Tiempo de lectura: 5 minutos
Vad är ett digitalt styrsystem? Vad är ett distribuerat styrsystem? Är de en och samma sak? Vilka typer av digitala styrsystem finns det? I den här artikeln kommer vi att besvara dessa frågor, men för att göra det måste vi först gå tillbaka till styrsystemens början.
Vad är ett styrsystem?
Låt oss börja med en definition av ett styrsystem. Ett kontrollsystem är en uppsättning element som gör det möjligt för ett annat system eller en annan process att bete sig på ett tidigare fastställt sätt. De tidigaste styrsystemen i historien var mekaniska eller hydrauliska anordningar, och de första pneumatiska styrenheterna dök upp på 1920-talet.
Analoga elektroniska styrenheter dök upp i slutet av 1950-talet och ersatte pneumatiska rör med elektriska anslutningar. Kontrollåtgärden genomfördes genom användning av elektriska komponenter som motstånd, kapacitanser och transistorer. Exempel på dessa tidiga styrsystem visas i följande bilder.
Vad är ett digitalt styrsystem?
När datorerna kom in på scenen blev deras uppenbara tillämplighet på styrning snart uppenbar och digitala styrsystem började dyka upp. Ett digitalt styrsystem är ett styrsystem som behandlar signaler som kommer från sensorer med hjälp av en dator. Den analoga signalen (kontinuerlig i värde och tid) måste samplas och ta diskreta värden vid givna tidsintervall. Denna process kallas signaldigitalisering.
Dessa styrsystem, som inkluderar analog-digital konvertering, kallas också för direkta digitala styrsystem. Tillämpningen av datorn för styrning av processer innebar ett enormt tekniskt genombrott som ledde till att nya styrmodeller kunde införas i den industriella miljön, vilket till exempel gjorde det möjligt att utveckla navigering i rymden.
Vilka är de viktigaste digitala styrsystemen?
Det finns olika digitala styrsystem som har utvecklats från olika typer av analoga styrsystem.
I slutet av 1960-talet undersökte industrin till exempel ny teknik i jakt på en effektivare lösning för att ersätta styrsystem som byggde på elektriska kretsar med reläer, som normalt användes för allt-eller-inget-styrning av maskiner på löpande band. Detta ledde till den första PLC:n eller programmerbar logikstyrning.
Distribuerade styrsystem eller DCS:er dök upp senare, i slutet av 1970-talet, på området för styrning av kontinuerliga processer, inom den petrokemiska industrin och pappersindustrin, elproduktionsstationer, vattenreningsverk, läkemedelsindustrin etc.
De uppstod med anledning av behovet av att dra nytta av de första datorernas kapacitet för att förbättra företagens konkurrenskraft, och användes till att börja med för att ersätta analoga paneler för fjärrstyrda uppgifter för processövervakning. Som ett resultat därav började begreppet digitala övervaknings- och kontrollsystem på nivån för kompletta processer att dyka upp.
Tecknet ”distribuerad” pekar på det faktum att kontrollen kan ligga i olika datorer som är fördelade på olika platser, men med en arkitektur som möjliggör kommunikation mellan dem och delning och visning av information i kontrollrummet.
Vilka likheter och skillnader finns det mellan PLC och distribuerade styrsystem?
Och även om PLC ursprungligen var inriktade på att styra allt eller inget av utrustningen (öppna eller stänga ventiler, starta eller stänga motorer etc.) i ett lokalt område och DCS på att genomföra digitaliserade analoga signalregleringsslingor, så har den senare utvecklingen lett till att de har närmat sig varandra. Tillverkarna av DCS har successivt införlivat element för allt eller inget-åtgärder, i själva verket genom att kombinera DCS och PLC inom en och samma styrarkitektur.
För sin del har tillverkarna av PLC införlivat mer avancerade analoga styrslingor i sin utrustning, vilket har gett dem allt högre prestanda som är jämförbara med enkla DCS, vilket har bidragit till en viss förvirring när det gäller de gränser som skiljer de två systemtyperna åt.
Följande figur visar elementen i ett digitalt styrsystem, antingen en PLC eller ett DCS.
När det gäller skillnaderna är en av de viktigaste att PLC:erna behöver ett SCADA-system för att kunna uppfylla funktionen för operatörsgränssnittet, vilket redan är integrerat i ett DCS.
Detta kräver att PLC + SCADA-systemen upprätthåller två databaser, medan det med DCS:erna finns en enda databas. Dessutom har DCS:er vanligtvis mer avancerade egenskaper, t.ex. självdiagnostik, intelligent instrumenthantering, datautvinning och analys, larmadministration etc.
På Tecnatom arbetar vi med DCS:er och PLC:er från olika tillverkare, både för att genomföra specifika lösningar i våra kunders processer och för att integrera dem i våra simulatorer (vi ersätter processen med våra simulatorer).
Ricardo Garcia