I. مقدمه
در سیستم های کنترل اتوماسیون صنعتی مدرن، PLC (کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی)، DCS (سیستم کنترل توزیع شده) و FCS (سیستم کنترل فیلدباس) سه طرح کنترل رایج هستند. هر یک از آنها دارای اصل کار منحصر به فرد، ویژگی های عملکردی و سناریوهای قابل اجرا هستند و راه حل های متنوعی برای اتوماسیون صنعتی ارائه می دهند. در این مقاله به تحلیل و مقایسه این سه سیستم کنترلی به تفصیل می پردازیم تا خوانندگان بتوانند تفاوت ها و ارتباطات بین آنها را بهتر درک کنند.
سیستم کنترل II.PLC
تعریف و اصل کار
سیستم کنترل PLC نوعی تجهیزات کنترل برنامه است که وضعیت سیگنال های ورودی/خروجی (I/O) را از طریق{0}برنامه های نوشته شده از قبل کنترل می کند، به طوری که کنترل خودکار، نظارت و عملکرد تجهیزات در سایت را محقق می کند. و کنترل خروجی
ویژگی های عملکردی
(1) زمان واقعی-خوب:سیستم کنترل PLC عملکرد زمان واقعی خوبی دارد که می تواند به سرعت به تغییرات در محیط میدانی پاسخ دهد و به سرعت استراتژی کنترل از پیش تعیین شده را محقق کند.
(2) پایداری بالا:الگوریتم کنترل سیستم کنترل PLC پایدار است و تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی خارجی، تغییرات دما، نوسانات منبع تغذیه و سایر عوامل برای اطمینان از قابلیت اطمینان سیستم قرار نمی گیرد.
(3) انعطاف پذیری:برنامه سیستم کنترل PLC را می توان در هر زمان تغییر و به روز کرد و می تواند با شرایط مختلف کنترل و الزامات کنترل سازگار شود.
(4) برنامه نویسی آسان:زبان برنامه نویسی سیستم کنترل PLC ساده و آسان برای یادگیری است، طراحی برنامه، اصلاح و اشکال زدایی راحت و سریع است.
(5) آسان برای گسترش:سخت افزار و نرم افزار سیستم کنترل PLC را می توان با توجه به نیازهای پیکربندی ماژول های مختلف ورودی و خروجی، ماژول های ارتباطی و غیره به طور انعطاف پذیر گسترش داد.
III. سیستم کنترل DCS
تعریف و اصل کار
سیستم کنترل DCS که به عنوان سیستم کنترل توزیع متمرکز نیز شناخته میشود، یک عملکرد کنترل غیرمتمرکز مبتنی بر ریزپردازنده{0}}با در نظر گرفتن اصول طراحی هماهنگی مستقل و جامع نسل جدیدی از سیستم کنترل ابزار دقیق است. این عمدتاً از سطح کنترل فرآیند و سطح نظارت بر فرآیند تشکیل شده است، با شبکه ارتباطی به عنوان پیوند سیستم رایانه ای چند سطحی، رایانه یکپارچه (کامپیوتر)، ارتباطات (ارتباطات)، نمایشگر (CRT) و کنترل (کنترل) و سایر فناوری های 4C.
ویژگی ها
(1) قابلیت اطمینان بالا:ساختار سیستم DCS با استفاده از طراحی اضافی، یک شکست کامپیوتری یک دستگاه منجر به اختلال کل سیستم نمی شود.
(2) باز بودن:با استفاده از سیستماتیک، ماژولار، پلت فرم باز استاندارد، تمام سیستم های کامپیوتری به هم پیوسته را می توان از طریق اترنت و سایر وسایل ارتباطی اتصال متمرکز و دسترسی به اتصال به دست آورد.
(3) پیکربندی انعطاف پذیر:سیستم DCS می تواند ماژول های سیستم را با توجه به تقاضای واقعی برای تحقق پیکربندی انعطاف پذیر اضافه یا کاهش دهد.
