号。
(5)DCS一般是由现场仪表层、控制装置单元层、工厂(车间)层、和企业管理层构成。
传统DCS-现场级设备与控制器之间连接采用一对一I/O连线方式3、FCS控制系统的基本特点(I)FCS是3C技术的融合。
SCADA、DCS与PLC之间的区别✧名词定义SCADA:即数据采集与监控系统,是工业控制的核心系统,主要是用于控制分散的资产以便进行与控制同样相同重要的集中数据采集。
DCS:即分布式控制系统,主要是用于在同一地理位置环境下控制生产过程的系统。
PLC:重要的控制部件,通常应用在SCADA和DCS系统中,用于实现工业设备的具体操作与工艺控制,通过回路控制提供本地的过程管理。
✧SCADA、DCS与PLC的不同DCS和SCADA都是系统级方案,由许多软硬件系统组成。
从系统结构看,两者都属于分布式工业控制系统,具有控制分散、管理集中的特点。
且通常具有至少两层网络结构,早期SCADA和DCS都采用专用协议,但目前都基本采用了统一的国际标准。
但除此之外,SCADA与DCS在技术与应用方面存在较大的差别。
1. DCS是一种技术,SCADA侧重功能与集成SCADA系统根据生产过程监控要求从市场上采购各种自动化产品而构造满足客户要求的系统。
正因如此,SCADA的构建十分灵活,可选择的产品和解决方案也很多。
有时候也会把SCADA系统成为DCS,主要是在这类系统也具有控制分散、管理集中的特点。
但由于SCADA系统的软、硬件控制设备来自多个不同的厂家,而不像DCS那样,主体设备来自一家DCS制造商。
因此,把SCADA系统称为DCS不恰当。
2. DCS体系结构更加成熟完善,SCADA系统是用户集成DCS具有更加成熟和完善的体系结构,系统的可靠性等性能更有保障,而SCADA系统是用户集成的。
因此,其整体性能与用户的集成水平紧密相关,通常要低于DCS。
也正因为DCS是专用系统,DCS的开放性比SCADA差。
3. 应用行业侧重点不同DCS主要用于控制精度要求高、测控点集中的流程工业,如石油、化工、冶金、电站等工业过程。
SCADA专用用于测控点分布范围广泛的生产过程或设备的监控,通常情况下,测控现场是无人或少人值守,如移动通信基站、长距离石油输送管道的远程监控、环保监控等。
plc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和PLC都是计算机技术与工业控制技术相结合的产物,火电厂主机控制系统用的是DCS,而PLC主要应用在电厂辅助车间。
DCS与PLC的区别与联系DCS(分散控制系统)和PLC(可编程逻辑控制器)是在工业自动化领域中常用的控制系统。
它们在设计、功能和应用方面存在一些区别和联系。
本文将探讨DCS与PLC之间的区别与联系,旨在帮助读者更好地理解这两种控制系统。
一、DCS与PLC的定义和概述DCS是一种分层结构的控制系统,它通常由多个分布在不同位置的控制单元组成,这些控制单元可以通过网络进行通信。
每个控制单元都可以独立地执行控制任务,并与其他控制单元共享信息。
DCS广泛用于大型工业过程控制系统,例如发电厂、化工厂和石油炼厂等。
PLC是一种用于自动控制的专用计算机,它可以根据预先编写的程序来控制各种设备和过程。
PLC通常用于小型或中型控制系统,例如自动化生产线、机械设备和建筑物自动化系统等。
虽然DCS和PLC具有不同的定义和概述,但它们都能够实现工业自动化控制的目标,并在不同的应用场景中发挥重要作用。
接下来将详细讨论DCS与PLC的具体区别与联系。
二、DCS与PLC的区别1. 结构与组成DCS的结构更加复杂,由多个控制单元组成,这些单元可以相互通信和共享信息。
每个单元都具有独立的性能和功能,可以实现高度分布式和协作控制。
相比之下,PLC通常是一个单独的设备,它独立执行控制任务。
2. 网络通信DCS的控制单元通过网络进行通信,可以实现异地操作和远程监控。
这使得DCS适用于大型的、分布式的控制系统。
PLC通常通过本地连接进行通信,适用于较小规模的控制系统。
3. 灵活性和可扩展性DCS具有较高的灵活性和可扩展性,可以根据需要灵活地增加或减少控制单元,并实现系统的动态调整。
相比之下,PLC相对独立,扩展性较低。
4. 编程语言和功能DCS通常使用高级编程语言进行控制和编程,具备更为复杂的功能和逻辑。
PLC则使用简化的Ladder Diagram(梯形图)等编程语言,功能相对较简单。
这使得DCS适用于需要更复杂控制逻辑的应用,而PLC则适合于一些简单的控制任务。
