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PLC與DCS技術的統一已經創建一種環境：對過程製造商來說，為他們的應用選擇最好的技術更具有挑戰性。成功的評價應從開發你的應用的要求的清晰的流程和你的設計、維護和操作人員的需要開始。為幫助清晰地定義這些要求和你公司的需要，本文概述了能幫你做出正確的選擇七個關鍵問題。
分布控製係統（DCS）或可編程序控製器（PLC）
對過程工業的製造商來說，選擇最好的自動化技術的過程並沒有以前容易。以前，很容易決定應用選擇PLC還是DCS，因為他們理解它們的優點和缺點。近年來，這種選擇變得越來越難，主要由於微處理器技術的進步，它已經允許PLC和DCS技術統一。現在，隨著工業向柔性製造發展，過程工業中的許多應用共享以前認為是PLC或DCS的要求。這些混合應用典型地要求過程控製係統既具有PLC的能力，也具有DCS的能力。因此，理解PLC和DCS功能的統一對公司選擇最好的係統是非常重要的。
在本文中，我們摒棄一些傳統的DCS和PLC的觀點，例如，如表1suoshi，weilekaituoqigeguanjiandebiaozhun，zhexiebiaozhunjianghuibangzhunidegongsixuanzezuimanzugongsimubiaodexitong。womenyehuizhengshiyingyongdeyaoqiudeqingxideliuchenghesheji、維護和操作人員的需要為什麼對公司發現合適的自動化技術是極為重要的。最後，我們會提供統一的清單（表5），從而幫助你決定哪種類型的係統對你的應用最合適。
選擇“合適的”自動化技術的好處
在zai全quan球qiu競jing爭zheng的de時shi代dai，過guo程cheng工gong業ye的de製zhi造zao商shang被bei迫po實shi現xian極ji好hao的de運yun行xing從cong而er確que保bao現xian在zai和he將jiang來lai位wei於yu前qian列lie。新xin自zi動dong化hua技ji術shu的de選xuan擇ze影ying響xiang這zhe個ge目mu標biao。因yin此ci，選xuan擇ze過guo程cheng對dui一yi個ge公gong司si保bao持chi比bi以yi前qian更geng有you競jing爭zheng力li非fei常chang重zhong要yao。事shi實shi上shang，技ji術shu的de選xuan擇ze的de重zhong要yao性xing遠yuan遠yuan超chao過guo自zi動dong化hua投tou資zi本ben身shen的de成cheng本ben。
選擇合適的技術和正確的供應商能幫助你的公司：
① 快速響應變化的市場環境，從而保持有競爭力的優勢；
② 在工廠的生命周期內，最小化業主的總成本（TCO）；
③ 設計一個容易長期維護與升級的係統；
④ 實現將來的目標。
讓我們得到技術原型
在(zai)新(xin)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)市(shi)場(chang)中(zhong)，對(dui)某(mou)些(xie)人(ren)來(lai)說(shuo)，選(xuan)擇(ze)基(ji)於(yu)可(ke)用(yong)產(chan)品(pin)的(de)評(ping)論(lun)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)是(shi)典(dian)型(xing)的(de)過(guo)程(cheng)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)問(wen)題(ti)受(shou)原(yuan)來(lai)的(de)原(yuan)型(xing)或(huo)第(di)一(yi)個(ge)銷(xiao)售(shou)人(ren)員(yuan)宣(xuan)傳(chuan)的(de)影(ying)響(xiang)。讓(rang)我(wo)們(men)看(kan)看(kan)基(ji)於(yu)DCS或PLC係統的組件，從而發現它們實際上是怎樣不同或相似的。首先，圖形化的係統架構看起來類似。兩個係統都共享下列組件：
