樓宇自控系統中PLC與DDC哪個更具有優勢?
關于樓宇自控系統中的PLC與DDC,兩者之中區別在哪?對比起來哪個更有優勢呢?大多數人都未深入了解,而混亂于賣PLC的人說PLC好,賣DDC的人說DDC好...那如果明天出一個ABC后大家肯定又說ABC好,下面客觀的對PLC的現狀與DDC控制器進行了比較,分別從工作原理、應用領域、網絡特性、專業性、上位機軟件特性、擴展性、安全性和調試繁簡度等方面進行了對比分析。
1)PLC的工作原理
PLC即可編程控制器(Programmable logic controller),定義:“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和運算等操作的指令,并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設計。”
2)DDC的工作原理
DDC即直接數字控制器,其中“數字”的含義是控制器利用數字電子計算機實現其功能要求;“直接”說明該裝置在被控設備的附近,無需再通過其他裝置即可實現控制器對被控設備的測控功能。
PLC與DDC之間有何區別,在哪個應用在樓宇自控系統中更有優勢,如下做比較:
1.結構差別:
DDC是一種“分散式控制系統”,組成的系統是分層的結構,可以實現點對點的通訊,而PLC只是一種控制“裝置”,常用于生產線上某個部位的控制,組成的系統通過特有協議的現場總線連接,PLC通過上位機與其他PLC通訊;兩者是“系統”與“裝置”的區別。
2.應用領域:
DDC是由PLC發展而來的,PLC是專門應用在工業自動化方面的,在國內幾乎全部的工業生產流水線控制系統,火力發電廠控制系統,鋼鐵廠控制系統都是應用了PLC系統,目前也有相當一部分樓控系統也應用了PLC。樓宇自控DDC是生產廠家根據樓宇自控特點從PLC發展而來的,與PLC的區別其實只是在其內部固化了一部分程序,但同時也缺少的PLC的靈活性和應對復雜電磁干擾環境的能力。
3.協議差別:
DDC系統一般支持多種協議標準,集成接口豐富,集成第三方設備的能力很強,系統自身的擴展性與開放性更好;而PLC因為基本上都為個體工作,其在與別的PLC或上位機進行通訊時,所采用的網絡形式基本都是單網結構,網絡協議一般是專有的現場總線標準,與第三方設備的集成能力相對較差。
4.軟件特性:
DDC系統的上位機軟件多為專用軟件,其實從另一個側面說明其不兼容,每個廠家的軟件都有不一樣,而且很多是英文的,這對技術員來講更是惡夢的開始。而PLC系統上位機軟件既可是專用軟件,又可是通用組態軟件,現在國內通用組態軟件都是純中文的,組態靈活方便。通用組態軟件能應對復雜的工業控制系統,對區區樓控又何在話下。再說無論是PLC系統還是DDC系統的調試都是有專業調試人員完成組態,再培訓業主操作管理,對業主來講其實是一樣的,反觀通組態軟件既能實現專業軟件的所有功能,又能實現專業軟件很多不能實現的功能(如高仿真界面、人聲報警、用戶定制功能等)。
5.擴展性:
誰都知道PLC系統是通用性、開放性系統。現階段大多數PLC系統與大多數DDC系統操作員站之間用的都是TCP/IP協議,都可以做到有網絡就可接入。而目前DDC系統軟件按用戶數收取昂貴費用,令大部分已完工的樓控系統對分控操作站想要而不敢想啊!PLC系統正好有此優勢。
6.專業性:
PLC(如常用的西門子S7200和S7300)是通用的工控產品,沒有內置經過嚴格實驗的能源管理及節能程序;需要非常專業的設計人員做大量的現場調試工作,調試周期長。DDC固化專業版軟件,有標準應用程序和經過嚴格實驗的PID算法及能源管理程序等特殊的功能,DDC通常有:峰值負載控制、優化啟停控制、優化設備調度、節約能源周期控制、多種空調運行模式、臨時計劃更換、節假日時間表、基礎日歷時間表、事件時間表,趨勢記錄和報表等功能。