dcs系统与plc系统的区别如下:1、在功能的着重点上不同。
DCS着重于闭环控制及数据处理。
PLC着重于逻辑控制及开关量的控制,也可实现模拟量控制。
2、发展历程方面。
在DCS系统产生之前,工业上是采用计算机控制系统,一台计算机控制几十个、上百个控制回路,控制高度集中危险性极高,随着电子技术发展,微处理器的出现,为解决控制集中危险性高的问题,产生以微处理器为基础,集控制技术、计算机技术、通信技术为一体的分散控制、集中监视控制系统(即DCS系统),所以DCS系统也称集中分散型控制系统、分散型综合控制系统等。
DCS的总体设计理念是偏向于仪表的,因此,最早生产的DCS系统有的甚至没有逻辑控制功能,随着技术的发展功能也逐步完善。
PLC 是代替继电器实现逻辑控制的装置,最早生产的PLC只有逻辑控制功能,随着技术的发展其功能也不断完善,以PLC为基础构成的控制系统其功能与DCS系统基本类似,在连续生产的过程控制中也广泛应用,如西门子公司生产的PCS7系统也是DCS系统。
3、在平台与功能方面,DCS与PLC的主要区别有:一是数据来源不同,DCS系统是全局数据库,控制级和监控级数据来源于同一个数据库;而PLC系统控制级和监控级数据来源于不同的数据库,因此控制软件与监控软件可以是不同的供应商,市场化程度高。
二是控制功能偏向不同,DCS模拟信号处理能力强,PLC逻辑信号处理能力强,处理速度快。
三是在线修改程序不同,DCS可按控制回路在线修改组态、下装,只影响本控制回路。
而PLC在线修改程序下装影响整个PLC站,影响面广。
当然,不管哪个系统一般情况下在线修改时都有保护措施,不会影响生产过程正常运行。
4、建设投资方面。
通常情况下,DCS系统的投资比PLC系统要稍高些,主要原因是PLC产量大、市场化程度高,所以成本相对低些。
机范围很广的)系统。
6、但PLC也有其特点:PLC广泛使用梯形图代替计算机语言,对编程有一定的优势。
7、你可以把梯形图理解成是与汇编等计算器语言一样,是一种编程语言,只是使用范围不同!而且通常做法是由PLC软件把你的梯形图转换成C或汇编语言(由PLC所使用的CPU决定),然后利用汇编或C编译系统编译成机器码!PLC运行的只是机器码而已。
梯形图只是让使用者更加容易使用而已。
8、如上所说,那么MCS-51单片机当然也可以用于PLC制作,只是8位CPU在一些高级应用;如大量运算(包括浮点运算),嵌入式系统(现在UCOS也能移植到MCS-51)等,有些力不从心而已,不过加上DSP就已经能满足一般要求了,而且同样使用梯形图编程,我们可把梯形图转化为C51再利用KEIL的C51进行编译。
9、我们也能发现不用型号的PLC会选用不同的CPU,其实也说明PLC就是一套已经做好的单片机系统。
10、既然如此,当然也可以用单片机直接开发控制系统,但是对开发者要求相当高(不是一般水平可以胜任的),开发周期长,成本高(对于一些大型一点的体统你需要做实验,印刷电路板就需要一笔相当的费用,你可以说你用仿真器,用实验板来开发,但是我要告诉你,那样做你只是验证了硬件与软件的可行性,并不代表可以用在工业控制系统,因为工业控制系对抗干扰的要求非常高,稳定第一,而不是性能第一,所以你的电路板设计必须不断实验,改进)。
11、当你解决了上述问题,你就发现你已经做了一台PLC了,当然如果需要别人能容易使用你还需要一套使用软件,这样你可以不需要把你的电路告诉别人。
你也不可能告诉别人。
12、这样一看PLC其实并不神秘,不少PLC是很简单的,其内部的CPU除了速度快之外,其他功能还不如普通的单片机。
13、通常PLC采用16位或32位的CPU,带1或2个的串行通道与外界通讯,内部有一个定时器即可,若要提高可靠性再加一个看家狗定时器问题就解决了。
14、PLC的关键技术在于其内部固化了一个能解释梯形图语言的程序及辅助通讯程序,梯形图语言的解释程序的效率决定了PLC的性能,通讯程序决定了PLC与外界交换信息的难易。
DCS系统与PLC系统的区别和联系DCS(分布式控制系统)和PLC(可编程逻辑控制器)是工业自动化领域中常见的两种控制系统。
它们在工业生产过程中起着至关重要的作用,并在许多方面有着相似之处,但也存在一些明显的区别。
本文将探讨DCS系统与PLC系统之间的区别和联系。
一、DCS系统的定义与特点DCS系统是指一种由多个分布式控制器组成的集中控制系统。
它将分散在不同位置的控制器通过网络进行连接,形成一个统一的整体控制系统。