① 現場設備
② 輸入/輸出模塊
③ 控製器
④ 人機界麵(HMI)
⑤ 設計（Engineering）
⑥ 監視控製
⑦ 商務集成
當看到下列係統架構時，你應該注意：事實上，在每個係統中使用的技術都是非常相似的；當你考慮應用的本質和要求時，差異變得更明顯。
例如，在DCS係統架構圖中，通常，I/O、控製器、網絡、HMI服務器是冗餘的。因為冗餘增加成本及複雜性，為實現他們要求的係統可用性與防止非計劃停機，DCS用戶必須仔細評價他們的冗餘需求。
PLC係統架構說明了一個最常見的應用：離散現場設備的控製，例如，電機與驅動。為有效地控製電機和驅動，要求控製器能高速執行（典型地，掃描周期為10-20 ms），負責維護PLC的電氣技術人員能用他們熟悉的語言（繼電器梯形圖邏輯）閱讀和解決組態的問題。
從技術觀點來看，你能發現PLC和DCS是(shi)相(xiang)似(si)的(de)，它(ta)們(men)正(zheng)在(zai)準(zhun)備(bei)合(he)並(bing)。因(yin)此(ci)，我(wo)們(men)必(bi)須(xu)超(chao)越(yue)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan)的(de)技(ji)術(shu)和(he)供(gong)應(ying)商(shang)在(zai)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)中(zhong)內(nei)嵌(qian)的(de)專(zhuan)門(men)知(zhi)識(shi)，從(cong)而(er)我(wo)們(men)能(neng)更(geng)好(hao)地(di)理(li)解(jie)最(zui)好(hao)應(ying)用(yong)的(de)“黃金分割點”。
在選擇係統之前，請自問七個問題
現在，我們將會提到本文的核心――在選擇係統之前，請自問七個問題。
請認識到我們在以下分析中使用廣泛的概括，每個應用對這些“規則”都有例外，然而，規則仍是有效的。因為作者工作在提供DCS和PLC解決方案的供應商PLC/DCS的不同領域長達25年，我們感覺到我們置之度外。
設計七個問題使你考慮你的公司的運作方法和應用要求，考慮你工廠（設計、運行、維護等）所有主要股東的觀點。
① 你製造的是什麼，怎樣製造？
② 製造產品的價值和停機成本是多少？
③ 你認為係統的“心髒”是什麼？
④ 操作員需要做什麼才能成功？
⑤ 要求係統性能是什麼？
⑥ 要求多大程度的定製？
⑦ 設計期望是什麼？
注意問題和答複的統一列表如表5所示。測定你應該使用PLC或DCS簡(jian)單(dan)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)填(tian)這(zhe)個(ge)調(tiao)查(zha)表(biao)，填(tian)寫(xie)所(suo)有(you)應(ying)用(yong)的(de)答(da)複(fu)。如(ru)果(guo)你(ni)的(de)所(suo)有(you)答(da)案(an)都(dou)在(zai)一(yi)列(lie)，你(ni)的(de)應(ying)用(yong)明(ming)顯(xian)要(yao)求(qiu)采(cai)用(yong)這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)係(xi)統(tong)。如(ru)果(guo)你(ni)有(you)多(duo)個(ge)PLC和DCS的選項，你有要求實現PLC和DCS功能的過程控製係統的混合應用。
1. 你製造的是什麼，怎樣製造？
這看起來是非常基礎的問題，但是它是決定應用以及最適合的自動化係統要求的基礎。產品製造的方法、需要的性能和任何過程的物理限製，所有這些都影響係統選擇。
典型的工廠自動化應用，原來都是采用PLC設計，涉及特殊項目的製造和裝配。這些應用也采用一個或多個機器以及相當數量的材料運動。這種加工類型的典型特點是：當材料通過生產線加工時，操作員通常能監視它們。本質上，過程大多是邏輯控製，通常都有高速要求（產量=效益）。這種類型的加工通常由PLC和HMI結合控製。
