I. WSTĘP
W nowoczesnym systemie sterowania automatyką przemysłową, PLC (programowalny sterownik logiczny), DCS (rozproszony system sterowania) i FCS (system sterowania magistralą polową) to trzy powszechnie stosowane schematy sterowania. Każdy z nich ma unikalną zasadę działania, charakterystykę funkcjonalną i możliwe scenariusze, zapewniając zróżnicowane rozwiązania dla automatyki przemysłowej. W tym artykule szczegółowo przeanalizujemy i porównamy te trzy systemy sterowania, aby czytelnicy mogli lepiej zrozumieć różnice i powiązania między nimi.
II.System sterowania PLC
Definicja i zasada działania
System sterowania PLC to rodzaj sprzętu sterującego programem, który steruje stanem sygnałów wejściowych/wyjściowych (we/wy) za pomocą-wcześniej napisanych programów w celu realizacji automatycznego sterowania, monitorowania i obsługi sprzętu-na miejscu. PLC składa się głównie z modułu procesora, modułu wejściowego, modułu wyjściowego i urządzenia programującego, a jego zasada działania obejmuje trzy fazy pozyskiwania sygnału wejściowego, wykonanie programu i sterowanie wyjściem.
Charakterystyka funkcjonalna
(1) Dobry-czas rzeczywisty:System sterowania PLC charakteryzuje się dobrą wydajnością-w czasie rzeczywistym, dzięki czemu może szybko reagować na zmiany w środowisku terenowym i szybko realizować zadaną strategię sterowania.
(2) Wysoka stabilność:Algorytm sterowania systemu sterowania PLC jest stabilny i nie mają na niego wpływu zewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne, zmiany temperatury, wahania zasilania i inne czynniki zapewniające niezawodność systemu.
(3) Elastyczność:program systemu sterowania PLC można modyfikować i aktualizować w dowolnym momencie oraz dostosowywać do różnych warunków sterowania i wymagań sterowania.
(4) łatwe do zaprogramowania:Język programowania systemu sterowania PLC jest prosty i łatwy do nauczenia, a projektowanie, modyfikowanie i debugowanie programów jest wygodne i szybkie.
(5) łatwe do rozbudowy:Sprzęt i oprogramowanie systemu sterowania PLC można elastycznie rozszerzać, zgodnie z wymaganiami konfiguracji różnych modułów wejściowych i wyjściowych, modułów komunikacyjnych i tak dalej.
III. System sterowania DCS
Definicja i zasada działania
System sterowania DCS, znany również jako scentralizowany system kontroli dystrybucji, to oparty na mikroprocesorze-zdecentralizowany system kontroli, którego działanie jest scentralizowane i uwzględnia zasady projektowania autonomicznej i kompleksowej koordynacji nowej generacji systemu sterowania oprzyrządowaniem. Składa się głównie z poziomu kontroli procesu i poziomu monitorowania procesu, z siecią komunikacyjną jako ogniwem wielopoziomowego systemu komputerowego, zintegrowanym komputerem (komputerem), komunikacją (komunikacją), wyświetlaczem (CRT) i sterowaniem (sterowaniem) oraz inną technologią 4C.
Cechy
(1) Wysoka niezawodność:Struktura systemu DCS wykorzystująca konstrukcję redundantną, awaria komputera pojedynczego urządzenia nie doprowadzi do zaburzenia całego systemu.
(2) Otwartość:Dzięki zastosowaniu systematycznej, modułowej, ustandaryzowanej otwartej platformy wszystkie wzajemnie połączone systemy komputerowe można osiągnąć za pośrednictwem sieci Ethernet i innych środków komunikacji scentralizowanych połączeń wzajemnych i dostępu do połączeń wzajemnych.
(3) Elastyczna konfiguracja:System DCS może dodawać lub zmniejszać moduły systemu zgodnie z rzeczywistym zapotrzebowaniem, aby zapewnić elastyczną konfigurację.
(4) Konstrukcja modułowa:Cały podstawowy sprzęt ma konstrukcję modułową, w tym procesor, zasilacz, moduł we/wy, moduł komunikacyjny i moduł AI/AO itp., co poprawia możliwości rozbudowy i łatwość konserwacji systemu.
IV. System kontroli FCS
Definicja i zasada działania
System sterowania FCS to skrót od systemu sterowania magistralą polową, który jest systemem sterowania nowej generacji opracowanym na bazie DCS i PLC. Wykorzystuje technologię magistrali polowej, aby łączyć inteligentne urządzenia polowe i system automatyki w całkowicie zdecentralizowaną, dwukierunkową transmisję i wieloodgałęzioną sieć komunikacyjną.
Cechy
(1) Sieć komunikacyjna w terenie:FCS wykorzystuje technologię magistrali polowej do realizacji cyfrowej komunikacji pomiędzy inteligentnymi urządzeniami obiektowymi a systemami automatyki.
(2)Wzajemne połączenie i interoperacyjność urządzeń:FCS wspiera wzajemne połączenia i interoperacyjność pomiędzy urządzeniami różnych producentów, co zmniejsza koszty integracji systemów.
(3) Zdecentralizowane bloki funkcyjne:FCS decentralizuje funkcje sterujące do poszczególnych urządzeń obiektowych, poprawiając niezawodność i elastyczność systemu.
(4) Zasilanie linii komunikacyjnej:FCS obsługuje zasilanie urządzeń obiektowych poprzez linie komunikacyjne, upraszczając okablowanie systemu.
V. Porównanie systemów sterowania PLC, DCS i FCS
Struktura
PLC składa się głównie z modułów CPU, modułów wejściowych, modułów wyjściowych i urządzeń programujących; DCS to wielopoziomowy-system komputerowy składający się z poziomu kontroli procesu i poziomu monitorowania procesu z siecią komunikacyjną jako łączem; FCS powstał na bazie DCS i PLC, wykorzystując technologię magistrali polowej w celu uzyskania inteligentnych urządzeń polowych i połączonych systemów automatyki.
Charakterystyka funkcjonalna
Sterownik PLC charakteryzuje się dobrym-czasem rzeczywistym, wysoką stabilnością, elastycznością, łatwym programowaniem i łatwą rozbudową; DCS charakteryzuje się wysoką niezawodnością, otwartością, elastyczną konfiguracją i modułową konstrukcją; FCS charakteryzuje się-lokalną siecią komunikacyjną, wzajemnymi połączeniami i interoperacyjnością sprzętu, zdecentralizowanymi blokami funkcyjnymi i zasilaniem linii komunikacyjnej.
Obowiązujące scenariusze
PLC nadaje się do małych zautomatyzowanych linii produkcyjnych i sterowania sprzętem; DCS nadaje się do kontroli i zarządzania procesami przemysłowymi na dużą- skalę, np. w przemyśle chemicznym, energetyce, metalurgii i innych dziedzinach; FCS jest bardziej odpowiedni do potrzeb realizacji wzajemnych połączeń urządzeń polowych i interoperacyjności złożonych systemów automatyki przemysłowej.
VI. Streszczenie
Systemy sterowania PLC, DCS i FCS mają swoją własną charakterystykę i odgrywają ważną rolę w dziedzinie automatyki przemysłowej. Porównując ich skład konstrukcyjny, cechy funkcjonalne i możliwe scenariusze, możemy wybrać najodpowiedniejszy program sterowania w zależności od rzeczywistych potrzeb. Wraz z ciągłym rozwojem automatyki przemysłowej te trzy systemy sterowania będą nadal odgrywać ważną rolę i będą wprowadzane innowacje i udoskonalenia.