DCS系统的特点如下:1. 高度分布式:DCS系统中的控制器可以分布在各个工艺单元或设备上,实现更加灵活的控制与监测。
2. 大规模处理能力:DCS系统支持处理大规模设备和复杂过程的能力,可以同时对多个设备进行控制和监控。
3. 强大的数据处理能力:DCS系统能够实时采集、处理和存储大量的工艺数据,为生产优化和故障诊断提供有力支持。
4. 开放性与可扩展性:DCS系统采用标准接口和协议,可以与其他系统进行互联互通,并可以根据实际需要进行扩展。
二、PLC系统的定义与特点PLC系统是一种特定用途的数字计算机,用于自动化控制过程中的逻辑和序列控制。
它通常通过编程来控制输出设备的状态,具有以下特点:1. 高度可编程性:PLC系统采用专门的编程语言(如Ladder Diagram)来编写控制逻辑,并可根据实际需求进行修改和调整。
2. 快速的响应时间:PLC系统具有低延迟和高实时性的特点,能够快速响应输入信号并进行逻辑判断和输出控制。
3. 简单可靠的硬件结构:PLC系统通常采用模块化的硬件结构,易于安装和维护。
其硬件组件包括中央处理器、输入/输出模块、电源模块等。
4. 适用于小规模控制:PLC系统通常适用于小规模的控制任务,如机械设备、自动化生产线等。
三、DCS系统与PLC系统的区别1. 应用领域不同:DCS系统主要应用于连续过程控制,如化工、电力、石油等;而PLC系统广泛应用于离散制造业,如机械加工、物流、制药等。
最全DCS、SIS和 MIS的区别一、DCS、SIS和 MIS定义和分工1.DCS集散控制系统 (Distributed Control system)是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。
自70年代中期第一套集散控制系统问世以来,集散控制系统已经在工业控制领域得到了广泛应用。
集散控制系统的主要特性是通过实时监控达到集中管理和分散控制。
2.SIS厂级监控信息系统(Supervisory Informntion System )是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的厂级自动化信息系统。
SIS的目标是通过大规模的数据搜集处理,实现生产实时信息与管理信息的共享,在此基础上,通过计算、分析、统计、优化、数据挖掘手段,实现化工厂生产过程监视、工艺设备性能及经济指标分析和运行指导。
主要特性体现再系统决策支持上。
3. MIS管理信息系统 ( Management Information System) ,是一个由人、计算机等组成的能进行信息的收集、传送、储存、维护和使用的系统,能够实测企业的各种运行情况,并利用过去的历史数据预测未来,从企业全局的角度出发辅助企业进行决策,利用信息控制企业的行为,帮助企业实现其规划目标。
这里给出的定义强调了管理信息系统的功能和性质,也强调了管理信息系统中的计算机对企业管理而言只是一种工具。
二、DCS、SIS和 MIS关系DCS系统重在实时监控和精确控制,以设备安全、稳定运行为目的。
SIS是建立在DCS基础上的,通过对监测数据的实时分析对全厂生产运行实时指挥调度,以保证生产整个系统的运行质量和经济性为目的。
而MIS是管理信息系统,主要任务是信息处理、任务流转和工作协同等,为全厂的生产经营和行政管理人员提供所需的信息,强调生产、辅助、财务等关系协调,主要完成设备和维修管理直至生产经营管理、财务管理以及办公自动化。
因此,SIS系统、MIS系统、DCS系统是面向不同层次、不同目标,具有不同功能的三种系统,既有相互联系,又有重大区别。
PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点及区别PLC(Programmable Logic Controller,可编程序控制器)在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable Controller(PC)。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
PLC系统特点: (1)从开关量控制发展到顺序控制、运送处理,是从下往上的。
(2)连续PID控制等多功能,PID在中断站中。
(3)可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站。
(4)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。