guochengzidonghuayingyongdianxingshejitongguogezhonghuaxueyuanliaodefanyinghuowulibianhuadaozhiyuancailiaobianxing，congershengchanxindebutongdechanpinhuoyuanliao。zhexieyingyongyekeyiyouduogeguochengdanyuantongguoguandaolianjiedaoyiqi。yigezhuyaodetedianshi：操作員不能看見產品。通常，它是在容器內，本質上是有危險的。雖然響應時間沒有那樣快（100ms或更長），但是，通常有從簡單到複雜的大量的模擬量控製（例如，PID或回路控製）。雖然PLC的模擬量控製能力也足夠使用，但是通常這種類型的過程由DCS控製。選擇過程的決定因素通常是控製應用的規模（例如，廠級或單一的單元和一些I/O點）。
也許有順序控製或批量控製。PLC能有效地用於簡單的批量控製，然而，DCS是典型地更適合複雜的批量製造設備，這些設備要求高級的靈活性和配方管理。批量應用的要求決定是否簡單或複雜：
2．製造產品的價值和停機成本是多少？
如果製造每個單一的產品的價值相對低，停機後果隻是導致完不成生產任務，但是隻有極少的額外成本或對過程有很小的損害，PLC是(shi)可(ke)能(neng)的(de)選(xuan)擇(ze)。如(ru)果(guo)批(pi)量(liang)的(de)價(jia)值(zhi)非(fei)常(chang)高(gao)，或(huo)原(yuan)材(cai)料(liao)成(cheng)本(ben)或(huo)市(shi)場(chang)價(jia)值(zhi)非(fei)常(chang)高(gao)，停(ting)機(ji)不(bu)僅(jin)導(dao)致(zhi)完(wan)不(bu)成(cheng)生(sheng)產(chan)任(ren)務(wu)，而(er)且(qie)有(you)潛(qian)在(zai)的(de)危(wei)險(xian)和(he)破(po)壞(huai)條(tiao)件(jian)，應(ying)選(xuan)擇(ze)DCS。youyiqianwanmeiyuandepiliangaizhengzhiyaochang，tayilaiyangedelianxudewendukongzhi，liru，ruguoyouxiaoguzhang，zeyouhenduoweixian。zaiyixiehuagongyingyongzhong，baochiguochengwendingshiguanjiande，youyuxitongguzhang，chanpinzaiguandaozhongninggu。ruguolianyouchangdecuihualiehuaqiguzhang，xuyaoshutiancainengxiufuxitong。zheyiweizhelianyouchangsunshixuduoshouru。DCS係統，典型地包括可選冗餘，對這些應用的額外的前期投資是值得的。
相反，釀酒廠的裝瓶操作每天需要運行10小時才能滿足生產計劃，它能停機用於係統維護、解決故障、升級，對下一條生產線影響極小，是經典的PLC應用。
在24/7/365運yun行xing的de過guo程cheng應ying用yong中zhong，停ting機ji是shi不bu惜xi一yi切qie代dai價jia避bi免mian的de難nan題ti之zhi一yi。金jin錢qian不bu是shi決jue定ding因yin素su。在zai係xi統tong選xuan擇ze過guo程cheng中zhong，危wei險xian的de停ting機ji明ming顯xian是shi另ling一yi個ge決jue定ding因yin素su。例li如ru，煉lian油you廠chang有you連lian續xu燃ran燒shao氣qi體ti的de火huo炬ju。控kong製zhi這zhe些xie火huo炬ju的de係xi統tong不bu能neng發fa生sheng故gu障zhang，因yin為wei如ru果guo氣qi體ti不bu燃ran燒shao，它ta逐zhu漸jian積ji聚ju，從cong而er導dao致zhi極ji端duan危wei險xian的de環huan境jing。應ying用yong中zhong揮hui發fa性xing氣qi體ti越yue多duo，就jiu越yue要yao求qiu多duo重zhong冗rong餘yu的de解jie決jue方fang案an，從cong而er確que保bao需xu要yao時shi係xi統tong是shi可ke用yong的de。
