Tiempo de lectura: 5 minutos
Hvad er et digitalt styresystem? Hvad er et distribueret styresystem? Er de en og samme ting? Hvilke typer af digitale styresystemer findes der? I denne artikel vil vi besvare disse spørgsmål, men for at gøre det skal vi først tilbage til styresystemernes begyndelse.
Hvad er et styresystem?
Lad os begynde med en definition af et styresystem. Et kontrolsystem er et sæt af elementer, der gør det muligt for et andet system eller en anden proces at opføre sig på en på forhånd fastlagt måde. De tidligste kontrolsystemer i historien var mekaniske eller hydrauliske anordninger, og de første pneumatiske styringer dukkede op i 1920’erne.
Analogiske elektroniske styringer dukkede op i slutningen af 1950’erne og erstattede pneumatiske rør med elektriske forbindelser. Styringen blev gennemført ved hjælp af elektriske komponenter som f.eks. modstande, kapacitanser og transistorer. Eksempler på disse tidlige styresystemer er vist på de følgende fotos.
Hvad er et digitalt styresystem?
Da computere kom på banen, blev deres åbenlyse anvendelighed til styring hurtigt tydelig, og digitale styresystemer begyndte at dukke op. Et digitalt styresystem er et styresystem, der behandler signaler, der kommer fra sensorer, ved hjælp af en computer. Det analoge signal (kontinuerligt i værdi og tid) skal samples og tage diskrete værdier med bestemte tidsintervaller. Denne proces er kendt som signaldigitalisering.
Disse styresystemer, som omfatter analog-digital konvertering, kaldes også direkte digitale styresystemer. Anvendelsen af computeren til styring af processer markerede et enormt teknologisk gennembrud, som førte til implementering af nye styringsmodeller i det industrielle miljø, hvilket bl.a. gjorde det muligt at udvikle navigation i rummet.
Hvilke er de vigtigste digitale styresystemer?
Der findes forskellige digitale styresystemer, som har udviklet sig fra forskellige typer analoge styresystemer.
I slutningen af 1960’erne undersøgte industrien f.eks. nye teknologier i jagten på en mere effektiv løsning til at erstatte styresystemer baseret på elektriske kredsløb med relæer, der normalt blev brugt til alt-eller-intet-styring af samlebåndsmaskiner. Dette førte til den første PLC eller programmable logic controller.
Distributed control systems eller DCS’er dukkede op senere, i slutningen af 1970’erne, inden for styring af kontinuerlige processer, i den petrokemiske industri og papirindustrien, elværker, vandbehandlingsanlæg, medicinalindustrien osv.
De opstod med behovet for at udnytte de første computeres muligheder for at forbedre virksomhedernes konkurrenceevne og blev i første omgang brugt til at erstatte analoge paneler i forbindelse med fjernovervågning af processer. Som følge heraf opstod begrebet digitale overvågnings- og kontrolsystemer på niveauet for komplette processer.
Begrebet “distribueret” peger på, at kontrollen kan ligge på forskellige computere fordelt på forskellige steder, men med en arkitektur, der muliggør kommunikation mellem dem og deling og visning af oplysninger i kontrolrummet.
Hvad er lighederne og forskellene mellem PLC’er og distribuerede styresystemer?
Og selv om PLC’er oprindeligt fokuserede på alt-eller-intet-styring af udstyr (åbning eller lukning af ventiler, opstart eller nedlukning af motorer osv. Producenterne af DCS’er har efterhånden indarbejdet elementer til alt-eller-intet-handlinger, idet de faktisk har kombineret DCS’er og PLC’er i en og samme styringsarkitektur.
Producenterne af PLC’er har på deres side indarbejdet mere avancerede analoge kontrolfunktioner i deres udstyr, hvilket har givet dem et stigende niveau af ydeevne, der kan sammenlignes med simple DCS’er, hvilket har bidraget til en vis forvirring med hensyn til de grænser, der adskiller de to systemtyper.
Den følgende figur viser elementerne i et digitalt styresystem, enten en PLC eller et DCS.
Med hensyn til forskellene er en af de vigtigste, at PLC’er har brug for et SCADA-system for at kunne opfylde operatørgrænsefladefunktionen, som allerede er integreret i et DCS.
Dette kræver, at PLC + SCADA-systemer skal vedligeholde to databaser, mens der med DCS’er er tale om en enkelt database. Desuden indeholder DCS’er normalt mere avancerede egenskaber som f.eks. selvdiagnose, intelligent instrumentstyring, data mining og analyse, administration af alarmer osv.
Vi arbejder hos Tecnatom med DCS’er og PLC’er fra forskellige producenter, både til implementering af specifikke løsninger i vores kunders processer og til integration af dem i vores simulatorer (vi erstatter processen med vores simulatorer).
Ricardo Garcia