I. مقدمه
در زمینه اتوماسیون صنعتی، PLC (کنترل کننده منطقی قابل برنامه ریزی) و DDC (کنترل دیجیتال مستقیم) دو سیستم کنترل رایج هستند. هر کدام دارای اصول عملیاتی منحصر به فرد، ویژگی های عملکردی و سناریوهای قابل اجرا هستند که راه حل های متنوعی را برای اتوماسیون صنعتی ارائه می دهند. این مقاله تعاریف دقیق و تجزیه و تحلیل ویژگی های PLC و DDC را با تمرکز بر بررسی تفاوت های آنها ارائه می دهد.
II. تعریف، ویژگی ها و کاربردهای PLC
تعریف
PLC یک سیستم الکترونیکی دیجیتال است که به طور خاص برای کاربردهای صنعتی طراحی شده است. از حافظه قابل برنامه ریزی برای ذخیره دستورالعمل ها برای اجرای عملیات منطقی، کنترل ترتیبی، زمان بندی، شمارش و محاسبات حسابی استفاده می کند. از طریق ورودی ها و خروجی های دیجیتال یا آنالوگ، انواع ماشین آلات یا فرآیندهای تولید را کنترل می کند.
خصوصیات
(1) عملکرد عالی{1} زمان واقعی:PLCها دارای{0}}قابلیتهای پردازش زمان واقعی قوی هستند که پاسخ سریع به تغییرات در محیط میدانی و اجرای استراتژیهای کنترل مربوطه را ممکن میسازد.
(2) پایداری بالا:PLC ها از طراحی مدولار استفاده می کنند که پایداری و قابلیت اطمینان بالایی را برای عملکرد پایدار در محیط های صنعتی خشن ارائه می دهد.
(3) انعطاف پذیری:برنامه های کنترل PLC را می توان با توجه به نیازهای واقعی نوشت و اصلاح کرد و با نیازهای کنترلی متنوع سازگار شد.
(4) سهولت برنامه نویسی:PLC ها از برنامه نویسی "زبان طبیعی" برای فرآیندهای کنترل استفاده می کنند که برنامه نویسی را ساده، درک آسان و یادگیری و تسلط بر آن ساده می کند.
(5) مقیاس پذیر:هر دو بخش سخت افزار و نرم افزار PLC ها را می توان برای تطبیق سیستم های اتوماسیون صنعتی در مقیاس ها و پیچیدگی های مختلف گسترش داد.
برنامه های کاربردی
PLC ها به طور گسترده در بخش های مختلف اتوماسیون صنعتی، از جمله ساخت ماشین آلات، پردازش شیمیایی، تولید برق و متالورژی مستقر هستند. آنها وضعیت عملیاتی تجهیزات مکانیکی را کنترل می کنند، پارامترهای عملیاتی را نظارت می کنند و تنظیمات عملیاتی را برای افزایش کارایی تولید و کاهش هزینه های تولید تنظیم می کنند.
III. تعریف، ویژگی ها و کاربردهای DDC
تعریف
DDC سیستمی است که از رایانه برای دستیابی به کنترل خودکار فرآیندهای تولید استفاده می کند. از یک کامپیوتر یا کنترلکننده برای شناسایی پارامترهای کنترلشده استفاده میکند، محاسبات را بر اساس نقاط تنظیم و الگوریتمهای کنترل انجام میدهد، و سپس نتایج را به محرکها برای تنظیم فرآیند تولید، تثبیت پارامترهای کنترلشده در مقادیر مشخص شده، خروجی میدهد. DDC معمولاً برای نظارت و کنترل سیستم های ساختمان مانند مدیریت متمرکز تجهیزات روشنایی، تهویه مطبوع، گرمایش و تهویه استفاده می شود.
خصوصیات
(1) کنترل مستقیم:سیستمهای DDC مستقیماً تجهیزات میدانی را بدون واسطههای اضافی کنترل میکنند و پاسخگویی و کارایی کنترل را افزایش میدهند.
