电气设计中的动力配电中心(PC),MCC(包括保安MCC),UPS,DCS等

电气设计中的动力配电中心(PC),MCC(包括保安MCC),UPS,DCS等,第1张

■PC:动力中心,提供动力配置。
■MCC:电动机控制中心,保安MCC就是MCC系统的一部分。提供动力驱动设备的控制。
■UPS:交(直)流不停电电源系统,作用是防止断电。主要由逆变控制器和蓄电池组组成。
DCS:通常使用的控制类产品类别,分DCS、PLC两大类。又将DCS的概念拓展到FCS。
■DCS(Distributed Contorl System),集散控制系统,又称分布式控制系统。
DCS值得详细了解一下,代表了控制系统技术主流:
■DCS和PLC 之间有什么不同?
1、从发展的方面来说:
DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此,DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制,比如我们使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系统甚至没有PID数量的限制(PID,比例微分积分算法,是调节阀、变频器闭环控制的标准算法,通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量)。
PLC从传统的继电器回路发展而来,最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力,因此,PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。
2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说:
市场上控制类产品繁多,无论DCS还是PLC,均有很多厂商在生产和销售。对于PLC系统来说,一般没有或很少有扩展的需求,因为PLC系统一般针对于设备来使用。一般来讲,PLC也很少有兼容性的要求,比如两个或以上的系统要求资源共享,对PLC来讲也是很困难的事。而且PLC一般都采用专用的网络结构,比如西门子的MPI总线性网络,甚至增加一台 *** 作员站都不容易或成本很高。
DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系,但大部分的DCS系统,比如横河YOKOGAWA、霍尼维尔、ABB等等,虽说系统内部(过程级)的通讯协议不尽相同,但 *** 作级的网络平台不约而同的选择了以太网络,采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中,控制器、计算机均作为一个节点存在,只要网络到达的地方,就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外,基于windows系统的OPC、DDE等开放协议,各系统也可很方便的通讯,以实现资源共享。
3、从数据库来说:
DCS一般都提供统一的数据库。换句话说,在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中,就可在任何情况下引用,比如在组态软件中,在监控软件中,在趋势图中,在报表中……而PLC系统的数据库通常都不是统一的,组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。为什么常说西门子的S7 400要到了414以上才称为DCS?因为西门子的PCS7系统才使用统一的数据库,而PCS7要求控制器起码到S7 414-3以上的型号。
4、从时间调度上来说:
PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。(现在一些新型PLC有所改进,不过对任务周期的数量还是有限制)而DCS可以设定任务周期。比如,快速任务等。同样是传感器的采样,压力传感器的变化时间很短,我们可以用200ms的任务周期采样,而温度传感器的滞后时间很大,我们可以用2s的任务周期采样。这样,DCS可以合理的调度控制器的资源。
5、从网络结构发面来说:
一般来讲,DCS惯常使用两层网络结构,一层为过程级网络,大部分DCS使用自己的总线协议,比如横河的Modbus、西门子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等,这些协议均建立在标准串口传输协议RS232或RS485协议的基础上。现场IO模块,特别是模拟量的采样数据(机器代码,213/扫描周期)十分庞大,同时现场干扰因素较多,因此应该采用数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。基于RS485串口异步通讯方式的总线结构,符合现场通讯的要求。