3．你認為係統的“心髒”是什麼？
典型地，工廠自動化控製係統的“心髒”是控製器(PLC), 它包含所有移動產品通過裝配線的邏輯。HMI通常是機器控製麵板或基於PC的工作站，它為操作員提供補充的或例外的數據。另外，從數據分析產生的運行信息也是工廠自動化應用的要求――極其需要更高級的HMI。
在過程自動化中，存在可揮發性的和危險的環境，操作員不能看見實際的產品，HMI基本上被認為是係統的“心髒”。在這種形式下，HMI是在過程中提供僅有的完全“窗口”的中控室控製台，使操作員能監視和控製發生在工廠各個管道和容器內的過程。
4．操作員需要做什麼才能成功？
在PLC環境中，操作員的主要角色是處理例外。狀態信息和例外報警幫助操作員認識到在過程中發生了什麼，在許多情況下都是“光輸出”。
DCSgongchangyaoqiucaozuoyuanzuochujuedingbinglianxuyuguochengxianghuyingxianglaibaochixitongyunxing。shishishang，liyongcaozuoyuandeguochengzhishitongchangduijihaoyunxinghebaochiguochengzuijiayunxingshiguanjiande。tebieshizaichanpindengjibianhuahedangtiaozhengguochengjiejueshengchanhuanjing（例如，不同的給料）的變化問題時，對工廠來說，操作員是值得雇傭的。操作員將會改變設定點，打開/關閉閥，或手動移動批量到生產的下一階段。在HMIshang，mianbanhemoniliangqushitigongfashengzaishengchanguochengzhongdeguanjiandeshitu，baojingguanlixitongbacaozuoyuandezhuyilijizhongdaotamenbixuganshecongerbaochiguochengzaimubiaoxingnengfanweineiyunxingdequyu。jiaruHMI故障，為了人員和設備安全，工廠必須停機。
在所有鍋爐中，特別需要操作員“自動”與“手動”。DCS操作員是最終係統的保持者，他們的前期HMI設計投資對總體項目的成功是必要的。
5．要求係統性能是什麼？
邏輯執行的速度是關鍵的區別。PLC設計用於滿足高速應用的要求，這些應用要求掃描周期10毫秒或更少，包括涉及運動控製、高速連鎖或控製電機與驅動的運行。快速掃描周期對有效控製這些設備是必須的。
大多數情況下，DCS並沒有那麼快。調節控製回路正常在100到500毫秒範圍內掃描。在一些情況下，控製邏輯執行的快是有害的――可能引起最終控製設備過度磨損，例如閥，導致太早的維護和過程問題。
冗餘，各種保險的額外成本，在典型的DCS係統中是值得的，高的可靠性是關鍵的任務。然而，通常使PLC完全冗餘導致的成本是不值得的。
為了改變組態與設計，使PLC係統離線，也許有小的影響，因為平台沒有連續運行或因為過程容易重啟。相反，當過程運行時，在DCS係統中能在線改變組態。許多過程應用計劃維護一年停機一到兩次，其他的，例如，高爐，能連續運行5-7年。
模擬量控製是重要的。DCS原來設計用於模擬量控製，但是說DCS定位在模擬量控製市場是重申傳統的考慮。PLC逐漸有能力實現從簡單到複雜PID控製，但是DCS明顯是大量高級模擬量控製的選擇，包括串級回路、模型預測控製、比率、前饋回路。
