新时期PLC和DCS在冶金生产中的选择的技术措施分

　摘要：随着科技的发展，PLC系统和DCS系统在冶金生产过程中，起着越来越重要的作用，过程监控系统可以提供冶金的产量、质量、安全等监控指标，以便完成对生产工艺参数的检测、显示、记录、调节、控制、报警等功能。这些系统主要就是对生产过程进行实时监控，并且结合计算机技术，体现安全、高效又经济的功能。下文就PLC和DCS在冶金生产中的选择和应用分析进行浅谈。 
　　关键词：PLC；DCS ；选择；应用 
　　引言 
　　在现代的工业领域中，为了方便工业企业的发展和管理，多数厂家都已经采用PLC和DCS技术作为自动化生产线的控制器。在未来的工业生产中，PLC和DCS仍然能够引导自动化行业的发展，随着电子技术的飞速发展，PLC和DCS也将在各个领域更加适应不同客户的要求。 
　　一、DCS分散控制系统特点介绍 
　　DCS是分散控制系统（Distributed Control System）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，DCS特点如下[1]。第一，高可靠性的特点。第二，易于维护的特点。第三，灵活性的特点。第四，协调性的特点。第五，控制功能齐全的特点。 
　　二、PLC可编程逻辑控制器的功能特点 
　　1、可靠性高，抗干扰能力强 
　　高可靠性是电气控制设备的关键性能[2]。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。 
　　2、配套齐全，功能完善，适用性强 
　　PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 
　　3、易学易用，深受工程技术人员欢迎 
　　PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备[3]。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 
　　三、PLC和DCS的区别 
　　DCS更侧重于过程控制领域（如化工、冶炼、制药等）主要是一些现场参数的监视和调节控制，而PLC则侧重于逻辑控制（机械加工类）。当然现在的PLC也能很好的处理过程控制问题，但是没有DCS专业。模拟量大于100个点以上的，一般采用DCS；模拟量在100个点以内的，一般采用PLC。DCS是一种“分散式控制系统”，而 PLC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。 
　　DCS网络是整个系统的中枢神经，DCS系统通常采用的国际标准协议 TCP/IP。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因为基本上都为单个小系统工作，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。 
　　响应速度不同。PLC最早出现的目的是代替继电器逻辑，因为继电器逻辑的响应速度一般都在几个毫秒以下，因此要求PLC的响应速度要快；而DCS最早出现的目的是代替二次仪表，一般仪表都是测量压力、流量、温度、液位等，响应速度都在几百个毫秒到几秒不等，要求响应速度不高，但控制的计算方法一般都比继电器逻辑复杂，因此DCS牺牲了速度去完成复杂的计算。 
　　两者的扫描方式不同。PLC是从程序的开始一直扫描到程序结束，然后不断循环扫描，可以说是一根肠子通到底的方式；DCS是按控制环扫面，可以说是一个多任务同时工作的方式。 
　　I/O冗余。DCS和PLC都能做到CPU冗余、电源冗余、底板冗余、网络冗余，但目前无论哪个品牌的PLC都没有做到I/O冗余，而DCS能做到I/O冗余。 
　　三、系统的选择 
　　通常在冶金生产过程中，如果系统规模较大、复杂程度较高时优先选择DCS系统，因为DCS可以对大量的模拟数据信息进行快速处理、分析、运算，能够将各种复杂繁琐的数据进行计算。但是如果从经济适用的角度考虑，一些小型的，廉价的，性价比较高的系统可以采用PLC的自动化控制系统。从售后服务的角度看，目前西门子S7系列PLC和美国罗科韦尔AB系列PLC占据主要市场，因此在选择相应的系统时，还应该考虑售后服务，技术是否有改进，能否对系统进行升级。 
　　结语： 
　　通过对新时期PLC和DCS的特点进行了分析，以及在冶金生产中的选择进行简要的分析，从而便于工业企业提高自动化水平，选择合适的控制系统，从而降低工程造价，促进企业的发展。 
　　参考文献： 
　　[1] 葛锁良，袁业剑. 基于DCS和PLC的腈纶纺丝生产线混合控制系统[J]. 电气自动化. 2010（06） 
　　[2] 周学慧，袁奕，罗永涛. DCS与PLC控制系统的特点分析[J]. 平顶山工学院学报. 2005（01）