I. Einleitung
Im Bereich der industriellen Automatisierung sind SPS (Programmable Logic Controller) und DDC (Direct Digital Control) zwei häufig verwendete Steuerungssysteme. Jedes verfügt über einzigartige Funktionsprinzipien, Funktionsmerkmale und anwendbare Szenarien und bietet vielfältige Lösungen für die industrielle Automatisierung. In diesem Dokument werden detaillierte Definitionen und Funktionsanalysen von PLC und DDC bereitgestellt, wobei der Schwerpunkt auf der Untersuchung ihrer Unterschiede liegt.
II. Definition, Eigenschaften und Anwendungen von SPS
Definition
Eine SPS ist ein digitales elektronisches System, das speziell für industrielle Anwendungen entwickelt wurde. Es nutzt einen programmierbaren Speicher zum Speichern von Anweisungen zur Ausführung logischer Operationen, zur sequentiellen Steuerung, zum Timing, zum Zählen und für arithmetische Berechnungen. Über digitale oder analoge Ein- und Ausgänge steuert es verschiedene Arten von Maschinen oder Produktionsprozessen.
Eigenschaften
(1) Hervorragende Echtzeitleistung:SPS verfügen über robuste Echtzeitverarbeitungsfähigkeiten, die eine schnelle Reaktion auf Änderungen in der Feldumgebung und die Implementierung entsprechender Steuerungsstrategien ermöglichen.
(2) Hohe Stabilität:SPS sind modular aufgebaut und bieten hohe Stabilität und Zuverlässigkeit für den dauerhaften Betrieb in rauen Industrieumgebungen.
(3) Flexibilität:SPS-Steuerungsprogramme können entsprechend den tatsächlichen Anforderungen geschrieben und geändert werden und passen sich so unterschiedlichen Steuerungsanforderungen an.
(4) Einfache Programmierung:SPS nutzen eine auf Steuerungsprozesse ausgerichtete Programmierung in „natürlicher Sprache“, wodurch die Programmierung unkompliziert, leicht verständlich und leicht zu erlernen und zu beherrschen ist.
(5) Skalierbar:Sowohl Hardware- als auch Softwarekomponenten von SPS können erweitert werden, um industrielle Automatisierungssysteme unterschiedlicher Größenordnung und Komplexität zu ermöglichen.
Anwendungen
SPS werden in zahlreichen Bereichen der industriellen Automatisierung eingesetzt, darunter Maschinenbau, chemische Verarbeitung, Energieerzeugung und Metallurgie. Sie steuern den Betriebsstatus mechanischer Geräte, überwachen Betriebsparameter und passen Betriebseinstellungen an, um die Produktionseffizienz zu steigern und die Herstellungskosten zu senken.
III. Definition, Eigenschaften und Anwendungen von DDC
Definition
DDC ist ein System, das Computer nutzt, um eine automatisierte Steuerung von Produktionsprozessen zu erreichen. Es verwendet einen Computer oder eine Steuerung, um gesteuerte Parameter zu erkennen, Berechnungen auf der Grundlage von Sollwerten und Steuerungsalgorithmen durchzuführen und die Ergebnisse dann an Aktoren auszugeben, um den Produktionsprozess zu regulieren und die gesteuerten Parameter auf vorgegebenen Werten zu stabilisieren. DDC wird häufig zur Überwachung und Steuerung von Gebäudesystemen verwendet, beispielsweise zur zentralen Verwaltung von Beleuchtungs-, Klima-, Heizungs- und Lüftungsgeräten.
Eigenschaften
(1) Direkte Steuerung:DDC-Systeme steuern Feldgeräte direkt ohne zusätzliche Zwischenhändler und verbessern so die Reaktionsfähigkeit und Effizienz der Steuerung.
(2) Digitale Steuerung:DDC-Systeme nutzen digitale Signale und Computertechnologie und bieten hohe Präzision und Zuverlässigkeit.
(3) Verwaltbarkeit:Durch die Fernüberwachung und -verwaltung über Netzwerke können Benutzer jederzeit den Systemstatus überwachen.
(4) Hohe Flexibilität:Steuerungsstrategien können dynamisch an unterschiedliche betriebliche Anforderungen angepasst werden.
Anwendungen
DDC-Systeme werden hauptsächlich in Gebäudeüberwachungs- und -steuerungsanwendungen eingesetzt, darunter intelligente Gebäude, Bürokomplexe und Krankenhäuser. Sie regeln Beleuchtungs-, HVAC- und Lüftungssysteme, um den Komfort der Bewohner zu erhöhen und die Energieeffizienz zu optimieren.
IV. Unterschiede zwischen SPS und DDC
Ursprünge und Entwicklung
SPS wurde ursprünglich ausschließlich als Ersatz für komplexe Relaisschaltungen entwickelt, während DDC aus der SPS-Technologie hervorgegangen ist und von Herstellern speziell für den Gebäudeautomationsmarkt entwickelt wurde. DDC umfasst intern vorprogrammierte Funktionen mit anderen Leistungsmerkmalen, die der SPS ähneln.
Struktur und Zusammensetzung
SPS fungieren als Steuerungen und werden typischerweise zur zentralen Steuerung an bestimmten Punkten in Produktionslinien eingesetzt. Systeme aus SPS sind über Feldbusnetzwerke miteinander verbunden. DDC implementiert jedoch eine verteilte Steuerung durch eine hierarchische Systemarchitektur, die Punkt{2}}zu{3}}Kommunikation ermöglicht.
Kommunikationsprotokolle
SPS unterstützen gängige Konfigurationssoftware, die eine hohe Offenheit bietet und die Integration mit Geräten von Drittanbietern erleichtert. Ihre Netzwerkprotokolle entsprechen in der Regel industriellen Feldbusstandards. Im Gegensatz dazu ist die Konfigurationssoftware der DDC-Hersteller proprietär und integriert im Allgemeinen nur Geräte, die die Protokolle Lonworks und BACnet verwenden. Diese Protokolle eignen sich vor allem für Gebäudesteuerungsgeräte, während industrielle Steuerungsgeräte sie normalerweise nicht unterstützen.
Anwendungsszenarien
SPS werden häufig in verschiedenen Bereichen der industriellen Automatisierung eingesetzt, darunter im Maschinenbau, in der chemischen Verarbeitung, in der Energieerzeugung und in der Metallurgie. DDC-Systeme hingegen werden hauptsächlich in Gebäudeüberwachungs- und -steuerungsbereichen wie intelligenten Gebäuden, Bürokomplexen und Krankenhäusern eingesetzt.
V. Zusammenfassung
Als zwei zentrale Steuerungssysteme in der industriellen Automatisierung verfügen SPS und DDC jeweils über unterschiedliche Eigenschaften und Vorteile. Die SPS nutzt ihre robusten Echtzeitverarbeitungsfähigkeiten, Stabilität und Flexibilität für eine breite Anwendung in verschiedenen Bereichen der industriellen Automatisierung. Im Gegensatz dazu zeichnet sich DDC durch seine Funktionen zur direkten Steuerung, digitalen Steuerung und Verwaltbarkeit bei der Gebäudeüberwachung und -steuerung aus. Das Verständnis dieser Unterschiede ermöglicht eine fundiertere Auswahl und Nutzung dieser Steuerungssysteme, um den unterschiedlichen Anforderungen der industriellen Automatisierung gerecht zu werden.