這(zhe)些(xie)是(shi)高(gao)級(ji)的(de)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，通(tong)過(guo)供(gong)應(ying)商(shang)的(de)不(bu)同(tong)平(ping)台(tai)的(de)能(neng)力(li)的(de)專(zhuan)門(men)知(zhi)識(shi)和(he)經(jing)驗(yan)使(shi)應(ying)用(yong)更(geng)多(duo)。它(ta)是(shi)經(jing)驗(yan)和(he)知(zhi)識(shi)，來(lai)自(zi)數(shu)十(shi)年(nian)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)的(de)需(xu)要(yao)，從(cong)而(er)係(xi)統(tong)有(you)差(cha)別(bie)，而(er)不(bu)是(shi)技(ji)術(shu)有(you)差(cha)別(bie)。例(li)如(ru)，如(ru)果(guo)公(gong)司(si)不(bu)能(neng)解(jie)釋(shi)他(ta)們(men)的(de)前(qian)饋(kui)回(hui)路(lu)是(shi)怎(zen)樣(yang)工(gong)作(zuo)的(de)，他(ta)們(men)不(bu)能(neng)提(ti)供(gong)真(zhen)正(zheng)的(de)DCS控製。
6．要求多大程度的定製？
能創建定製應用的期望和要求在DCS和PLC用戶之間變化很大。
因為從根本上說，PLC設計用於所有行業，它被理解為：定製程序和功能的開發要求滿足獨特的應用需要。
係統集成商現在能在堆垛機上使用PLC，將來能在激光切割機上使用PLC。PLC提供一個功能和基礎的生成塊的“工具箱”，這(zhe)些(xie)塊(kuai)是(shi)定(ding)製(zhi)開(kai)發(fa)並(bing)連(lian)接(jie)到(dao)一(yi)起(qi)來(lai)解(jie)決(jue)應(ying)用(yong)的(de)要(yao)求(qiu)。規(gui)定(ding)是(shi)可(ke)用(yong)的(de)，從(cong)而(er)確(que)保(bao)功(gong)能(neng)和(he)產(chan)品(pin)集(ji)成(cheng)到(dao)無(wu)縫(feng)架(jia)構(gou)中(zhong)。另(ling)外(wai)，強(qiang)大(da)的(de)編(bian)程(cheng)語(yu)言(yan)典(dian)型(xing)地(di)可(ke)用(yong)於(yu)促(cu)進(jin)從(cong)零(ling)創(chuang)建(jian)定(ding)製(zhi)編(bian)碼(ma)。
當新係統工作時，預設計的解決方案（包括標準、模板和額外的庫）是DCS應用工程師額外的期望。DCS最高優先級是提供可靠性和可用行，通常帶來重複性和可靠性的無限製的功能設計。在DCS內(nei)，在(zai)不(bu)創(chuang)建(jian)兼(jian)容(rong)性(xing)問(wen)題(ti)情(qing)況(kuang)下(xia)，重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)它(ta)不(bu)能(neng)接(jie)受(shou)許(xu)多(duo)定(ding)製(zhi)的(de)修(xiu)改(gai)。期(qi)望(wang)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)完(wan)全(quan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)功(gong)能(neng)，該(gai)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)使(shi)用(yong)已(yi)經(jing)對(dui)平(ping)台(tai)“僵化”的標準功能。
7．設計期望是什麼？
工廠自動化工程師想要可定製的控製平台，它能提供快速編程從而完成任務的單獨組件。通常，集成人員和工程師打開PLC“工具箱”，準備開始編程。PLC提供的工具是典型地優化的工具，從而支持“從下到上”的設計解決方案，對小應用來說，PLC工作的很好。
另一方麵，DCS工程師，典型地最有效地使用“從上到下“的設計解決方案，迫使他們把巨大的努力投入到前期設計中。集中在前期的設計對最小化成本、壓縮項目工期、創建一個能由工廠人員長期維護的應用是關鍵的。因為DCS應用是典型的大規模的和廠級範圍的，在應用中增加庫和模板的能力對最小化重複工作和提升標準的使用是非常重要的。