IO的采样数据经CPU转换后变为整形数据或实形数据,在 *** 作级网络(第二层网络)上传输。因此 *** 作级网络可以采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准,同时因 *** 作级网络一般布置在控制室内,对抗干扰的要求相对较低。因此采用标准以太网是最佳选择。TCP/IP协议是一种标准以太网协议,一般我们采用100Mbit/s的通讯速度。
PLC系统的工作任务相对简单,因此需要传输的数据量一般不会太大,所以常见的PLC系统为一层网络结构。过程级网络和 *** 作级网络要么合并在一起,要不过程级网络简化成模件之间的内部连接。PLC不会或很少使用以太网。
6、从应用对象的规模上来说:
PLC一般应用在小型自控场所,比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁,而大型的应用一般都是DCS。当然,这个概念不太准确,但很直观,习惯上我们把大于600点的系统称为DCS,小于这个规模叫做PLC。我们的热泵及QCS、横向产品配套的控制系统一般就是称为PLC。
○说了这么多PLC与DCS的区别,但我们应该认识到,PLC与DCS发展到今天,事实上都在向彼此靠拢,严格的说,现在的PLC与DCS已经不能一刀切开,很多时候之间的概念已经模糊了。现在,我们来讨论一下彼此的相同(似)之处。
1、从功能来说:
PLC已经具备了模拟量的控制功能,有的PLC系统模拟量处理能力甚至还相当强大,比如横河FA-MA3、西门子的S7 400、ABB 的Control Logix 和施耐德的Quantum系统。而DCS也具备相当强劲的逻辑处理能力,比如我们在CS3000上实现了一切我们可能使用的工艺联锁和设备的联动启停。
2、从系统结构来说:
PLC与DCS的基本结构是一样的。PLC发展到今天,已经全面移植到计算机系统控制上了,传统的编程器早就被淘汰。小型应用的PLC一般使用触摸屏,大规模应用的PLC全面使用计算机系统。和DCS一样,控制器与IO站使用现场总线(一般都是基于RS485或RS232异步串口通讯协议的总线方式),控制器与计算机之间如果没有扩展的要求,也就是说只使用一台计算机的情况下,也会使用这个总线通讯。但如果有不止一台的计算机使用,系统结构就会和DCS一样,上位机平台使用以太网结构。这是PLC大型化后和DCS概念模糊的原因之一。
3、PLC和DCS的发展方向:
小型化的PLC将向更专业化的使用角度发展,比如功能更加有针对性、对应用的环境更有针对性等等。大型的PLC与DCS的界线逐步淡化,直至完全融和。
DCS将向FCS的方向继续发展。FCS的核心除了控制系统更加分散化以外,特别重要的是仪表。FCS在国外的应用已经发展到仪表级。控制系统需要处理的只是信号采集和提供人机界面以及逻辑控制,整个模拟量的控制分散到现场仪表,仪表与控制系统之间无需传统电缆连接,使用现场总线连接整个仪表系统。(目前国内有横河在中海壳牌石化项目中用到了FCS,仪表级采用的是智能化仪表例如:EJX等,具备世界最先进的控制水准)。
○如何正确对待PLC和DCS?
我个人从不强调PLC和DCS之间孰优孰劣,我把它们使用了一个新名词“控制类产品”。我们提供给用户的是最适合用户的控制系统。绝大多数用户不会因为想使用一套DCS而去使用DCS,控制类产品必须定位在满足用户的工艺要求的基础之上。其实提出使用DCS还是PLC的用户大抵是从没接触过自控产品或有某种特殊需求的。过分强调这个东东只会陷入口舌之争。
从PLC与DCS之间的区别和共同之处我们了解了控制类产品的大抵情况。注意,作为专业人士,我们自己不要为产品下PLC还是DCS的定义,自己的心理上更不能把产品这样来区别对待。

PLC+组太软件界面+通信网络 构成一种集散控制模式结构,也是一种广义上的DCS系统。从狭义上讲,DCS系统是指有厂家生产的成套的控制系统。
至于PLC和DCS系统的区别:
1、从发展的方面来说:
DCS从传统的仪表盘监控系统发展而来。因此,DCS从先天性来说较为侧重仪表的控制,比如我们使用的YOKOGAWA CS3000 DCS系统甚至没有PID数量的限制(PID,比例微分积分算法,是调节阀、变频器闭环控制的标准算法,通常PID的数量决定了可以使用的调节阀数量)。
PLC从传统的继电器回路发展而来,最初的PLC甚至没有模拟量的处理能力,因此,PLC从开始就强调的是逻辑运算能力。
2、从系统的可扩展性和兼容性的方面来说:
市场上控制类产品繁多,无论DCS还是PLC,均有很多厂商在生产和销售。对于PLC系统来说,一般没有或很少有扩展的需求,因为PLC系统一般针对于设备来使用。一般来讲,PLC也很少有兼容性的要求,比如两个或以上的系统要求资源共享,对PLC来讲也是很困难的事。而且PLC一般都采用专用的网络结构,比如西门子的MPI总线性网络,甚至增加一台 *** 作员站都不容易或成本很高。
DCS在发展的过程中也是各厂家自成体系,但大部分的DCS系统,比如横河YOKOGAWA 、霍尼韦尔、ABB等等,虽说系统内部(过程级)的通讯协议不尽相同,但 *** 作级的网络平台不约而同的选择了以太网络,采用标准或变形的TCP/IP协议。这样就提供了很方便的可扩展能力。在这种网络中,控制器、计算机均作为一个节点存在,只要网络到达的地方,就可以随意增减节点数量和布置节点位置。另外,基于windows系统的OPC、DDE等开放协议,各系统也可很方便的通讯,以实现资源共享。
