李俊
摘要:文章以DCS和PLC在火力发电厂辅助车间集中控制上的应用情况,在采用DCS及PLC产品后,在过程、性能、维护等多方面获得的不同效果进行分析类比。
关键词:DCS;PLC
中图分类号:TP273 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2014)17-0059-01
1DCS与PLC在辅助车间应用性能方面的对比
DCS与PLC在辅助车间应用性能方面差异的对比见表1。
①在控制器能力上:DCS注重分散,长于多个控制器协同完成系统全部功能,一般带点能力在1 000~2 000点;PLC追求在一个控制器中完成系统全部功能,一般带点能力在500~800点。对于电厂辅助车间各系统相对独立,且各系统规模不大的情况下,DCS的控制器配置更加能够保证各系统在控制方面的独立性,系统可靠性更高。
②在网络性能方面:DCS由于注重多个控制器协同完成系统全部功能,因此长期以来,DCS都将网络技术作为核心技术开发,网络采用组播技术,数据传输采用主动发送机制,无论多少台操作员站,分散处理单元只需要发送一次数据,分散处理单元负荷恒定。网络传输时间确定,数据传输效率极高,网络安全性高;PLC不关注网络技术,多采用通用的网络技术和网络设备,网络纠错及防护能力薄弱,数据结构均采用点对点数据库结构,造成网络数据传输量巨大,传输效率低,易引发网络风暴等弊病,因此,PLC的大型网络必须采用服务器结构,对服务器的可靠性和交换机要求较高,同时也增加了成本,降低了操作响应速度,与DCS相比,投入增加很多,网络可靠性、可维护性反而要差一些。
③在对环境要求上:系统所有核心组件采用金属全密封装,多层印刷电路板和SMT技术制造,具有较强电磁兼容性和抗干扰能力,EMC三级,部分达到四级,适应强电磁干扰的应用环境,可以直接布置在现场,且接地要求不高。
④在卡件隔离能力上:DCS卡件均能做到单通道隔离,在信号接收能力上适应性较强;PLC卡件则采用公共端方式或多个信号共用A/D、D/A转换器,对于信号污染较大的环境,需要外置隔离器进行隔离,增加了故障点,也增加了成本。
⑤在卡件供电方面:系统,两路冗余电源均送到I/O模件,在I/O模件中实现两路电源切换,不会因为电源的切换故障影响整个机柜I/O模件,充分做到危险分散。而PLC是两路工作电源切换后供卡件。
⑥在处理能力方面:PLC擅长开关量控制,开关量控制周期可在50 MS内,对模拟量处理能力较弱;DCS不仅擅长开关量控制,也擅长模拟量控制,系统控制周期能达到20 MS以内,最典型的证明就是具有大量ETS应用业绩。
⑦在程序功能方面:PLC组态工具部分汉化,不支持结构化文本组态方式(ST),实现高级开发功能非常繁琐; 支持多种组态方式,组态软件全部汉化、图形化组态方式,组态结果直接以SAMA图形式输出,不需要重复绘制逻辑图、SAMA图。在一些高级应用功能的开发上,DCS则具有较强的手段,一个复杂的功能只需要几个简单的功能块即可实现,而PLC则需要用大量的逻辑语言进行编辑,执行效率低。
⑧在报警处理方面:系统直达通道级的直观全面的自诊断系统,控制器、卡件、操作站、网络设备都具有自诊断能力,报警在控制器中实现,报警数据完全同步,通过在控制器中组态,完成复杂报警逻辑判断,实现高级、智能化报警功能,而PLC报警只能在操作站中实现。
⑨在检修、维护方面:控制机柜安装维护方便,机柜中所有的组件和连接件均采用标准的,模块式结构,安装不需任何专用工具,取消了柜内接线,减少内部接线的错误。而PLC需要中间端子排,维护不便且增加接线工作量。
⑩在仿真功能方面:DCS提供了虚拟DPU的功能,可以提供脱离硬件设备的仿真技術与应用,可以提供模拟运行的提前培训服务、提高培训效果、降低培训成本,同时仿真功能还可应用于调试及优化运行,缩短调试周期,提高系统性能。而PLC则不具备此项功能。
此外PLC提供了少量在线修改能力,而DCS则具备在线组态功能,可以在系统不停止运行的情况下,完成逻辑的修改、测点的增减。
11在系统性方面:DCS厂商不仅提供产品,还提供解决方案,这种方式在其工程中反复应用,系统各种设备间搭配默契,磨合紧密是一套完整的控制系统,具有较高的可靠性、经济性;PLC厂商只提供硬件设备,其它设备(包括软件、网络设备、工作站、服务器等)均选择通用产品,设备之间的磨合全凭工程商的经验,与PLC厂商无关,参与项目的人能力与精力对项目实施效果的影响因素很大,同样的环境、同样的PLC经常会出现迥异的使用效果。
2结语
辅控控制系统使用DCS比使用PLC有较大的优势的,国产DCS在价格上有优势,在技术上比进口DCS要有一定的差距。从电厂的整体运行情况和今后的发展来看,使用和主控DCS同一品牌的进口DCS对全厂的控制有很大的优势。主辅一体化能够节省备品备件,并能减少系统的维护,减轻运行人员的负担,对电厂以后全能值班有更大的优势。
参考文献:
[1] 陈瑞军.DCS在电厂中的应用及发展方向探讨[J].内蒙古电力技术,2007,(6).
[2] 王常力.最新DCS的体系结构和技术特点[J].自动化博览,2005,(2).