按這種方式考慮――PLC控製一台機器，而DCS控製一個工廠。
例如，鉛筆製造商使用PLC正在極快地生產大量的鉛筆。通過用機器碼編程，工程師有可能再壓縮10毫秒，從而有能力製造更多的鉛筆，獲得更多的利潤。
PLC工程師要求靈活性和開放架構。
用DCS控製整個工廠的過程工程師要求更直觀的編程平台，它利用預定義的和預測試的功能，從而節約時間並能重複使用。
duigongzuolaishuo，youqiadangdegongjuyeshizhongyaode。duixuduolisankongzhiyingyonglaishuo，tixingtuluojishilixiangdeheshouxuandezutaiyuyan，liru，gaosuliansuohuodianjiyuqudongdekongzhi。lingyifangmian，duilianxukongzhihebaojingpeizhideshishilaishuo，gongnengkuaitushishouxuandezutaiyuyan。
你有混合應用嗎？
既然我們已經評論選擇PLC或DCS的關鍵標準，你可以考慮你的應用要求PLC和DCS的能力。如果需要PLC和DCS的能力，你也許需要混合應用的過程控製係統，如表3所示。
什麼是“混合”？
混合的定義：離散功能（PLC處理非常簡單與經濟）與DCS的高級模擬量連續控製能力合並基於係統工作和服務的行業定義，例如，製藥，精細化工，食品和飲料等PLC簡單化與高級操作員顯示成本，報警管理，DCS則容易實現高級的組態架構。
怎樣為混合應用選擇過程控製係統？
本文已經描述了經典PLC和DCS係xi統tong之zhi間jian的de關guan鍵jian的de屬shu性xing與yu差cha別bie。這zhe種zhong相xiang同tong的de信xin息xi能neng用yong於yu確que定ding適shi合he混hun合he應ying用yong的de過guo程cheng控kong製zhi係xi統tong的de關guan鍵jian要yao求qiu，例li如ru，在zai製zhi藥yao廠chang，精jing細xi化hua工gong和he食shi品pin&飲料行業。
怎樣選擇混合應用的控製係統供應商？
現在，大多數著名的自動化供應商提供一種技術――PLC或DCS，如圖3所示。當為混合應用做評估時，認識到這一點非常重要。
為使他們提供的解決方案對混合行業的用戶有吸引力，許多供應商吹捧他們的係統具有PLC和DCS功能的能力。眾所周知，PLC和DCSzhijiandejishuchayizhengzaixunsuxiaoshi，liuxiadejinjinshigongyingshangdejingyanheteshulingyudezhishizuoweiguanjiandechabie。raner，zhuanmenlingyuzhishidechayibushiyiyezhijianjiunengwanchengde，gongyingshangyijingjilei30多年的重要的知識，因此請謹慎在他們的產品宣傳手冊中聲稱具有DCS或PLC能力的供應商。對混合應用來說，想確保能解決他們要求的用戶應考慮選擇有長期的已證明的有PLC和完全DCS解決方案的跟蹤記錄的供應商。
結論
由於PLC與DCS混合控製器的出現，取代了許多以前的係統。這種結合為混合應用,為這些以前使用PLC控製他們的電氣基礎設施（例如，電機，驅動和電機控製中心（MCC））而使用DCS用於調節控製的過程工廠開辟了一種新的選擇。記住：這不是關於技術。更重要的是，它是關於現在和將來你的應用和供應商有最好解決方案、傳統、經驗和滿足你需要的知識的廣度的要求。
無論你選擇什麼，我們希望你能根據本文的信息做出更明智和更好的見多識廣的決定。你也許能發現傳統的PLC或DCS不再滿足你的要求。如果你有混合應用，你也許需要最好地結合PLC和DCS的過程控製係統，能提供離散和過程能力，所有係統基於通用平台的供應商。
圖3混合行業與供應商提供的係統功能的合並
關於作者
Bob Nelson，西門子能源&自動化公司PLC市場經理，Todd Stauffer，西門子能源&自動化公司DCS市場經理，他們有四十年的自動化和控製行業的經驗。
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