Tiempo de lectura: 5 minutos
Co to jest cyfrowy system sterowania? Co to jest rozproszony system sterowania? Czy są to jedne i te same rzeczy? Jakie są rodzaje cyfrowych systemów sterowania? W tym artykule odpowiemy na te pytania, ale aby to zrobić będziemy musieli najpierw cofnąć się do początków systemów sterowania.
Co to jest system sterowania?
Zacznijmy od definicji systemu sterowania. Układ sterowania to zbiór elementów, który pozwala innemu układowi lub procesowi zachowywać się w ustalony wcześniej sposób. Najwcześniejsze systemy sterowania w historii były urządzeniami mechanicznymi lub hydraulicznymi, a pierwsze sterowniki pneumatyczne pojawiły się w latach 20-tych XX wieku.
Analogowe sterowniki elektroniczne pojawiły się pod koniec lat 50-tych, zastępując przewody pneumatyczne połączeniami elektrycznymi. Działanie kontrolne było realizowane poprzez wykorzystanie elementów elektrycznych takich jak rezystancje, kondensatory i tranzystory. Przykłady tych wczesnych układów sterowania pokazane są na poniższych zdjęciach.
Co to jest cyfrowy system sterowania?
Kiedy komputery pojawiły się na scenie, ich oczywiste zastosowanie w sterowaniu szybko stało się oczywiste i zaczęły pojawiać się cyfrowe systemy sterowania. Cyfrowy system sterowania to system sterowania, który przetwarza sygnały pochodzące z czujników za pomocą komputera. Sygnał analogowy (ciągły pod względem wartości i czasu) musi być próbkowany i przyjmować wartości dyskretne w określonych odstępach czasu. Proces ten jest znany jako digitalizacja sygnału.
Te systemy sterowania, które obejmują konwersję analogowo-cyfrową, są również znane jako bezpośrednie cyfrowe systemy sterowania. Zastosowanie komputera do sterowania procesami oznaczało ogromny przełom technologiczny, który doprowadził do wdrożenia nowych modeli sterowania w środowisku przemysłowym, umożliwiając np. rozwój nawigacji w przestrzeni kosmicznej.
Jakie są główne systemy sterowania cyfrowego?
Istnieją różne systemy sterowania cyfrowego, które wyewoluowały z różnych typów sterowania analogowego.
Na przykład pod koniec lat 60-tych przemysł badał nowe technologie w poszukiwaniu bardziej efektywnego rozwiązania, aby zastąpić systemy sterowania oparte na obwodach elektrycznych z przekaźnikami, zwykle używane do sterowania typu „wszystko albo nic” w maszynach linii montażowej. Doprowadziło to do powstania pierwszego sterownika PLC lub programowalnego sterownika logicznego.
Systemy sterowania rozproszonego lub DCS pojawiły się później, pod koniec lat 70-tych, w obszarze sterowania procesami ciągłymi, w przemyśle petrochemicznym i papierniczym, w elektrowniach, stacjach uzdatniania wody, przemyśle farmaceutycznym itp.
Pojawiły się one wraz z potrzebą wykorzystania możliwości pierwszych komputerów do poprawy konkurencyjności firm i były początkowo wykorzystywane do zastąpienia paneli analogowych w zadaniach zdalnego nadzoru procesów. W rezultacie pojawiła się koncepcja cyfrowych systemów monitorowania i sterowania na poziomie całych procesów.
Termin „rozproszony” wskazuje na fakt, że sterowanie może znajdować się w różnych komputerach rozmieszczonych w różnych miejscach, ale o architekturze umożliwiającej komunikację między nimi oraz współdzielenie i wyświetlanie informacji w sterowni.
Jakie są podobieństwa i różnice pomiędzy sterownikami PLC a systemami sterowania rozproszonego?
Pomimo, że początkowo sterowniki PLC koncentrowały się na sterowaniu wszystkimi elementami wyposażenia (otwieranie lub zamykanie zaworów, uruchamianie lub wyłączanie silników, itp.) w obszarze lokalnym, a systemy DCS na implementacji cyfrowych pętli regulacji sygnałów analogowych, ich późniejsza ewolucja doprowadziła je do zbieżności. ) w obszarze lokalnym, a DCS’s na implementacji cyfrowych pętli regulacji sygnałów analogowych, ich późniejsza ewolucja doprowadziła do ich zbliżenia. Producenci DCS’ów stopniowo włączyli elementy do działań typu „wszystko albo nic”, w rzeczywistości łącząc DCS’y i PLC w ramach jednej architektury sterowania.
Ze swojej strony, producenci PLC włączyli do swoich urządzeń bardziej zaawansowane funkcje sterowania pętlami analogowymi, zapewniając im coraz wyższy poziom wydajności porównywalny z prostymi DCS’ami, przyczyniając się w ten sposób do pewnego zamieszania dotyczącego granic oddzielających te dwa typy systemów.
Następujący rysunek przedstawia elementy cyfrowego systemu sterowania, albo PLC albo DCS.
Jeśli chodzi o różnice, jedną z najważniejszych jest to, że sterowniki PLC potrzebują systemu SCADA, aby móc spełnić funkcję interfejsu operatora, która jest już zintegrowana w DCS.
Wymaga to od systemów PLC + SCADA utrzymywania dwóch baz danych, podczas gdy w przypadku DCS jest jedna baza danych. Ponadto, systemy DCS zazwyczaj posiadają bardziej zaawansowane właściwości, takie jak autodiagnostyka, inteligentne zarządzanie urządzeniami, eksploracja i analiza danych, zarządzanie alarmami, itp.
W Tecnatom pracujemy z systemami DCS i PLC różnych producentów, zarówno w celu wdrożenia konkretnych rozwiązań w procesach naszych klientów, jak i w celu ich integracji w naszych symulatorach (zastępujemy proces naszymi symulatorami).
Ricardo Garcia
.