研讨丨卓展标准高效机房——自控系统PLC vs DDC

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作者:许永安 卓展工程顾问有限公司网址:https://mp.weixin.qq.com/s/sEdjCmjcv8uLpeupdYhNhQ

  DDC其实是PLC的一种, DDC可说是专业版的PLC, 把针对的控制程序固化,但是PLC应该可以通过专用的软件模块来实现一些专业功能。从上世纪60年代PLC的开发是为了满足多变的汽车生产工序替代继电器而出现的,早期的PLC对于模拟量的处理能力很差,调节控制能力也不强。DDC是相对后期开发的控制系统, 从出现开始就是为了实现一些特定的控制功能而设计,因此使用方便,对特定场合功能更强。而现在的PLC已经完全克服了以前的弱点。PLC还有一个好处,由于原本就是为工业环境设计的,可靠性和抗干扰能力很强,这点比DDC,尤其是楼宇自控BA里用的DDC要强多了。



  一般控制的性质可分为两大类,一是过程控制(比如各种温度控制),此类控制一般和时间没多大关系,一种是机械控制,依靠时间来控制(比如流水线等),DDC比较专注于过程控制,由于控制的性质和环境等因素(楼控中环境较好),采用DDC控制器在维护, 维修方面的技术要求较低, 比较有利。

  而在空调中央机房的自控系统中对过程和机械控制都有较高的要求,中央空调冷冻系统的控制有3种可选的控制方式:


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早期的继电器控制系统
继电器控制系统由于故障率高,系统复杂,灵活性低,   功耗高等明显的缺点基本上已被淘汰;
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直接数字式控制器DDC
直接数字式控制器DDC虽然在智能化方面有了很大的发展。但由于DDC其本身的抗干扰能力问题和分级分步式结构的局限性而限制了在中央制冷机房的应用;
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PLC控制系统
PLC控制系统以其灵活的编程特性,   系统的可靠性、使用与维护均很方便,抗干扰能力强,适合新型高速网络结构这些显著的优点得到广泛应用在中央制冷系统中。


  DDC是专业版的PLC,程序都是固化在DDC内,选择的时候要根据DDC的固有的特定程序与实际应用的模式相比匹配,才能选用; 而PLC就不一样,只要硬件满足,软件基本上可以根据具体要求自由编写,也就是说DDC更专业一些,也可说是比较局限,程序可编的灵活范围很小,而PLC可以自由编写。

关于楼宇自控系统中的PLC与DDC,两者之中区别在哪?对比起来哪个更有优势呢?大多数人都未深入了解,以下从多角度对PLC的现状与DDC控制器进行了比较,分别从工作原理、结构差别、应用领域、网络特性、软件特性、扩展性、专业性、安全性和调试繁简度等方面进行对比。


1   DDC的工作原理

  直接数字控制器,其中“数字”的含义是控制器利用数字电子计算机实现其功能要求;“直接”说明该装置在被控设备的附近,无需再通过其他装置即可实现控制器对被控设备的测控功能。而在系统的多年发展,现今的DDC产品已能通过数字式或模拟式的输入和输出,不单纯是数字控制器。

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2   PLC的工作原理


  可编程控制器(Programmable LogicController),定义:PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的控制系统。采用造编程灵活性的存储器,在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时和计数等操作的指令,并能通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。

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1. 结构差别:

  DDC是一种“分散式控制系统”,组成的系统是分层的结构,可以实现点对点的通讯,而PLC是一种控制“装置”,常用于生产线上某个部位的控制,组成的系统通过特有协议的现场总线连接,PLC通过上位机与其他PLC通讯;DDC和PLC两者是“系统”与“装置”的区别。

2. 应用领域:

  DDC是由PLC的基础发展而来,PLC是专门应用在自动化控制方面,目前已有不少楼控系统应用了PLC。楼宇自控DDC是生产厂家根据楼宇自控特点从PLC发展而来,与PLC的区别其实只是在其内部固化了一部分程序,但同时也缺少的PLC的灵活性和应对复杂电磁干扰环境的能力。

3. 网络特性(协议差别):

  DDC系统一般支持多种协议标准,集成接口丰富,集成第三方设备的能力很强,系统自身的扩展性与开放性更好;而PLC因为基本上都为个体工作,其在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议一般是专有的现场总线标准,与第三方设备的集成能力相对较差。

4. 软件特性:

  DDC系统的上位机软件多为专用软件,其实从另一个侧面说明其不兼容,每个厂家的软件都有不一样,这对技术员来讲增加了操作难度。而PLC系统上位机软件既可是专用软件,又可是通用组态软件,灵活方便。通用组态软件能应对复杂的工业控制系统,相对简单的楼控系统更不成问题。

5. 扩展性:

  PLC系统是通用性、开放性系统。现阶段大多数PLC系统与大多数DDC系统操作员站之间用的都是TCP/IP协议,都可以做到有网络就可接入。而DDC系统软件是按用户数收取费用,令大部分的楼控系统对分控操作站构成障碍!PLC系统正好有此优势。

6. 专业性:

  PLC是通用的工控产品,没有内置经过严格实验的能源管理及节能程序;需要非常专业的设计人员做大量的现场调试工作,调试周期长。DDC固化专业版软件,有标准应用程序和经过严格实验的PID算法及能源管理程序等特殊的功能,DDC

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  通常有:峰值负载控制、优化启停控制、优化设备调度、节约能源周期控制、多种空调运行模式、临时计划更换、节假日时间表、基础日历时间表、事件时间表,趋势记录和报表等功能,所以非常适用于末端设备的自控,而中央制冷机房的控制需要较强的存储执行逻辑运算、顺序运算、计时和计算等,采用PLC较为合适。

7. 安全性:

  现在很多PLC系统的模块都是热拔插、热备冗余,PLC是面向工业环境开发,在复杂的工业控制环境下模块的故障或系统停机都可能产生重大事故或人员伤亡,可靠性要求较DDC高。PLC控制核心能够在恶劣的环境中长期可靠、无故障运行,并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强,能适应较宽的温度变化范围,平均无故障时间间隔(MTBF)大于15年。

8. 调试繁简度:

  由于应用的控制领域不同,PLC系统调试的技要求较高,DDC系统调试容易。而对于PLC构成的系统相对工作量庞大,首先需要确定所要编辑更新的是哪个部位的PLC,然后要用与之对应的编译器进行程序编写,最后再用专用的机器(读写器)专门一对一的将程序传送给这个PLC,在系统调试期间。在控制精度上相差甚远。所以PLC不太适合用于可固化控制的末端设施。


总结

  DDC是由PLC发展而来的,是生产厂家专门针对楼控市场而设计,与PLC最大的优势是固定的一部分控制程序,其它性能方面与PLC差不多。但DDC由于只针对楼控这一个专业细分市场,其价格却较高。在楼控系统中从理论上说DDC和PLC都可以应用,但DDC更专业适用于末端设施的固化控制,而PLC成本相对较低,编程灵活性极高, 适合用于控制特性高的中央系统。


本文由“壹伴编辑器”提供技术支持

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