3、从数据库来说:
DCS一般都提供统一的数据库。换句话说,在DCS系统中一旦一个数据存在于数据库中,就可在任何情况下引用,比如在组态软件中,在监控软件中,在趋势图中,在报表中……
而PLC系统的数据库通常都不是统一的,组态软件和监控软件甚至归档软件都有自己的数据库。为什么常说西门子的S7 400要到了414以上才称为DCS?因为西门子的PCS7系统才使用统一的数据库,而PCS7要求控制器起码到S7 414-3以上的型号。
4、从时间调度上来说:
PLC的程序一般不能按事先设定的循环周期运行。PLC程序是从头到尾执行一次后又从头开始执行。(现在一些新型PLC有所改进,不过对任务周期的数量还是有限制)而DCS可以设定任务周期。比如,快速任务等。同样是传感器的采样,压力传感器的变化时间很短,我们可以用200ms的任务周期采样,而温度传感器的滞后时间很大,我们可以用2s的任务周期采样。这样,DCS可以合理的调度控制器的资源。
5 、从网络结构方面来说:
一般来讲,DCS惯常使用两层网络结构,一层为过程级网络,大部分DCS使用自己的总线协议,比如横河的Modbus、西门子和ABB的Profibus、ABB的 CAN bus等,这些协议均建立在标准串口传输协议RS232或RS485协议的基础上。现场IO模块,特别是模拟量的采样数据(机器代码,213/扫描周期)十分庞大,同时现场干扰因素较多,因此应该采用数据吞吐量大、抗干扰能力强的网络标准。基于RS485串口异步通讯方式的总线结构,符合现场通讯的要求。
IO的采样数据经CPU转换后变为整形数据或实形数据,在 *** 作级网络(第二层网络)上传输。因此 *** 作级网络可以采用数据吞吐量适中、传输速度快、连接方便的网络标准,同时因 *** 作级网络一般布置在控制室内,对抗干扰的要求相对较低。因此采用标准以太网是最佳选择。TCP/IP协议是一种标准以太网协议,一般我们采用100Mbit/s的通讯速度。
PLC系统的工作任务相对简单,因此需要传输的数据量一般不会太大,所以常见的PLC系统为一层网络结构。过程级网络和 *** 作级网络要么合并在一起,要不过程级网络简化成模件之间的内部连接。PLC不会或很少使用以太网。
6、从应用对象的规模上来说:
PLC一般应用在小型自控场所,比如设备的控制或少量的模拟量的控制及联锁,而大型的应用一般都是DCS。当然,这个概念不太准确,但很直观,习惯上我们把大于600点的系统称为DCS,小于这个规模叫做PLC。我们的热泵及QCS、横向产品配套的控制系统一般就是称为PLC。
DCS控制系统与PLC控制系统区别如下:
1 DCS是一种“分散式控制系统”,而PLC只是一种(可编程控制器)控制“装置”,两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调,PLC装置只实现本单元所具备的功能。
2在网络方面,DCS网络是整个系统的中枢神经,和利时公司的MACS系统中的系统网采用的是双冗余的100Mbps的工业以太网,采用的国际标准协议TCP/IP。它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好。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,网络协议也经常与国际标准不符。在网络安全上,PLC没有很好的保护措施。
3 DCS整体考虑方案, *** 作员站都具备工程师站功能,站与站之间在运行方案程序下装后是一种紧密联合的关系,任何站、任何功能、任何被控装置间都是相互连锁控制, 协调控制;而单用PLC互相连接构成的系统,其站与站(PLC与PLC)之间的联系则是一种松散连接方式,是做不出协调控制的功能。
4 DCS在整个设计上就留有大量的可扩展性接口,外接系统或扩展系统都十分方便,PLC所搭接的整个系统完成后,想随意的增加或减少 *** 作员站都是很难实现的。
5 DCS安全性:为保证DCS控制的设备的安全可靠,DCS采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元,保证整个系统的安全可靠。PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念,就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个PLC单元发生故障时,不得不将整个系统停下来,才能进行更换维护并需重新编程。所以DCS系统要比其安全可靠性上高一个等级。
6系统软件:对各种工艺控制方案更新是DCS的一项最基本的功能,当某个方案发生变化后,工程师只需要在工程师站上将更改过的方案编译后,执行下装命令就可以了,下装过程是由系统自动完成的,不影响原控制方案运行。系统各种控制软件与算法可以将工艺要求控制对象控制精度提高。而对于PLC构成的系统来说,工作量极其庞大,首先需要确定所要编辑更新的是哪个PLC,然后要用与之对应的编译器进行程序编译,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,大量增加调试时间和调试成本,而且极其不利于日后的维护。在控制精度上相差甚远。这就决定了为什么在大中型控制项目中(500点以上),基本不采用全部由PLC所连接而成的系统的原因。
