Tiempo de lectura: 5 minutos
Co je to digitální řídicí systém? Co je to distribuovaný řídicí systém? Jedná se o jednu a tutéž věc? Jaké typy digitálních řídicích systémů existují? V tomto článku si na tyto otázky odpovíme, ale k tomu se budeme muset nejprve vrátit k počátkům řídicích systémů.
Co je to řídicí systém?
Začněme definicí řídicího systému. Řídicí systém je soubor prvků, který umožňuje jinému systému nebo procesu chovat se předem stanoveným způsobem. Nejstaršími řídicími systémy v historii byla mechanická nebo hydraulická zařízení, první pneumatické regulátory se objevily ve 20. letech 20. století.
Na konci 50. let 20. století se objevily analogové elektronické regulátory, které nahradily pneumatické trubice elektrickým zapojením. Řídicí činnost byla realizována pomocí elektrických součástek, jako jsou odpory, kapacity a tranzistory. Příklady těchto raných řídicích systémů jsou zobrazeny na následujících fotografiích.
Co je to digitální řídicí systém?
Když na scénu vstoupily počítače, brzy se ukázala jejich zřejmá použitelnost pro řízení a začaly se objevovat digitální řídicí systémy. Digitální řídicí systém je řídicí systém, který zpracovává signály přicházející ze snímačů pomocí počítače. Analogový signál (spojitý co do hodnoty i času) musí být vzorkován a nabývat diskrétních hodnot v daných časových intervalech. Tento proces je znám jako digitalizace signálu.
Tyto řídicí systémy, které zahrnují analogově-digitální převod, jsou také známy jako přímé digitální řídicí systémy. Použití počítače při řízení procesů znamenalo obrovský technologický průlom, který vedl k zavedení nových modelů řízení v průmyslovém prostředí a umožnil například rozvoj navigace ve vesmíru.
Jaké jsou hlavní digitální řídicí systémy?
Existují různé digitální řídicí systémy, které se vyvinuly z různých typů analogového řízení.
Například na konci 60. let 20. století průmysl zkoumal nové technologie a hledal efektivnější řešení, jak nahradit řídicí systémy založené na elektrických obvodech s relé, které se běžně používaly pro řízení strojů na montážních linkách typu „vše nebo nic“. To vedlo ke vzniku prvního PLC neboli programovatelného logického automatu.
Distribuované řídicí systémy neboli DCS se objevily později, koncem 70. let, v oblasti řízení spojitých procesů, v petrochemickém a papírenském průmyslu, elektrárnách, úpravnách vody, farmaceutickém průmyslu atd.
Vznikly s potřebou využít možností prvních počítačů ke zvýšení konkurenceschopnosti podniků a zpočátku se používaly jako náhrada analogových panelů v úlohách vzdáleného dohledu nad procesy. V důsledku toho se objevila koncepce digitálních monitorovacích a řídicích systémů na úrovni celých procesů.
Termín „distribuovaný“ poukazuje na skutečnost, že řízení se může nacházet v různých počítačích rozmístěných na různých místech, ale s architekturou umožňující komunikaci mezi nimi a sdílení a zobrazování informací ve velínu.
Jaké jsou podobnosti a rozdíly mezi PLC a distribuovanými řídicími systémy?
Původně se sice PLC soustředily na řízení jednotlivých prvků zařízení (otevírání nebo zavírání ventilů, spouštění nebo vypínání motorů atd.) v lokální oblasti a DCS na realizaci digitalizovaných analogových signálových regulačních smyček, ale jejich následný vývoj vedl k jejich sblížení. Výrobci DCS postupně začlenili položky pro akce typu „vše nebo nic“, a to vlastně spojením DCS a PLC v rámci jedné řídicí architektury.
Výrobci PLC zase do svých zařízení začlenili pokročilejší funkce analogové regulační smyčky, čímž jim poskytli rostoucí úroveň výkonu srovnatelnou s výkonem jednoduchých DCS, čímž přispěli k určitému zmatení hranic oddělujících oba typy systémů.
Následující obrázek ukazuje prvky digitálního řídicího systému, ať už PLC, nebo DCS.
Co se týče rozdílů, jedním z nejdůležitějších je, že PLC potřebují systém SCADA, aby mohly plnit funkci operátorského rozhraní, která je již integrována v DCS.
To vyžaduje, aby systémy PLC + SCADA udržovaly dvě databáze, zatímco u DCS existuje jediná databáze. Kromě toho systémy DCS obvykle obsahují pokročilejší vlastnosti, jako je autodiagnostika, inteligentní správa přístrojů, vytěžování a analýza dat, správa alarmů atd.
V Tecnatomu pracujeme se systémy DCS a PLC od různých výrobců, a to jak pro implementaci konkrétních řešení v procesech našich klientů, tak pro jejich integraci do našich simulátorů (nahrazujeme proces našimi simulátory).
Ricardo Garcia
.