So wählen Sie zwischen SPS- und DCS -Systemen

SPS und DCS

Plc

• Es hat sich von der Schaltregelung auf sequentielle Steuerung, Transportverarbeitung und multifunktionale Funktionen wie kontinuierlicher PID -Steuerung von unten nach oben und PID entwickelt.
• Ein PC kann als Master -Station und mehrere SPS wie die Sklavenstation verwendet werden.
• Ein SPS kann auch als Master -Station verwendet werden, und mehrere SPS desselben Typs können als Sklaven verwendet werden, um ein SPS -Netzwerk zu bilden. Dies ist bequemer als die Verwendung eines PCs wie der Master ist: Es gibt Benutzerprogrammierung, müssen das Kommunikationsprotokoll nicht kennen, solange das Format des Handbuchs zum Schreiben ist.
• SPS-Gitter sowohl als eigenständiger DCs können auch als Subsystem der DCs verwendet werden.
• PLCs werden hauptsächlich zur sequentiellen Kontrolle von industriellen Prozessen verwendet, und neue SPS haben auch Kontrollfunktionen mit geschlossenem Schleifen.

DCS

• Dezentrales Steuerungssystem DCS ist eine Überwachungs- und Steuerungstechnologie, die 4C -Technologien (Kommunikation, Computer, Steuerung, CRT) kombiniert.
• Von oben nach unten in der Baumtopologie des großen Systems, in dem Kommunikation der Schlüssel ist.
• PID In der Interrupt -Station ist die Interrupt -Station -Link -Computer- und Feldinstrumentations- und Steuergeräte eine Baumtopologie und eine parallele kontinuierliche Verbindungsstruktur, aber auch eine große Anzahl von Kabeln aus der Interrupt -Station parallel zur Feldinstrumentation.
• Analoge Signale A/D - D/A, gemischt mit Mikroprozessor.
• Ein Paar Drähte von einem Instrument zum E/A wird von der Kontrollstation an den Lan -Lan angeschlossen.
• DCS ist eine 3- -Spegelstruktur der Steuerung (Ingenieurstation), Betrieb (Bedienstation) und Feldinstrumente (Feldmessung und Steuerstation). Es wird für eine kontinuierliche Prozesskontrolle in großem Maßstab wie Petrochemikalien verwendet.

So wählen Sie zwischen SPS und DCS

Im programmierbaren Logik -Controller (PLC) und des dezentralen Steuerungssystems (DCS) zwischen der Auswahl, um die spezifischen Umstände zu analysieren, da die Anwendung verschiedener Anlässe auch die Anforderungen des Steuerungssystems unterschiedlich sind.

Steuerungssystemplattformen können sich auf die Art und Weise auswirken, wie Automatisierungssysteme die Notwendigkeit erfüllen, die Produktion zu optimieren, die Verfügbarkeit aufrechtzuerhalten und auf Daten zuzugreifen. Ein Mangel an Sicht bei der Auswahl eines Kontrollsystems kann sich auch auf die zukünftige Expansion, Prozessoptimierung, Benutzerzufriedenheit und die Rentabilität des Unternehmens auswirken. Zusätzlich zu einigen grundlegenden Richtlinien (z. B. wie man den Prozess steuert) muss das Designteam auch eine Vielzahl von Faktoren in Bezug auf Installation, Skalierbarkeit, Wartung und Unterhalt berücksichtigen.

Während ein SPS-System für eine kleine Einrichtung möglicherweise am kostengünstigsten ist, bietet ein DCS-System mehr wirtschaftliche Skalierbarkeit und liefert eher eine höhere Rendite für die anfängliche Investition.

Ein SPS ist ein industrieller Computer, der zur Steuerung von Herstellungsverfahren wie Robotik, Hochgeschwindigkeitsverpackungen, Abfüllung und Bewegungssteuerung verwendet wird. In den letzten 20 Jahren haben PLCs mehr Funktionen hinzugefügt, um mehr Vorteile für kleinere Pflanzen und Installationen zu erzielen.

SPS agieren normalerweise als eigenständige Systeme, können aber auch in andere Systeme integriert und über Kommunikation miteinander verbunden werden. Da jede SPS über eine eigene Datenbank verfügt, erfordert die Integration eine gewisse Zuordnung zwischen Controllern. Dies macht SPS besonders geeignet für kleinere Anwendungen, bei denen es kaum Expansionsbedürfnisse besteht.

DCS-Systeme dezentralen Controllern im Automatisierungssystem hingegen und bieten gemeinsame Schnittstellen, erweiterte Steuerelemente, Datenbanken auf Systemebene und leicht gemeinsam genutzte Informationen. Traditionell wurden DCS hauptsächlich in Prozessprozessen und in relativ großen Pflanzen eingesetzt, in denen größere Systemanwendungen im gesamten Lebenszyklus der Anlage leichter aufrechterhalten werden können.