7 模块:DCS系统所有I/O模块都带有CPU,可以实现对采集及输出信号品质判断与标量变换,故障带电插拔,随机更换。而PLC模块只是简单电气转换单元,没有智能芯片,故障后相应单元全部瘫痪。

qcc是品管圈,就是由相同、相近或互补性质的工作场所的人们自动自发组成数人一圈的小圈团体(又称QC小组,一般6人左右)。
全体合作、集思广益,按照一定的活动程序来解决工作现场、管理、文化等方面所发生的问题及课题。它是一种比较活泼的品管形式。目的在于提高产品质量和提高工作效率。
品管圈活动是由日本石川馨博士于1962年所创,国内多称之为质量管理小组,日本人不只是训练工程师与主管阶层而已,而是有计划的大量提高生产力。品管部在美国是很大的部门,成员包括品管工程师、信度工程师和其它领域的专家;反观日本,广泛的教导各领域经理品管的方法后,可以缩减庞大的品管部门以及专门的工程师。
QCC活动的成果如果能给企业带来效益,而企业领导者又能给参与QCC活动的人员给予精神、物质奖励,必定能调动员工的劳动热情和积极性,形成更良性的循环,创造出更高质量的成果。加大对QCC先进设备的添置,改善工作环境,增加技术智力投资,这样就更能使QCC活动起到事半功倍的作用。

rk3588相当于高通QCS8250,两者只是性能接近、市场定位一致
瑞芯微RK3588和高通QCS8250都是面向AIoT应用的通用型SoC,二者市场定位一致,性能接近,也是目前AIoT领域性能最强的芯片。总的来讲RK3588和QCS8250都是ARM架构的处理器,二者主要性能基本一致,不过高通历来都是榨干处理器的潜力,因此性能偏高,而瑞芯微深耕行业定制多年,有着更丰富的拓展接口。
RK3588跟QCS820都是采用ARM的混合架构,CPU主要性能基本一致。QCS8250脱胎于骁龙865,虽然骁龙865处理器主频高达28GHz,但是高频状态下的产品寿命极短,并不适合行业应用,QCS8250作为一颗面向AIoT行业应用的通用型SoC,CPU控制在主流的24GHz,采用24GA77+18GHzA55的组合架构,而RK3588采用24GHzA76+20GHzA55的架构,二者CPU性能基本一致。但是QCS8250的GPU部分性能更强,高通在移动市场称霸多年,其图形处理器一直以高性能著称,虽然RK3588采用了最新的G610GPU,但是高通QCS8250的GPU性能要比RK3588强不少,如果需要高性能GPU做一些图形处理,QCS8250将会是更好的选择。
QCS8250跟RK3588都内置了独立的NPU,不过高通的AI算力构成比较复杂,有内置独立NPU,也有AIDSP,还有GPU,官方给出的综合算力是15TOPS,在通用型SoC中这算是比较高的了。RK3588也内置了自研的第三代三核NPU处理器,可提供6TPOS算力支持,这个算力也基本可以满足大多数终端的边缘计算需求。此外RK3588还支持PCIE304拓展,可通过外挂加速卡来实现算力拓展,目前国内1000TOPS级别的AI芯片也已经开始落地,就AI算力而言,只要业务场景需要,总有合适的解决方案。QCS8250跟RK3588在AI方面表现也基本持平,虽然QCS8250的算力更强,但是算力拓展能力不足,再加上瑞芯微的ROCK-XSDK已经推出多年,AI生态相对成熟,在业务落地方面会更有优势。大家可根据自己的业务场景选择合适的芯片。在产品落地方面,RK3588性价比优势十分突出,不单是跟高通QCS8250相比,在目前所有上市的8K通用型SoC中,RK3588的性价比都是最能打的那一个。从核心板SOM来比较,QCS8250的落地价格大概是RK3588的2~3倍。当然,如此大的差距并不完全是芯片差价造成的,单从芯片考虑,差距不会这么明显,但是高通的授权费用很高,研发成本也比较高,这部分投入摊到产品里,推高了产品的售价。相对而言,瑞芯微在研发方面是比较开放的,不会设立很高的门槛,一切以出货为主,比较务实,因此项目落地成本会低一些。
没有一个产品是完美的,虽然RK3588跟QCS8250是两颗定位比较接近的芯片,不过通过对比我们发现二者特点还是很明显的,在实际的项目应用中,不需要纠结。简单来说,如果需要算力强的,且对价格不敏感的,QCS8250是一个比较好的选择。这种产品一般以边缘计算主机为主,只需要网口和简单串口就可以满足需求。如果需要8K输出,无疑RK3588是更好的选择。如果产品需要大规模部署,RK3588的价格优势也十分明显。软件生态方面,高通留给开发者的空间并不大,需要基于官方SDK的框架进行,相对而言RK3588更加开放,甚至后续有可能开源。目前基于QCS8250和RK3588的产品都已经上市,大家可根据自己的需求选择合适的平台进行开发。


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