(5)PLC网格既可作为独立DCS/TDCS,也可作为DCS/TDCS的子系统。
(6)大系统同DCS/TDCS,如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
(7)PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S5、S7等,GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。
(8)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。
(9)制造商:GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等。
DCS(DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,集散控制系统)或TDCS (1)分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C(Communication,Computer,Control、CRT)技术于一身的监控技术。
P1C和DCS控制系统有何区别目录1.前言 (1)2. P1C和DCS控制系统的定义 (1)2. 1.什么是P1C? (1)2.2.什么是DCS系统? (2)3. P1C和DCS控制系统的7大区别 (2)3. 1.起源不同。
(2)3. 2.应用领域不同。
(2)3. 3.环境不同。
(2)3. 4.数据库和编程语言不同。
(2)3. 5.控制方法不同。
(3)3. 6.冗余方法不同。
(3)3.7.优势不同。
(3)1.前言P1C和DCS系统都应用于工业控制和自动化系统中,我们最常见的问题之一是“我们在应用的时候应该怎么选择?”,为了了解这两个系统之间的区别,我们必须先了解可编程逻辑控制器(P1C)和分布式控制系统(DCS)的区别,也要了解它们内部的组件。
P1C 和DCS之间的主要区别在于:P1C控制单台机器,而DCS可以控制多台机器。
当然P1C 和DCS系统之间还有更多的差异性,接下来让我们一一了解。
2.P1C和DCS控制系统的定义2.1什么是P1C?P1C是可编程逻辑控制器(Programmab1e1OgiCCOntTO1Ier)的缩写。
P1C是一种数字运算器,用于自动化控制工程。
它可以实现数字输入/输出控制、数字信号处理、电机控制、模拟量采集和控制等功能。
由于其可编程、可扩展和高可靠性等特点,它被广泛应用于工业自动化领域。
此外,P1C还可以与其他自动化设备、传感器等协同工作,以实现各种自动化控制任务。
2.2.什么是DCS系统?DCS系统是分散控制系统(DistributedContro1System)的缩写,是一种数字化控制系统,用于工业自动化控制。
它通过多个分散的控制单元和分布式的输入/输出设备实现对整个工业过程的控制和监测。
相较于P1C,DCS系统的控制单元和I/O设备更加分散,能够实现更大规模、更复杂的控制系统。
此外,DCS系统还具有高度可靠性、系统可扩展性强、可行性好、故障处理能力强等优点,因此在石化、冶金、电力、制药、水处理、制造业等领域得到广泛应用。
DCS控制系统和P1C控制系统的对比2023目录1.DCS控制系统和P1C控制系统的定义区别 (1)2.DCS控制系统和P1C控制系统的区别 (1)3.DCS分散控制系统的特点与应用 (2)3.1. DCS分散控制系统的特点 (2)1.2.DCS分散控制系统的应用 (3)4.什么是P1C,它有什么作用、特点和优势 (4)4. 1. P1C的特点 (4)5. 2. P1C的优势 (5)6. 3. P1C的应用 (5)5.DCS控制系统和P1C控制系统的定义区别DCS控制系统(DiStribUtedContro1SyStem)是一种分布式控制系统,主要用于大型、复杂的连续过程控制,如炼油、化工、电力等。
该系统由多个控制器组成一个完整的系统,可实现对过程变量的监测和控制,并能够对大量的数据进行处理和显示,从而实现对生产过程的优化和自动化控制。
P1C控制系统(PrOgrammabIe1OgiCCOntrO11er)是一种可编程控制器,主要用于离散制造过程控制,如自动化生产线、机床加工等。
该系统采用数字化控制技术,能够对开关量进行精确控制,通过编程实现对生产过程的自动化控制和监测。