(2) کنترل دیجیتال:سیستم های DDC با استفاده از سیگنال های دیجیتال و فناوری رایانه، دقت و قابلیت اطمینان بالایی را ارائه می دهند.
(3) قابلیت مدیریت:نظارت و مدیریت از راه دور از طریق شبکه ها به کاربران امکان می دهد وضعیت سیستم را در هر زمان نظارت کنند.
(4) انعطاف پذیری بالا:استراتژی های کنترل را می توان به صورت پویا تنظیم کرد تا نیازهای عملیاتی مختلف را برآورده کند.
برنامه های کاربردی
سیستمهای DDC عمدتاً در برنامههای نظارت و کنترل ساختمان، از جمله ساختمانهای هوشمند، مجتمعهای اداری و بیمارستانها مستقر هستند. آنها سیستم های روشنایی، تهویه مطبوع و تهویه را تنظیم می کنند تا راحتی سرنشینان را افزایش داده و بهره وری انرژی را بهینه کنند.
IV. تفاوت بین PLC و DDC
خاستگاه و توسعه
PLC در ابتدا صرفاً برای جایگزینی مدارهای رله پیچیده طراحی شد، در حالی که DDC از فناوری PLC تکامل یافته است که به طور خاص توسط سازندگان برای بازار اتوماسیون ساختمان مهندسی شده است. DDC توابع از قبل برنامهریزیشده را در داخل، با سایر ویژگیهای عملکردی مشابه PLC، ترکیب میکند.
ساختار و ترکیب
PLC ها به عنوان کنترل کننده عمل می کنند که معمولاً برای کنترل متمرکز در نقاط خاص در خطوط تولید به کار می روند. سیستم های متشکل از PLC ها از طریق شبکه های فیلدباس به هم متصل می شوند. با این حال، DDC کنترل توزیع شده را از طریق یک معماری سیستم سلسله مراتبی که قادر به برقراری ارتباط از نقطه-به-نقطه است، پیاده سازی می کند.
پروتکل های ارتباطی
PLCها از نرمافزار پیکربندی اصلی پشتیبانی میکنند، که باز بودن بالایی را ارائه میدهد و ادغام با دستگاههای شخص ثالث-را تسهیل میکند. پروتکل های شبکه آنها معمولاً از استانداردهای فیلدباس صنعتی پیروی می کنند. برعکس، نرم افزار پیکربندی سازندگان DDC اختصاصی است و معمولاً فقط دستگاه هایی را با استفاده از پروتکل های Lonworks و BACnet یکپارچه می کند. این پروتکل ها در درجه اول برای تجهیزات کنترل ساختمان مناسب هستند و دستگاه های کنترل صنعتی معمولاً از آنها پشتیبانی نمی کنند.
سناریوهای کاربردی
PLC ها به طور گسترده در بخش های مختلف اتوماسیون صنعتی، از جمله ساخت ماشین آلات، پردازش شیمیایی، تولید برق و متالورژی مستقر هستند. سیستمهای DDC، برعکس، عمدتاً در حوزههای نظارت و کنترل ساختمان مانند ساختمانهای هوشمند، مجتمعهای اداری و بیمارستانها استفاده میشوند.
V. خلاصه
به عنوان دو سیستم کنترل محوری در اتوماسیون صنعتی، PLC و DDC هر کدام دارای ویژگی ها و مزایای متمایز هستند. PLC از قابلیتهای{1}}زمان واقعی پردازش، پایداری و انعطافپذیری قوی خود برای کاربرد گسترده در حوزههای مختلف اتوماسیون صنعتی استفاده میکند. برعکس، DDC در نظارت و کنترل ساختمان از طریق کنترل مستقیم، کنترل دیجیتال و ویژگیهای مدیریتی خود برتر است. درک این تمایزات، انتخاب و استفاده آگاهانهتر از این سیستمهای کنترل را برای برآوردن الزامات مختلف اتوماسیون صنعتی امکانپذیر میسازد.