7.模塊化:
PLC還分大、中、小、微PLC,如S7-200屬于西門子微型PLC,S7300屬于西門子較低性能系列,可以帶的點數很有限,組成的網絡規模有限,不易擴展。DDC有多種模塊化系列可以選擇,適合不同的空調工藝,IO點數配比合理,有適當冗余。
8.安全性:
DDC出現故障時,可在線更換,不影響本網絡上其他DDC的網絡通訊,DDC自身可以獨立工作,中央操作站可以在不需要時停機,保證整個系統的安全可靠。PLC單元模塊發生故障時,不得不將整個系統停下來,才能進行更換維護并需重新編程,PLC依靠上位機工作。
其實這個問題只要想象一下:一個火力發電廠正在發電,突然一個PLC模塊壞了,如像上述所說的要將整個系統停機才能更換,那會是怎樣的后果,鍋爐都有可能爆炸啊!呵呵!比樓控后果要嚴重得多吧!現在很多PLC系統的模塊都是熱拔插、熱備冗余(這幾個功能,樓控好像是這幾年向PLC學的吧),PLC是面向工業環境開發的,在復雜的工業控制環境下模塊的故障或系統停機都可能產生重大事故或人員傷亡,可靠性要求較DDC又何止高一等啊!不知上述論述是怎么產生的。PLC控制核心能夠在惡劣的環境中長期可靠、無故障運行,并且易接線、易維護、隔離性好、抗腐蝕能力強,能適應較寬的溫度變化范圍,平均無故障時間間隔(MTBF)大于15年。
9.調試繁簡度:
由于應用的控制領域不同,PLC系統調試比較麻煩,DDC系統調試起來更容易。而對于PLC構成的系統來說,工作量極其龐大,首先需要確定所要編輯更新的是哪個PLC,然后要用與之對應的編譯器進行程序編譯,最后再用專用的機器(讀寫器)專門一對一的將程序傳送給這個PLC,在系統調試期間,大量增加調試時間和調試成本,而且極其不利于日后的維護。在控制精度上相差甚遠。這就決定了為什么在大中型控制項目中(500點以上),基本不采用全部由PLC所連接而成的系統的原因。對日后維護人員的技術水平要求高。
所以DDC系統要比PLC系統在安全可靠性上高一個等級。總之,由于應用的領域不同,DDC和PLC在工作方式、網絡通訊、系統功能、專業性、擴展性、安全性上都有很大的差別。現在幾個樓控系統由完全由弱電集成商調試成功過,成功的樓控都是由經驗豐富的調試工程師全程參與完成的。而經驗豐富的調試工程師是用PLC還是DDC就沒有關系了。
目前現狀:
1、BA系統用DDC和PLC的都有,商用大樓,賓館酒店,小區,寫字樓用DDC的多,廠房,醫藥廠等有部分是用PLC
2、近年來PLC在BA系統的應用在增加
分析原因:
1、DDC在分散控制更顯優勢,例如,某大樓36層,空調系統采用新風機組加FCU,每層2臺新風機組,這樣當然是用DDC 有優勢,每層放一臺相應點數的DDC,很方便,又省管線;在大的廠房項目上,由于設備的位置相對集中,PLC就顯出優勢了。
2、近年來PLC的設備成本在逐步下降,這也是PLC在BA系統的應用在迅速增加的重要原因。
找差異
1、從編程難度上,PLC比DDC復雜,同樣一個初學者學DDC會比較快,這樣就造成DDC的編程調試成本比PLC底。
2、目前三大品牌的DDC價格偏貴,PLC不斷推出新的產品,舊的系列產品在日益下降!
改善構思
1、DDC的硬件設備需進一步降低,目前的價格生產廠商賺的太多,工程商的利潤太低了。
2、DDC的編程平臺應該中文化,這樣降低工程師調試難度。
3、DDC軟件費用太高,建議軟件免費!
4、設計院對BA的設計還不夠規范,應該改善
小結:
DDC是由PLC發展而來的,是生產廠家專門針對樓控市場而設計的,其與PLC最大的優勢是固定的一部分控制程序,其它性能方面與PLC差不多。但,DDC由于只針對樓控這一個專業細分市場,全國市場容量不大,是其價格卻較高的根本原因。在樓控系統中從理論上說DDC和PLC都可以應用,但DDC更專業,而PLC成本相對較低,實施難度相對要高。所以樓控系統中,多數用的DDC控制器。