時間:2018-04-03 11:01:10來源:網絡轉載
機電行業的朋友經常會遇到這個問題,如何選擇合適的PLC?是不是越高檔的PLC就越好?可靠性?穩定性?信息安全?網絡連通能力……
常常聽說西門子、施耐德、AB是三大高端PLC品牌,那么這里的高端是指什么呢?嚴苛環境還是高速、高性能?所謂的高端PLC,究竟“高”在哪里?
那么,如何選擇才是最佳方案?
1工業現場信息采集和通信管理PLC
我們知道,工業現場有兩類測控系統。一類叫做生產過程控制系統,簡稱DCS;一類叫做供電設備和電力測控系統,叫做SCADA。
下圖是ABB的中檔PLC的技術說明,可以看到其中的通信接口及規約。
例如某工業現場有一臺水泵。監視和控制這臺水泵的流量、壓力等參數屬于DCS的范疇。目前測控參數大多利用變頻器來執行。DCS監視變頻器的上傳的參數信息,并實時地發布調控命令給變頻器;對于拖動這臺水泵的高壓電機本身的工作參數,以及各種供配電的開關電器,其測控就屬于SCADA。
生產過程參量的變化相對緩慢,且干擾也較弱。例如流量、溫度、壓力、物料等等,其變化周期為一般為數秒,甚至更長;電力測控過程的參量的變化快速,干擾強烈。例如開關電器的開合、電壓尖峰突變、電流突變和短路電流沖擊等等。在這些過程中,變化周期一般短于1秒,甚至短于5毫秒。
生產過程參量的不管是SCADA還是DCS,在現場都有PLC柜,目的是采集信息,并執行通信管理和信息交換的任務。
我的工作屬于SCADA,我們在現場一定會配套通信管理機。開始我們使用一般的PLC,結果發現問題百出,且集中在內存分配、通信程序中斷處理等問題上,有時甚至會自動復位重啟,給現場帶來巨大的顛覆性的沖擊。
另外,PLC的EMC等級特別重要。不少低檔的PLC,在工業現場,特別是在變電站高電磁環境下,甚至會發生損毀和自燃。
所以,在這種工作條件下,必須采用中檔的PLC。此類PLC的通信接口和通信速率要足夠,電源的抗擾能力也要足夠。
2互投冗余系統
所謂互投冗余,指的是兩臺PLC的CPU同時工作,一臺主用,一臺備用。一旦主CPU死機,備用CPU必須無縫切換。
此類PLC常用于發電機轉子測控。
大家都知道交流電的頻率是50赫茲,可想而知發電機的轉子轉速有多快。執行測控的PLC,若一旦出現CPU死機,則必須在幾個時鐘周期由備用CPU替換。
這種雙CPU的PLC屬于高檔PLC,也叫做PLC的硬件冗余。
PLC也有軟件冗余,它可以工作在速度較低的環境下。例如ABB在地鐵工程中為車站配電室(供電配電室、環控配電室、牽引配電室)配套的PLC冗余一般為軟件冗余。即便它的速度較慢,但也必須采用中檔的PLC。
在這里,AB的PLC用的特別多。AB的PLC見下圖:
從這兩個例子我們看到,采用什么檔次的PLC,完全由控制對象的工作特性以及它的工作環境來決定。與設計工程師的個人愛好無關。
也因此,審查和確定某款PLC,不但要從它的樣本參數看,還要看它的型式試驗參數,特別是EMC性能、系統穩定性和可靠性。
3DCS,PLC,SCADA之間的區別和聯系
DCS,PLC,SCADA是不同的東西,不同的概念,基本沒有相互之間的從屬關系。
DCS,演化的過程是從氣動單元組合儀表,進化到電動單回路控制器,再到DCS。針對的是工藝過程控制(processcontrol)。中間短暫的有過集中控制的概念,但發現風險集中了,不能接受,就發展了DCS,分散控制系統DistributedControlSystem.硬件結構是現場儀表,接線箱,編組柜(有時沒有),I/O卡件柜,控制器柜(有時和I/O卡件柜合并),電源柜,繼電器柜,安全柵柜(針對本安系統),等。現在的DCS系統也可以完成邏輯判斷,順控等功能。DCS通常還會有和其他PLC,SIS,上位數據網絡等的通訊接口。
PLC,演化的過程是從固態邏輯,到繼電器組,到可編程邏輯控制器ProgrammableLogicController。它的初衷正如它的名字,處理邏輯判斷,順控,batch等。后來才擴展出PID控制(能做一部分DCS的事情)。PLC的演進說的不一定準確,但是和DCS的區別還是明確的,不會有大型化工裝置用PLC做核心的工藝控制,只會用SIL認證的PLC做SIS,以及一些設備包的單獨控制。
SCADA,像它的名字一樣,主要用作數據采集和監控。比如化工廠電氣專業MCC系統自己的監控系統。再比如油氣長輸管線沿途各加壓調壓站門站會通過SCADA系統把數據集中到一個控制中心。最主要的區別是它意在信息收集和顯示,而PLC和DCS更要輸出控制信號。對SCADA不算熟悉。
PLC和DCS是兩個不同來源,有不同特長的東西,雖然發展至今已有互相滲透的情況,但使用范圍還是有很大區別的。
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