I. Johdanto

Nykyaikaisissa teollisuusautomaation ohjausjärjestelmissä ohjelmoitava logiikkaohjain (PLC), hajautettu ohjausjärjestelmä (DCS) ja kenttäväyläohjausjärjestelmä (FCS) ovat kolme yleisesti käytettyä ohjausratkaisua. Jokaisella niistä on ainutlaatuiset toimintaperiaatteet, toiminnalliset ominaisuudet ja soveltuvat skenaariot, jotka tarjoavat monipuolisia ratkaisuja teollisuusautomaatioon. Tässä artikkelissa analysoidaan ja vertaillaan näitä kolmea ohjausjärjestelmää yksityiskohtaisesti, jotta lukijat ymmärtävät paremmin niiden erot ja yhteydet.

II. PLC-ohjausjärjestelmä

Määritelmä ja toimintaperiaate

PLC-ohjausjärjestelmä on ohjelma{0}}ohjattu laite, joka säätelee tulo/lähtösignaalien (I/O) tiloja ennalta kirjoitettujen ohjelmien avulla ja toteuttaa siten paikan päällä olevien laitteiden automaattisen ohjauksen, valvonnan ja toiminnan. PLC koostuu pääosin CPU-moduulista, tulomoduuleista, lähtömoduuleista ja ohjelmointilaitteista, ja sen toimintaperiaate koostuu kolmesta vaiheesta: tulosignaalin hankinta, ohjelman suoritus ja lähdön ohjaus.

Toiminnalliset ominaisuudet

(1) Erinomainen reaaliaikainen{0}}suorituskyky: PLC-ohjausjärjestelmät tarjoavat korkean reaaliaikaisen-suorituskyvyn, mikä mahdollistaa nopean reagoinnin paikan päällä tapahtuvaan-ympäristön muutoksiin ja ennalta määritettyjen ohjausstrategioiden nopean käyttöönoton.

(2) Korkea vakaus: PLC-ohjausjärjestelmien ohjausalgoritmit ovat vakaita, eivätkä ulkoiset tekijät, kuten sähkömagneettiset häiriöt, lämpötilan muutokset ja virransyötön vaihtelut, vaikuta niihin, mikä varmistaa järjestelmän luotettavuuden.

(3) Vahva joustavuus: PLC-ohjausjärjestelmien ohjelmia voidaan muokata ja päivittää milloin tahansa mukautumaan erilaisiin ohjausolosuhteisiin ja vaatimuksiin.

(4) Helppo ohjelmointi: PLC-ohjausjärjestelmien ohjelmointikielet ovat yksinkertaisia ​​ja helppo oppia, mikä mahdollistaa nopean ja kätevän ohjelmien suunnittelun, muokkaamisen ja virheenkorjauksen.

(5) Helppo laajennettavuus: PLC-ohjausjärjestelmien laitteistot ja ohjelmistot tukevat joustavaa laajentamista, ja erilaisia ​​I/O-moduuleja, tietoliikennemoduuleja ja muita komponentteja voidaan konfiguroida tarpeen mukaan.

III. DCS ohjausjärjestelmä

Määritelmä ja toimintaperiaate

DCS-ohjausjärjestelmä, joka tunnetaan myös nimellä hajautettu ohjausjärjestelmä, on uuden sukupolven mikroprosessoreihin perustuva instrumenttien ohjausjärjestelmä, joka ottaa käyttöön hajautettujen ohjaustoimintojen, keskitetyn näytön ja toiminnan suunnitteluperiaatteet sekä hajautetun autonomian ja integroidun koordinoinnin yhdistelmän. Se on monitasoinen tietoliikenneverkko, joka koostuu pääasiassa prosessinohjaustasosta ja prosessinvalvontatasosta, ja joka yhdistää neljä C-tekniikkaa: tietokone, viestintä, CRT (Cathode Ray Tube) -näyttö ja ohjaus.

Ominaisuudet

(1) Korkea luotettavuus: The DCS adopts a redundant structural design, and the failure of a single computer device will not cause disorder in the entire system.

(2) Avoimuus: Se ottaa käyttöön systemaattisen, modulaarisen ja standardoidun avoimen alustan, ja kaikki toisiinsa yhdistetyt tietokonejärjestelmät voivat toteuttaa keskitetyn yhteenliittämisen ja pääsyn viestintävälineiden, kuten Ethernetin, kautta.

