樓宇自控系統(tǒng)中PLC與DDC哪個更具有優(yōu)勢?
關(guān)于樓宇自控系統(tǒng)中的PLC與DDC,兩者之中區(qū)別在哪?對比起來哪個更有優(yōu)勢呢?大多數(shù)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(xiàn)狀與DDC控制器進(jìn)行了比較,分別從工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域、網(wǎng)絡(luò)特性、專業(yè)性、上位機(jī)軟件特性、擴(kuò)展性、安全性和調(diào)試繁簡度等方面進(jìn)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(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)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(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。”
2)DDC的工作原理
DDC即直接數(shù)字控制器,其中“數(shù)字”的含義是控制器利用數(shù)字電子計算機(jī)實(shí)現(xiàn)其功能要求;“直接”說明該裝置在被控設(shè)備的附近,無需再通過其他裝置即可實(shí)現(xiàn)控制器對被控設(shè)備的測控功能。
PLC與DDC之間有何區(qū)別,在哪個應(yīng)用在樓宇自控系統(tǒng)中更有優(yōu)勢,如下做比較:
1.結(jié)構(gòu)差別:
DDC是一種“分散式控制系統(tǒng)”,組成的系統(tǒng)是分層的結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通訊,而PLC只是一種控制“裝置”,常用于生產(chǎn)線上某個部位的控制,組成的系統(tǒng)通過特有協(xié)議的現(xiàn)場總線連接,PLC通過上位機(jī)與其他PLC通訊;兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。
2.應(yīng)用領(lǐng)域:
DDC是由PLC發(fā)展而來的,PLC是專門應(yīng)用在工業(yè)自動化方面的,在國內(nèi)幾乎全部的工業(yè)生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng),火力發(fā)電廠控制系統(tǒng),鋼鐵廠控制系統(tǒng)都是應(yīng)用了PLC系統(tǒng),目前也有相當(dāng)一部分樓控系統(tǒng)也應(yīng)用了PLC。樓宇自控DDC是生產(chǎn)廠家根據(jù)樓宇自控特點(diǎn)從PLC發(fā)展而來的,與PLC的區(qū)別其實(shí)只是在其內(nèi)部固化了一部分程序,但同時也缺少的PLC的靈活性和應(yīng)對復(fù)雜電磁干擾環(huán)境的能力。
3.協(xié)議差別:
DDC系統(tǒng)一般支持多種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),集成接口豐富,集成第三方設(shè)備的能力很強(qiáng),系統(tǒng)自身的擴(kuò)展性與開放性更好;而PLC因?yàn)榛旧隙紴閭€體工作,其在與別的PLC或上位機(jī)進(jìn)行通訊時,所采用的網(wǎng)絡(luò)形式基本都是單網(wǎng)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一般是專有的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn),與第三方設(shè)備的集成能力相對較差。
4.軟件特性:
DDC系統(tǒng)的上位機(jī)軟件多為專用軟件,其實(shí)從另一個側(cè)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(shù)員來講更是惡夢的開始。而PLC系統(tǒng)上位機(jī)軟件既可是專用軟件,又可是通用組態(tài)軟件,現(xiàn)在國內(nèi)通用組態(tài)軟件都是純中文的,組態(tài)靈活方便。通用組態(tài)軟件能應(yīng)對復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng),對區(qū)區(qū)樓控又何在話下。再說無論是PLC系統(tǒng)還是DDC系統(tǒng)的調(diào)試都是有專業(yè)調(diào)試人員完成組態(tài),再培訓(xùn)業(yè)主操作管理,對業(yè)主來講其實(shí)是一樣的,反觀通組態(tài)軟件既能實(shí)現(xiàn)專業(yè)軟件的所有功能,又能實(shí)現(xiàn)專業(yè)軟件很多不能實(shí)現(xiàn)的功能(如高仿真界面、人聲報警、用戶定制功能等)。
5.擴(kuò)展性:
誰都知道PLC系統(tǒng)是通用性、開放性系統(tǒng)。現(xiàn)階段大多數(shù)PLC系統(tǒng)與大多數(shù)DDC系統(tǒng)操作員站之間用的都是TCP/IP協(xié)議,都可以做到有網(wǎng)絡(luò)就可接入。而目前DDC系統(tǒng)軟件按用戶數(shù)收取昂貴費(fèi)用,令大部分已完工的樓控系統(tǒng)對分控操作站想要而不敢想啊!PLC系統(tǒng)正好有此優(yōu)勢。
6.專業(yè)性:
PLC(如常用的西門子S7200和S7300)是通用的工控產(chǎn)品,沒有內(nèi)置經(jīng)過嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)的能源管理及節(jié)能程序;需要非常專業(yè)的設(shè)計人員做大量的現(xiàn)場調(diào)試工作,調(diào)試周期長。DDC固化專業(yè)版軟件,有標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序和經(jīng)過嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)的PID算法及能源管理程序等特殊的功能,DDC通常有:峰值負(fù)載控制、優(yōu)化啟停控制、優(yōu)化設(shè)備調(diào)度、節(jié)約能源周期控制、多種空調(diào)運(yùn)行模式、臨時計劃更換、節(jié)假日時間表、基礎(chǔ)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(diǎn)數(shù)很有限,組成的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有限,不易擴(kuò)展。DDC有多種模塊化系列可以選擇,適合不同的空調(diào)工藝,IO點(diǎn)數(shù)配比合理,有適當(dāng)冗余。