P1C是一种用于工业控制的电子设备,包含了CPU、内存、输入输出端口、通信接口等多种功能组件。
其通过程序进行控制,实现对各种工业设备、机器的自动化控制。
P1C最早出现在20世纪60年代,从那时起,P1C就在工业自动化领域中发挥着不可替代的作用。
6.DCS控制系统和P1C控制系统的区别DCS控制和P1C控制都是常用的工业自动化控制系统,它们有以下区别:应用范围:DCS主要用于大型、复杂的连续过程控制,如炼油、化工、电力、冶金等;而P1C主要用于离散制造过程控制,如自动化生产线、机床加工系统结构:DCS采用分布式控制系统结构,多个控制器组成一个完整的系统;而P1C采用集中式控制系统结构,一个控制器可以控制多个设备。
控制方式:DCS采用模拟量控制,能够对模拟量信号进行精细控制;而P1C主要采用数字量控制,能够对开关量进行精确控制。
PLC与传统控制系统的比较在现代工业领域中,自动化控制系统发挥着至关重要的作用。
随着技术的不断进步,PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)逐渐取代了传统的控制系统,成为了工业自动化的主力。
本文将对PLC与传统控制系统进行比较,分析它们各自的特点和优势。
一、性能对比传统控制系统通常采用开关逻辑和电气继电器来实现控制功能。
这种系统结构简单,但面临着可靠性不高、维护成本高等问题。
相比之下,PLC系统基于现代的数字技术,具备更高的可靠性和稳定性。
它不仅可以实现复杂的逻辑运算,还能结合多种输入输出设备,对各种工艺参数进行精确控制,从而提高生产效率和质量。
二、编程方式比较传统控制系统需要使用电气图纸进行设计和布线,而PLC则采用编程语言进行控制逻辑的编写。
传统控制系统需要在电气图纸中进行改动,而PLC系统只需修改编程代码,更加灵活方便。
此外,PLC系统的编程语言更加直观易懂,如梯形图(Ladder Diagram)和指令表(Instruction List),使得PLC编程相对简单而容易上手。
三、可扩展性对比由于传统控制系统的硬件线路和布线固定,一旦需要扩展或修改,就需要重新设计新的电气图纸。
而PLC系统由于其可编程的特性,可以通过修改代码来实现功能的扩展或修改,无需对硬件进行改动。
这大大节约了时间和成本,提高了工程的灵活性和可维护性。
四、故障排除和维护比较在传统控制系统中,当发生故障时,为了找到故障点,需要进行大量的人工排查。
而在PLC系统中,故障诊断和排除相对简单。
PLC系统通常配备有自动的故障诊断功能,可以显示故障代码和位置,帮助工程师快速定位和修复问题。
这大大减少了故障排除的时间和人力成本。
五、应用范围对比传统控制系统多用于简单的控制场景,如电梯控制、家用电器控制等。
而PLC系统则广泛应用于各个工业领域,如制造业、化工业、冶金等。
PLC系统可以根据不同需求进行灵活配置,实现复杂的控制策略和逻辑运算,满足工业自动化的需求。
伺服系统与步进系统有什么区别伺服系统和步进系统是两种常见的运动控制系统,它们在工业自动化、机器人、数控机床等领域发挥着重要作用。
虽然它们都可以实现精确的运动控制,但在原理、控制方式以及适用范围上存在一些区别。
本文将深入探讨伺服系统和步进系统之间的区别。
一、原理区别伺服系统是通过反馈控制的方式来控制运动位置、速度和力矩的。
它由伺服驱动器和伺服电机组成,通过不断与编码器等反馈元件进行比较,实现对位置、速度和力矩的调整。
伺服系统可以实现闭环控制,精度高、稳定性好。
步进系统是利用步进电机的特性来实现精密的定位。
步进电机每次接收到一个脉冲信号,就会按照固定的步距转动一个角度。
步进系统是开环控制,无需反馈,相对简单。
但步进电机运动时容易发生失步现象,会导致位置误差积累。
二、控制方式区别伺服系统可以通过位置控制、速度控制和力矩控制来实现不同的运动需求。
可以根据需要选择不同的控制模式,更加灵活多样。
步进系统通常只能以开环位置控制的方式进行运动,即控制脉冲信号的频率和数量来控制运动步长和速度。
无法实现对速度和力矩的闭环控制,控制精度相对较低。
三、适用范围区别伺服系统适用于对运动精度要求较高,动态响应速度要求较高的场合。
它在工业自动化、机器人、医疗设备等领域得到广泛应用。
步进系统适用于对定位精度要求较高,速度相对较低的场合。
它在打印设备、纺织设备、数控机床等领域有着广泛应用。
总结:伺服系统和步进系统都是常见的运动控制系统,它们在原理、控制方式和适用范围上存在一些区别。
伺服系统采用反馈控制方式,可以实现闭环控制,精度高、稳定性好。