(3) Joustava kokoonpano: DCS mahdollistaa järjestelmämoduulien lisäämisen tai pienentämisen todellisten tarpeiden mukaan joustavan konfiguroinnin saavuttamiseksi.

(4) Modulaarinen muotoilu: Kaikki ydinlaitteet, mukaan lukien prosessorit, virtalähteet, I/O-moduulit, tietoliikennemoduulit ja AI/AO-moduulit, ovat modulaarisia, mikä parantaa järjestelmän laajennettavuutta ja ylläpidettävyyttä.

IV. FCS-ohjausjärjestelmä

Määritelmä ja toimintaperiaate

Fieldbus Control System (FCS) on uuden sukupolven ohjausjärjestelmä, joka on kehitetty DCS:stä ja PLC:stä. Se käyttää kenttäväylätekniikkaa älykkäiden paikan päällä olevien-laitteiden ja automaatiojärjestelmien yhdistämiseksi täysin hajautettuun viestintäverkkoon, jossa on kaksisuuntainen-siirto ja monihaarainen rakenne.

Ominaisuudet

(1) Paikan päällä oleva-viestintäverkko: FCS käyttää kenttäväylätekniikkaa digitaalisen viestinnän toteuttamiseksi älykkäiden paikan päällä olevien laitteiden ja automaatiojärjestelmien välillä.

(2) Laitteiden yhteenliittäminen ja yhteentoimivuus: FCS tukee eri valmistajien valmistamien laitteiden yhteenliittämistä ja yhteentoimivuutta, mikä vähentää järjestelmäintegraation kustannuksia.

(3) Hajautetut toimintolohkot: FCS jakaa ohjaustoiminnot erilaisille{0}}paikan päällä oleville laitteille, mikä parantaa järjestelmän luotettavuutta ja joustavuutta.

(4) Virransyöttö tietoliikennelinjojen kautta: FCS tukee virransyöttöä-paikan päällä oleville laitteille tietoliikennelinjojen kautta, mikä yksinkertaistaa järjestelmän johdotusta.

V. PLC-, DCS- ja FCS-ohjausjärjestelmien vertailu

Rakenteellinen koostumus

PLC koostuu pääasiassa CPU-moduulista, tulomoduuleista, lähtömoduuleista ja ohjelmointilaitteista; DCS on tietoliikenneverkon linkitetty monitasoinen tietokonejärjestelmä, joka koostuu prosessin ohjaustasosta ja prosessin valvontatasosta. FCS, joka on kehitetty DCS:stä ja PLC:stä, käyttää kenttäväylätekniikkaa älykkäiden paikan päällä olevien laitteiden ja automaatiojärjestelmien yhdistämiseen.

Toiminnalliset ominaisuudet

PLC:ssä on erinomainen reaaliaikainen{0}}suorituskyky, korkea vakaus, vahva joustavuus, helppo ohjelmointi ja helppo laajennettavuus; DCS:lle on ominaista korkea luotettavuus, avoimuus, joustava kokoonpano ja modulaarinen rakenne; FCS:llä on paikan päällä olevan-viestintäverkon, laitteiden yhteenliittämisen ja yhteentoimivuuden, hajautettujen toimintolohkojen ja virransyötön ominaisuudet tietoliikennelinjojen kautta.

Sovellettavat skenaariot

PLC soveltuu pienten{0}}automaattisten tuotantolinjojen ja laitteiden ohjaamiseen. DCS soveltuu laajamittaiseen-teollisuuden prosessien ohjaukseen ja hallintaan, kuten kemian-, sähkö-, metallurgian ja muilla aloilla. FCS soveltuu paremmin monimutkaisiin teollisuusautomaatiojärjestelmiin, jotka edellyttävät paikan päällä olevien laitteiden yhteenliittämistä ja yhteentoimivuutta.

VI. Johtopäätös

PLC-, DCS- ja FCS-ohjausjärjestelmillä on kullakin omat ominaisuutensa ja niillä on tärkeä rooli teollisuusautomaation alalla. Vertailemalla niiden rakenteellista koostumusta, toiminnallisia ominaisuuksia ja soveltuvia skenaarioita voimme valita sopivimman ohjausratkaisun todellisten tarpeiden mukaan. Teollisuusautomaation jatkuvan kehityksen myötä näillä kolmella ohjausjärjestelmällä on edelleen tärkeä rooli, ja niitä uudistetaan ja parannetaan jatkuvasti.