8.安全性:
DDC出現(xiàn)故障時,可在線更換,不影響本網(wǎng)絡(luò)上其他DDC的網(wǎng)絡(luò)通訊,DDC自身可以獨(dú)立工作,中央操作站可以在不需要時停機(jī),保證整個系統(tǒng)的安全可靠。PLC單元模塊發(fā)生故障時,不得不將整個系統(tǒng)停下來,才能進(jìn)行更換維護(hù)并需重新編程,PLC依靠上位機(jī)工作。
其實(shí)這個問題只要想象一下:一個火力發(fā)電廠正在發(fā)電,突然一個PLC模塊壞了,如像上述所說的要將整個系統(tǒng)停機(jī)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(yán)重得多吧!現(xiàn)在很多PLC系統(tǒng)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(xué)的吧),PLC是面向工業(yè)環(huán)境開發(fā)的,在復(fù)雜的工業(yè)控制環(huán)境下模塊的故障或系統(tǒng)停機(jī)都可能產(chǎn)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(chǎn)生的。PLC控制核心能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠、無故障運(yùn)行,并且易接線、易維護(hù)、隔離性好、抗腐蝕能力強(qiáng),能適應(yīng)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(diào)試繁簡度:
由于應(yīng)用的控制領(lǐng)域不同,PLC系統(tǒng)調(diào)試比較麻煩,DDC系統(tǒng)調(diào)試起來更容易。而對于PLC構(gòu)成的系統(tǒng)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(yīng)的編譯器進(jìn)行程序編譯,最后再用專用的機(jī)器(讀寫器)專門一對一的將程序傳送給這個PLC,在系統(tǒng)調(diào)試期間,大量增加調(diào)試時間和調(diào)試成本,而且極其不利于日后的維護(hù)。在控制精度上相差甚遠(yuǎn)。這就決定了為什么在大中型控制項(xiàng)目中(500點(diǎn)以上),基本不采用全部由PLC所連接而成的系統(tǒng)的原因。對日后維護(hù)人員的技術(shù)水平要求高。
所以DDC系統(tǒng)要比PLC系統(tǒng)在安全可靠性上高一個等級。總之,由于應(yīng)用的領(lǐng)域不同,DDC和PLC在工作方式、網(wǎng)絡(luò)通訊、系統(tǒng)功能、專業(yè)性、擴(kuò)展性、安全性上都有很大的差別。現(xiàn)在幾個樓控系統(tǒng)由完全由弱電集成商調(diào)試成功過,成功的樓控都是由經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)試工程師全程參與完成的。而經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)試工程師是用PLC還是DDC就沒有關(guān)系了。
目前現(xiàn)狀:
1、BA系統(tǒng)用DDC和PLC的都有,商用大樓,賓館酒店,小區(qū),寫字樓用DDC的多,廠房,醫(yī)藥廠等有部分是用PLC
2、近年來PLC在BA系統(tǒng)的應(yīng)用在增加
分析原因:
1、DDC在分散控制更顯優(yōu)勢,例如,某大樓36層,空調(diào)系統(tǒng)采用新風(fēng)機(jī)組加FCU,每層2臺新風(fēng)機(jī)組,這樣當(dāng)然是用DDC 有優(yōu)勢,每層放一臺相應(yīng)點(diǎn)數(shù)的DDC,很方便,又省管線;在大的廠房項(xiàng)目上,由于設(shè)備的位置相對集中,PLC就顯出優(yōu)勢了。
2、近年來PLC的設(shè)備成本在逐步下降,這也是PLC在BA系統(tǒng)的應(yīng)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(fù)雜,同樣一個初學(xué)者學(xué)DDC會比較快,這樣就造成DDC的編程調(diào)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(chǎn)品,舊的系列產(chǎn)品在日益下降!
改善構(gòu)思
1、DDC的硬件設(shè)備需進(jìn)一步降低,目前的價格生產(chǎn)廠商賺的太多,工程商的利潤太低了。
2、DDC的編程平臺應(yīng)該中文化,這樣降低工程師調(diào)試難度。
3、DDC軟件費(fèi)用太高,建議軟件免費(fèi)!
4、設(shè)計院對BA的設(shè)計還不夠規(guī)范,應(yīng)該改善
小結(jié):
DDC是由PLC發(fā)展而來的,是生產(chǎn)廠家專門針對樓控市場而設(shè)計的,其與PLC最大的優(yōu)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(yè)細(xì)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(tǒng)中從理論上說DDC和PLC都可以應(yīng)用,但DDC更專業(yè),而PLC成本相對較低,實(shí)施難度相對要高。所以樓控系統(tǒng)中,多數(shù)用的DDC控制器。
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