步进系统是开环控制,相对简单,但容易出现失步现象。
伺服系统适用于对运动精度和动态响应速度要求较高的场合,步进系统适用于对定位精度要求较高、速度相对较低的场合。
正确选择伺服系统和步进系统,可以更好地满足不同应用领域的需求,推动工业自动化技术的不断发展。
工业控制系统的类型和分类工业控制系统是由一系列相关的设备、程序和控制器组成的、可用来监控、控制和优化工业生产环境的系统。
这些系统具有不同的技术特点和分类标准,可以根据不同的应用场景和需求来进行分类。
I. 基本概念在了解工业控制的类型和分类之前,我们需要了解一些基本概念。
比如说,自动化程度、控制方式、控制对象和传感器类型。
1. 自动化程度自动化程度是指工业控制系统执行控制操作所需要人工干预的程度。
例如,在全自动工业生产过程中,没有人工干预的操作,而在半自动化工业生产中,会有一些人工干预来确认系统是否正常。
2. 控制方式控制方式指的是工业控制系统的控制方法。
例如,开环控制是基于固定输入的控制模式,闭环控制是基于反馈的控制模式,模糊控制是基于非精确输入的控制模式。
3. 控制对象控制对象指的是工业控制系统的目标,例如,温度、湿度、压力、流量等。
4. 传感器类型传感器是工业控制系统中的关键部分,用于监测控制对象的状态。
基于控制对象的不同,传感器可以有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、流量传感器等不同的类型。
以上概念对于理解工业控制系统的类型和分类非常有帮助。
II. 工业控制系统的类型下面是一些常见的工业控制系统的类型。
1. PLC控制系统PLC(可编程逻辑控制器)是一种可编程的数字计算机,用于监控工业过程和控制设备的运行。
PLC通过编程来控制和检测各种输入和输出信号,例如来自传感器的数据和控制执行器的命令。
2. DCS控制系统DCS(分散式控制系统)是一种在工业自动化中广泛使用的控制系统。
DCS通常由中央处理器和分布式控制器组成。
它们通过数据通信网络进行通信,可以在分散的控制单元之间共享工业控制的相关信息。
3. HMI系统HMI(人机界面)系统是一种基于触摸屏和计算机的数字化控制界面。
HMI系统可以实时监测和控制工业生产过程,并通过可视化界面向操作员呈现相关的控制信息。
4. SCADA系统SCADA(监控和数据获取)系统是一种监测和控制工业生产过程的控制系统。
什么叫DCS?DCS也就是Distributed control system直译分布式控制系统,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。
DCS的特点(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。
此外,由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一,可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机,从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。
DCS的特点(2)开放性DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。
DCS的特点(3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态,即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面,从而方便地构成所需的控制系统。
DCS的特点(4)易于维护功能单一的小型或微型专用计算机,具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。
DCS的特点(5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。
DCS的特点(6)控制功能齐全控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体,可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制,并可方便地加入所需的特殊控制算法。