(4) طراحی مدولار شده:تمام تجهیزات اصلی از طراحی ماژولار شده استفاده می کنند، از جمله پردازنده، منبع تغذیه، ماژول I/O، ماژول ارتباطی و ماژول AI/AO و غیره، که قابلیت گسترش و نگهداری سیستم را بهبود می بخشد.
IV. سیستم کنترل FCS
تعریف و اصل کار
سیستم کنترل FCS مخفف سیستم کنترل باس میدان است که یک سیستم کنترل نسل جدید است که از DCS و PLC ساخته شده است. این فناوری فیل باس را برای اتصال دستگاههای میدانی هوشمند و سیستم اتوماسیون به یک شبکه ارتباطی ساختار چند شاخهای کاملاً غیرمتمرکز، دوطرفه، استفاده میکند.
ویژگی ها
(1) شبکه ارتباط میدانی:FCS از فناوری فیلد باس برای تحقق ارتباطات دیجیتال بین دستگاههای میدانی هوشمند و سیستمهای اتوماسیون استفاده میکند.
(2) اتصال و قابلیت همکاری دستگاه:FCS از اتصال و قابلیت همکاری بین دستگاه های تولید شده توسط سازندگان مختلف پشتیبانی می کند که هزینه های یکپارچه سازی سیستم را کاهش می دهد.
(3) بلوک های عملکرد غیرمتمرکز:FCS عملکردهای کنترل را به دستگاه های میدانی غیرمتمرکز می کند و قابلیت اطمینان و انعطاف سیستم را بهبود می بخشد.
(4) منبع تغذیه خط ارتباطی:FCS از منبع تغذیه برای دستگاه های میدانی از طریق خطوط ارتباطی پشتیبانی می کند و سیم کشی سیستم را ساده می کند.
V. مقایسه سیستم های کنترل PLC، DCS و FCS
ساختار
PLC عمدتا از ماژول های CPU، ماژول های ورودی، ماژول های خروجی و دستگاه های برنامه نویسی تشکیل شده است. DCS یک سیستم رایانه ای چند سطحی است که از سطح کنترل فرآیند و سطح نظارت بر فرآیند با شبکه ارتباطی به عنوان پیوند تشکیل شده است. FCS از DCS و PLC، استفاده از فناوری فیلدباس برای دستیابی به دستگاههای میدانی هوشمند و سیستمهای اتوماسیون متصل توسعه یافته است.
ویژگی های عملکردی
PLC دارای ویژگیهای{0}}زمان واقعی خوب، پایداری بالا، انعطافپذیری، برنامهنویسی آسان و گسترش آسان است. DCS دارای ویژگی های قابلیت اطمینان بالا، باز بودن، پیکربندی انعطاف پذیر و طراحی مدولار است. FCS دارای ویژگیهای{1}شبکه ارتباطی در سایت، اتصال و قابلیت همکاری تجهیزات، بلوکهای عملکرد غیرمتمرکز و منبع تغذیه خط ارتباطی است.
سناریوهای قابل اجرا
PLC برای خطوط تولید خودکار کوچک و کنترل تجهیزات مناسب است. DCS برای کنترل و مدیریت فرآیندهای صنعتی در مقیاس بزرگ، مانند صنایع شیمیایی، برق، متالورژی و سایر زمینهها مناسب است. FCS برای نیاز به تحقق اتصال دستگاه های میدانی و قابلیت همکاری سیستم های پیچیده اتوماسیون صنعتی مناسب تر است.
VI. خلاصه
سیستم های کنترل PLC، DCS و FCS ویژگی های خاص خود را دارند و نقش مهمی در زمینه اتوماسیون صنعتی ایفا می کنند. با مقایسه ترکیب ساختاری، ویژگی های عملکردی و سناریوهای قابل اجرا، می توان مناسب ترین برنامه کنترلی را با توجه به نیازهای واقعی انتخاب کرد. با توسعه مداوم اتوماسیون صنعتی، این سه سیستم کنترل همچنان نقش مهمی را ایفا می کنند و به نوآوری و بهبود ادامه می دهند.