玻璃过程控制的DCS与PLC

RenéMeuleman讨论了支持玻璃工业过程控制的分布式控制系统（DCS）和基于可编程逻辑控制器（PLC）的系统的合理性。

早在35年前，第一批DCS系统就安装在玻璃工业流程中。在自动化的早期，DCS和PLC系统之间存在明显的分歧，这两种系统都是为它们的特定任务而设计的。分散控制系统负责精密的连续过程，如熔化和调节控制。

相反，可编程逻辑控制器负责数字控制。分布式控制是为了控制需要高精度的模拟过程而发展起来的，而可编程逻辑控制必须以高循环速度运行，才能在瞬间检测到快速事件。可编程控制器适用于相对较小的专用应用，而分布式控制则适用于控制整个炉、调节和退火系统，有时甚至是批量控制。

DCS系统中的控制故障比PLC系统更为严重，因为它可能会对最昂贵的玻璃制造厂资产产生影响。因此，冗余和热插拔输入输出（I/O）板是一个至关重要的要求，在DCS系统中相对较早地出现，而在PLC中则相对较晚或根本没有出现。当以可实现的价格获得更高的处理器速度和更大的内存大小时，一些PLC供应商试图通过在其产品线中添加特定功能进入DCS市场，有时成功率更高，但不幸的是成功率更低。随后的结果是DCS系统供应商专注于石油、天然气和化工等高价值行业。

经济高效的解决方案

对于玻璃制造业来说，分布式控制变得昂贵（有时令人望而却步），行业开始寻找更便宜的解决方案。一些DCS和PLC控制供应商决定停止其DCS产品，转而采用基于PLC硬件的DCS型解决方案。如前几篇文章所解释的，重要的是要意识到这两种类型的控件都是为了执行完全不同的任务而开发的。把它们结合在一起并不一定会导致“两全其美”。纵观施耐德电气（Schneider Electric）的Eurotherm公司的历史，该公司一直专注于数字化模拟控制，如今，该公司在这一领域拥有超过50年的经验。

该公司基于可编程自动化控制器（PAC）的系统主要设计用于控制高精度的连续过程，同时也具有诱人的价格水平。使用Eurotherm T2750 PAC硬件和AVEVA系统平台（以前的Wonderware系统平台）使企业能够提供可扩展的DCS，这是玻璃行业连续流程的理想选择。对于以数字化为主的应用，如配料室和冷端工艺，采用施耐德电气Modicon产品系列。如果需要传统的高端DCS，建议使用施耐德电气EcoStruxure-Foxboro分布式控制系统。

一些来自客户的担忧是可以理解的，包括“我不想混合使用硬件”、“我想减少备件数量”和“我们的技术人员无法管理不同系统的软件”等。然而，虽然这些论点听起来可能是正确的，但在作者看来，它们不是。首先，有必要了解，在硬件设计方面，连续过程和数字过程都需要一种完全不同的方法。DCS系统注重精度，需要运行复杂的数学算法和信号滤波序列。相反，可编程逻辑控制器的重点是速度和需要运行相对简单的策略尽可能快。

另一个需要考虑的因素是，硬件已经变得相对便宜，而且非常可靠。现代的DCS系统具有内置冗余，大部分时间是在I/O级别。在这方面，可能不需要立即更换故障部件。其次，应该理解的是，与编程逻辑序列相比，编程连续过程算法需要完全不同的技能集。不应错误地认为，熟练的PLC程序员也可以进行面向对象编程，而无需特定的培训和连续过程行为的知识。最后，但并非最不重要的是，硬件的选择可能不如系统供应商的玻璃工艺知识重要。

数据采集

除了找到最适合的产品线外，关注数据库层也非常重要。正如在以前的出版物中所解释的，Eurotherm认为数据库是整个制造自动化工厂最重要的方面之一。该公司大力推广使用一个数据收集、存储和分析系统来覆盖所有流程。

由不同的机器制造商和自动化供应商提供多个数据库会导致标签名称、时间同步和格式问题方面的不一致。这种情况使分析变得复杂，使需要数据来改进流程的人感到沮丧，不允许基准测试并阻碍创新的进步。一个一致的数据采集系统和一个经过深思熟虑的命名约定可以为所有参与持续改进过程的人提供一个工具，有助于减少停机时间和提高质量。

作为控制的“一站式服务”，施耐德电气的Eurotherm提供全面的解决方案，包括用于连续和数字过程的专用硬件、冗余硬件配置、一致的数据存储、标准化操作员界面、模型预测控制（MPC）和分析工具，最重要的是，还有一个全球团队了解玻璃工艺。