DCS的构成方式十分灵活,可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成,也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。
处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制,并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。
生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。
随着计算机技术的发展,DCS 可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能,如计划调度、仓储管理、能源管理等。
DCS的结构DCS包括过程级、操作级和管理级,过程级主要由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括:操作员站和工程师站,完成系统的操作和组态。
管理级主要是指工厂管理信息系统(MIS系统),作为DCS更高层次的应用,目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。
DCS过程控制站的组成DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统,主要由电源、CPU(中央处理器)、网络接口和I/O组成。
什么叫PLC?PLC也就是Programmable logic Controller,直译可编程逻辑控制器。
在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
”PLC的组成PLC主要由cpu模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。
PLC与DCS的区别看看业内人士怎么说PLC与DCS无法比较,PLC是控制器,是孤立的产品,而DCS是系统。
但PLC可以与DCS的控制站比较,PLC的循环周期在10毫秒左右,而DCS控制站在500毫秒左右,PLC的开放性更好,作为产品其独立工作的能力更强。
——OMRON公司陆斌DCS是一个系统包括上位软件、网络与控制器,而PLC只是一个控制器,要构成系统还需要上位SCADA系统和与之相连的网络。
对PID回路控制,现在三菱的过程控制器也可以实现象SAMA组态一样的FBD编程;DCS系统更大,控制的回路数目更多,有比较多的控制和算法,可以完成比较复杂的回路间的控制。
硬件可靠性差不多。
DCS可以做到I/O的冗余,PLC则不可以。
相对而言,PLC构成的系统成本更低。
——三菱电机自动化精密控制部经理宋葭晖DCS是一种“分散式控制系统”,硬件上包括现场控制器、操作员站计算机、工程师站计算机,以及联系他们的网络系统;DCS软件上是一个整体方案,解决的是一个系统的所有技术问题,系统各部分之间结合严密。
PLC是一个装置,硬件上等同于DCS中的现场控制器;软件上是一个局部方案,站与站之间组织松散。
——贝加莱负责APROL产品应用开发的技术经理陈志平分析DCS与PLC的区别,最关键的是两点,一是DCS是分布式控制,拥有全局数据库;二是PLC是顺序扫描机制,DCS是以时间为基准的控制。
我们的系统符合第一点,例如一个I/O标签的修改,在HMI也可以同步体现。
——罗克韦尔自动化过程市场产品经理王广野DCS系统采用一个统一的开发环境,工程师站(过程管理层)用于现场控制站的组态,控制算法的开发以及流程图画面的开发。
采用一个统一数据库!而PLC用于过程控制需要不同的开发环境,首先要对PLC(相当于DCS的现场控制站层)进行逻辑开发,建立相应的数据库,然后再通过相应的上位机软件,例如GE Fanuc的Proficy HMI/SCADA-iFIX或CIMPLICITY Plant Edition软件,建立与PLC相对应的数据库,然后进行流程图画面的开发。
DCS开发控制算法采用仪表技术人员熟悉的风格,仪表人员很容易将P&I图转化成DCS提供的控制算法,而PLC采用梯形图逻辑来实现过程控制,对于仪表人员来说相对困难。
尤其是复杂回路的算法,不如DCS实现起来方便。
DCS系统通常提供完整的系统给用户,包括机柜,电源,工程师站,操作员站,用户只需在现场简单的安装。
而PLC则需要系统集成。
DCS实现顺序连锁功能相对于PLC来讲是弱势,且逻辑执行速度不如PLC,也不如PLC编程方便。