PLC wird aus dem Relay -Steuerungsprinzip entwickelt, um Anweisungen für die Durchführung von Operationen wie Logikvorgängen, Sequenzkontrolle, Timing, Zählung und Arithmetik zu speichern. und um verschiedene Arten von Maschinen oder Produktionsprozessen durch digitale Eingangs- und Ausgangsvorgänge zu steuern. Das vom Benutzer erstellte Steuerungsprogramm drückt die Prozessanforderungen des Produktionsprozesses aus und wird im Benutzerprogrammspeicher der SPS im Voraus gespeichert. Während des Betriebs wird das Programm gemäß dem Inhalt des gespeicherten Programms nach Leitung ausgeführt, um die vom Prozess erforderlichen Vorgänge abzuschließen.

Vergleich der SPS- und DCS -Engineering -Analyse

Die CPU von PLC hat einen Hinweis auf die Programmschrittspeicheradresse des Programmzählers im Programmbetrieb. Die Ausführung eines Schritts des Zähler Sequentielle Ausführung in den letzten Schritt (normalerweise Endanweisung) und dann zum Startschritt des zyklischen Betriebs zurückkehren.

SPS Jeder Zyklus, um den Betrieb der erforderlichen Zeit zu vervollständigen, wird als Scan -Zyklus bezeichnet. Verschiedene SPS -Modelle haben zyklische Scan -Zyklen von 1 Mikrosekunden- bis Zehnmikrosekunden. Der Programm zielt auf einen solchen zyklischen Betrieb, der in DCS nicht verfügbar ist. Dies macht SPS weniger überflüssig als DCSS.

DCS wurde auf der Grundlage von operativen Verstärkern entwickelt. Die Beziehung zwischen allen Funktionen und Prozessvariablen wird zu Funktionsblöcken (einige DCS -Systeme werden als Expansionsblöcke bezeichnet) gemacht). Der Hauptunterschied zwischen der Leistung von DCs und SPS liegt in der Logik des Schaltlösers und der analogen Operationen, auch wenn die beiden später ein wenig ineinander eindringen, aber es gibt immer noch einen Unterschied.

Nach den 80er Jahren wurde PLC zusätzlich zu den Logikoperationen die Steuerschleife mit der Algorithmusfunktion erheblich verbessert, aber die SPS -Programmierung mit Leiterdiagrammen ist analoge Operationen in der Programmierung nicht sehr intuitiv. Die Programmierung ist problematisch. In Bezug auf die Lösung der Logik zeigt dies jedoch den Vorteil des Fasten in der Mikrosekundenskala, und das Lösen von 1K -Logikprogramm beträgt weniger als 1 Millisekunde. Es behandelt alle Eingänge als Schalter mit 16 Bit (oder 32 Bit) als Analogon.

DCS behandelt alle Eingänge als analog und 1 Bit ist ein Schalter. Die Lösung einer Logik erfolgt in der Größenordnung von Hunderten von Mikrosekunden in Millisekunden. Damit eine SPS die Lösung eines PID -Betriebs in der Reihenfolge von zehn Millisekunden erfolgt, ist dies mit der Rechenzeit des DCS vergleichbar.

In Bezug auf den Erdungswiderstand benötigt die SPS möglicherweise nicht viel, aber die DCs müssen unter einigen Ohm (normalerweise unter 4 Ohm) liegen. Die analoge Isolierung ist ebenfalls sehr wichtig.

Die gleiche Anzahl von E / O -Systemen des Systems mit SPS wie bei DCs sind die Kosten niedriger (etwa 40% der Einsparungen). SPS verfügt nicht über eine dedizierte Bedienungsstation. Sie verwendet die Software und die Hardware sind häufig, sodass die Wartungskosten viel niedriger sind als DCs. Wenn das zu steuerende Objekt hauptsächlich eine Gerätekette ist, ist die Schaltung relativ gering, die Verwendung von SPS ist angemessener.

Wenn die analoge Hauptsteuerung und viele Funktionsvorgänge der Fall ist, verwenden Sie DCs am besten. DCs im Controller, I / O-Boards, Kommunikationsnetzwerke wie Redundanz, einige der fortschrittlichen Computer-, branchenspezifischen Anforderungen als der SPS sind viel besser als die SPS. SPS Aufgrund der Verwendung gemeinsamer Überwachungssoftware im Design des Management -Informationssystems des Unternehmens ist es für einige einfacher.