DCS的现场控制站层‘通常采用集中式控制,尽管支持远程分布式I/O,但由于成本原因,很少采用。
而PLC基于现场总线的远程分布式I/O更灵活易用,能有效的节省接线成本。
——GE Fanuc全球自动化解决方案中国区总经理贲志刚什么叫FCS?FCS是Fieldbus Control System,直译就是现场总线控制系统。
随着微处理器和通信技术的发展,控制界也不断在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面提出新需求。
由此,导致了现场总线的产生。
FCS和DCS区别前面已经论述过,分布式控制系统将向两个方向发展:一个方向是向上发展:向CIMS计算机集成制造系统、CIPS计算机集成生产系统发展;另一个方向是向下发展:向FCS(Fieldbus Control System)现场总线控制系统发展我们下面的比较将是针对现场级DCS与FCS的比较★现场总线控制系统由于采用了现场总线设备,能够把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、输入输出模块置于现场总线设备,加上现场总线设备具有通信能力,现场的测量变送仪表可以与阀门等执行器直接传送信号,因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表,直接在现场完成,实现了彻底的分散控制。
★由于采用数字信号替代模拟信号,因而可实现一对电线上传输多个信号(包括多个运行参数值、多个设备状态、故障信息),同时又为多个现场总线设备提供电源;现场总线设备以外不再需要A/D、D/A转换部件。
这样就为简化系统结构、节约硬件设备、节约连接电缆与各种安装、维护费用创造了条件。
FCS和DCS的详细对比可靠性差:模拟信号传输不仅精度低,而且容易受干扰。
可靠性好:数字信号传输抗干扰能力强,精度高。
(2)可靠性一对一:一对传输线接一台仪表,单向传输一个信号。
一对多:一对传输线接多台仪表,双向传输多个信号。
(1)结构DCSFCS所有的控制功能集中在控制站中。
控制功能分散在各个智能仪器中。
(4)控制操作员在控制室既不了解模拟仪表的工作情况,也不能对其进行参数调整,更不能预测故障,导致操作员对仪表处于“失控”状态。
操作员在控制室既可以了解现场设备过现场仪表的工作情况,也能对设备进行参数调整,还可以预测或寻找故障,使设备始终处于操作员的过程监控与可控状态之中。
(3)失控状态DCSFCS模拟仪表只具有检测、变换、补偿等功能。
智能仪表除了具有模拟仪表的检测、变换、补偿等功能外,还具有数字通信能力,并且具有控制和运算能力。
(6)仪表尽管模拟仪表统一了信号标准(4~20mA DC ),可是大部分技术参数仍由制造厂自定,致使不同品牌的仪表互换性差。
用户可以自由选择不同制造商提供的性能价格比最优的现场设备和仪表,并将不同品牌的仪表互连,实现“即插即用”。
(5)互换性DCSFCS通信方式DCS采用层次化的体系结构,通信网络分布于各层并采用数字通信方式,唯有生产现场层的常规模拟仪表仍然是一对一模拟信号(如4~20 mA DC)传输方式,DCS是一个“半数字信号”系统。
FCS采用全数字化、双向传输的通信方式。
从最底层的传感器、变送器和执行器就采用现场总线网络,逐层向上直到最高层均为通信网络互联。
多条分支通信线延伸到生产现场,用来连接现场数字仪表,采用一对N连接。
分散控制在DCS中,生产现场的多台模拟仪表集中接于输入/输出单元,而与控制有关的输入、输出、控制、运算等功能块都集中于DCS的控制站内。
DCS只是一个“半分散”系统。
FCS废弃了DCS的输入/输出单元,由现场仪表取而代之,即把DCS控制站的功能化整为零,功能块分散地分配给现场总线上的数字仪表,,实现彻底的分散控制。
互操作性DCS系统的现场级设备都是各制造商自行研制开发的,不同厂商的产品由于通信协议的专有与不兼容,彼此难以互联、互操作。
而FCS的现场设备只要采用同一总线标准,不同厂商的产品既可互联也可互换,并可以统一组态,从而彻底改变传统DCS控制层的封闭性和专用性。
具有很好的可集成性。
可靠性、易维护FCS采用总线连接方式替代传统的DCS一对一的I/O连线,对于大规模的I/O系统来说,减少了DCS由接线点造成的不可靠因素。
同时,数字化的现场设备替代模拟仪表,FCS具有现场设备的在线故障诊断、报警、记录功能,可完成现场设备的远程参数设定、参数修改等工作,因而增强系统的可维护性。