SPS- und DCS -Systeme sind im Allgemeinen für diskrete und Prozessherstellung anwendbar. Diskrete Fertigungsanlagen, die SPS -Systeme verwenden, bestehen im Allgemeinen aus einzelnen Produktionseinheiten, die hauptsächlich zur Vervollständigung der Montage von Komponenten wie Kennzeichnung, Füllung oder Schleifen verwendet werden. Prozessherstellungseinrichtungen, die typischerweise automatisierte Systeme verwenden, produzieren in einem kontinuierlichen und stapeligen Modus entsprechend den Rezepten und nicht nach Stückbasis. Große kontinuierliche Prozessanlagen wie Raffinerien und Chemieanlagen verwenden DCS -Automatisierungssysteme. Hybridanwendungen verwenden häufig sowohl SPS -Systeme als auch DCS -Systeme. Die Auswahl eines Controllers für eine bestimmte Anwendung erfordert die Betrachtung der Größe des Prozesses, der Skalierbarkeit und zukünftigen Upgrade -Pläne, der Integrationsanforderungen, der Funktionalität, der hohen Verfügbarkeit und der Investitionsrendite im gesamten Lebenszyklus der Anlagenanlage unter anderem.

Relevante Elemente, die beeinflussen, wie sie wählen sollen

Prozessgröße:Wie viele Eingangs-/Ausgangspunkte (E/A) werden benötigt? Kleinere Systeme (<300 I/O points) may have a smaller budget and therefore be better suited with a PLC system. Trying to apply a DCS system to smaller projects is not really easy, on the contrary, it is more functional in large plant applications. With a global database, DCS systems are easier to manage and upgrade, and any changes are global in nature.

Upgradeplanung:Ein SPS -System kann auf kleinere industrielle Prozesse angewendet werden. Wenn der Prozess jedoch erweitert oder verbessert werden muss, müssen mehr SPS -Hardware und Datenbanken hinzugefügt und individuell verwaltet werden. Dies ist ein zeitaufwändiger, arbeitsintensiver und fehleranfälliger Prozess. DCS -Systeme sind einfacher zu aktualisieren. Beispielsweise können Benutzer -Hersteller von einem zentralisierten Hub aus verwaltet werden und sind daher einfacher zu warten und zu dienen.

Integrationsanforderungen:Für eigenständige Installationen sind SPS-Systeme ideal. Wenn eine Anlage mit mehreren SPS -Systemen konfiguriert ist, ergibt sich die Anforderung an die Interkonnektivität. Dies ist im Allgemeinen schwierig zu erreichen, da es normalerweise zu einer Abbildung von Daten mithilfe von Kommunikationsprotokollen erforderlich ist. Die Integration ist natürlich kein Problem, aber wenn Änderungen erforderlich sind, ist der Benutzer in Schwierigkeiten: Wenn eine Änderung an einem SPS -System vorgenommen wird, können die beiden SPS möglicherweise nicht ordnungsgemäß kommunizieren, da die Datenzuordnung betroffen ist. Für DCS -Systeme sind keine Zuordnung erforderlich. Konfigurationsänderungen sind ein einfacher Prozess. Der Controller wird mit dem System geliefert.

Hohe Verfügbarkeit:Für Prozesse mit hohen Verfügbarkeitsanforderungen können DCS -Systeme redundante Konfigurationen bereitstellen. Effizienz und einfache Verwirklichung von Redundanz sind entscheidend, um die Kosten innerhalb des Budgets zu halten.

Funktionale Anforderungen:Einige Branchen und Einrichtungen erfordern historische Datenbanken, optimiertes Alarmmanagement und zentrale Kontrollräume, die mit gemeinsamen Benutzeroberflächen konfiguriert sind. Andere erfordern die Integration, fortschrittliche Steuerelemente und das Vermögensverwaltung. DCS -Systeme haben diese Anwendungen integriert, sodass sie zu Automatisierungs -Engineering -Anwendungen hinzufügen können, ohne zusätzliche eigenständige Server oder erhöhte Integrationskosten zu erfordern. In dieser Hinsicht sind DCS -Systeme wirtschaftlicher und können die Produktivität steigern und das Risiko verringern.

Lebenszyklus -ROI:Die Bedürfnisse der Einrichtung variieren von Industrie zu Industrie. Für kleinere Prozessingenieurwesen, bei denen keine Expansion oder Integration in andere Prozessbereiche erforderlich ist, bieten SPS -Systeme einen besseren ROI. DCS -Systeme haben möglicherweise höher installierte Kosten, aber die erhöhten Produktions- und Sicherheitsvorteile eines DCS -Systems gleichen einige dieser Kosten aus, wenn sie aus Sicht des Lebenszyklus aus betrachtet werden. Das Ausgleich von kurzfristigen Bedürfnissen mit langfristiger Sicht ist entscheidend für die operative Gewissheit und einen verbesserten Anlagenbetrieb und -wart.