I. INLEIDING
In het moderne industriële automatiseringsbesturingssysteem zijn PLC (Programmable Logic Controller), DCS (Distributed Control System) en FCS (Fieldbus Control System) de drie veelgebruikte besturingsschema's. Elk van hen heeft een uniek werkingsprincipe, functionele kenmerken en toepasbare scenario's, waardoor gediversifieerde oplossingen voor industriële automatisering worden geboden. In dit artikel zullen we deze drie besturingssystemen in detail analyseren en vergelijken, zodat lezers de verschillen en verbindingen daartussen beter kunnen begrijpen.
II.PLC-besturingssysteem
Definitie en werkingsprincipe
PLC-besturingssysteem is een soort programmabesturingsapparatuur, die de status van invoer-/uitvoersignalen (I/O) bestuurt via vooraf- geschreven programma's, om de automatische besturing, bewaking en werking van apparatuur op- locatie te realiseren. PLC bestaat voornamelijk uit een CPU-module, invoermodule, uitvoermodule en programmeerapparaat, en het werkingsprincipe omvat drie fasen van verwerving van invoersignalen en programma-uitvoering en uitgangscontrole.
Functionele kenmerken
(1) Goede realtime-:Het PLC-besturingssysteem heeft goede realtime- prestaties, die snel kunnen reageren op veranderingen in de veldomgeving en snel de vooraf ingestelde besturingsstrategie kunnen realiseren.
(2) Hoge stabiliteit:Het besturingsalgoritme van het PLC-besturingssysteem is stabiel en wordt niet beïnvloed door externe elektromagnetische interferentie, temperatuurveranderingen, schommelingen in de stroomvoorziening en andere factoren om de betrouwbaarheid van het systeem te garanderen.
(3) Flexibiliteit:het programma van het PLC-besturingssysteem kan op elk moment worden gewijzigd en bijgewerkt en kan worden aangepast aan verschillende besturingsomstandigheden en besturingsvereisten.
(4) eenvoudig te programmeren:De programmeertaal van het PLC-besturingssysteem is eenvoudig en gemakkelijk te leren, het ontwerpen, aanpassen en debuggen van programma's is handig en snel.
(5) eenvoudig uit te breiden:De hardware en software van het PLC-besturingssysteem kunnen flexibel worden uitgebreid, afhankelijk van de vereisten van de configuratie van verschillende invoer- en uitvoermodules, communicatiemodules enzovoort.
III. DCS-besturingssysteem
Definitie en werkingsprincipe
Het DCS-besturingssysteem, ook bekend als gecentraliseerd distributiebesturingssysteem, is een microprocessor-gebaseerd, gedecentraliseerde besturingsfuncties, gecentraliseerde weergavebediening, waarbij rekening wordt gehouden met de ontwerpprincipes van autonome en uitgebreide coördinatie van een nieuwe generatie instrumentatiebesturingssystemen. Het bestaat voornamelijk uit procescontroleniveau en procesmonitoringniveau, met een communicatienetwerk als de link van een computersysteem met meerdere -niveaus, geïntegreerde computer (computer), communicatie (communicatie), weergave (CRT) en besturing (controle) en andere 4C-technologie.
Functies
(1) Hoge betrouwbaarheid:DCS-systeemstructuur met behulp van een redundant ontwerp, een computerstoring op een enkel apparaat zal niet leiden tot de hele systeemstoornis.
(2) Openheid:Door het gebruik van een systematisch, modulair, gestandaardiseerd open platform kunnen alle onderling verbonden computersystemen worden gerealiseerd via Ethernet en andere communicatiemiddelen voor gecentraliseerde interconnectie en interconnectietoegang.
(3) Flexibele configuratie:Het DCS-systeem kan systeemmodules toevoegen of verkleinen op basis van de werkelijke vraag om een flexibele configuratie te realiseren.
(4) Gemodulariseerd ontwerp:Alle kernapparatuur heeft een gemodulariseerd ontwerp, inclusief processor, voeding, I/O-module, communicatiemodule en AI/AO-module, enz., wat de uitbreidbaarheid en onderhoudbaarheid van het systeem verbetert.
IV. FCS-controlesysteem
Definitie en werkingsprincipe
FCS-besturingssysteem is de afkorting van veldbusbesturingssysteem, een besturingssysteem van de nieuwe generatie, ontwikkeld op basis van DCS en PLC. Het maakt gebruik van veldbustechnologie om intelligente veldapparatuur en een automatiseringssysteem te verbinden tot een volledig gedecentraliseerd, bidirectioneel transmissie- en multi-communicatienetwerk met meerdere vestigingen.
Functies
(1) Veldcommunicatienetwerk:FCS maakt gebruik van veldbustechnologie om digitale communicatie tussen intelligente veldapparatuur en automatiseringssystemen te realiseren.
(2)Interconnectie en interoperabiliteit van apparaten:FCS ondersteunt de interconnectie en interoperabiliteit tussen apparaten die door verschillende fabrikanten zijn geproduceerd, waardoor de systeemintegratiekosten worden verlaagd.
(3)Gedecentraliseerde functieblokken:FCS decentraliseert de besturingsfuncties naar individuele veldapparaten, waardoor de systeembetrouwbaarheid en flexibiliteit worden verbeterd.
(4) Voeding communicatielijn:FCS ondersteunt de stroomvoorziening voor veldapparatuur via communicatielijnen, waardoor de systeembedrading wordt vereenvoudigd.
V. Vergelijking van PLC-, DCS- en FCS-besturingssystemen
Structuur
PLC bestaat voornamelijk uit CPU-modules, invoermodules, uitvoermodules en programmeerapparaten; DCS is een computersysteem met meerdere- niveaus, bestaande uit procescontroleniveau en procesmonitoringniveau met een communicatienetwerk als link; FCS is ontwikkeld vanuit DCS en PLC, waarbij gebruik wordt gemaakt van veldbustechnologie om intelligente veldapparatuur en automatiseringssystemen met elkaar te verbinden.
Functionele kenmerken
PLC heeft de kenmerken van goede real-time, hoge stabiliteit, flexibiliteit, eenvoudige programmering en gemakkelijke uitbreiding; DCS heeft de kenmerken van hoge betrouwbaarheid, openheid, flexibele configuratie en modulair ontwerp; FCS heeft de kenmerken van een on-communicatienetwerk, onderlinge verbinding en interoperabiliteit van apparatuur, gedecentraliseerde functieblokken en voeding voor communicatielijnen.
Toepasselijke scenario's
PLC is geschikt voor kleine geautomatiseerde productielijnen en apparatuurbesturing; DCS is geschikt voor grootschalige industriële procescontrole en -beheer-, zoals de chemische industrie, elektriciteit, metallurgie en andere gebieden; FCS is meer geschikt voor de noodzaak om de onderlinge verbinding van veldapparatuur en de interoperabiliteit van complexe industriële automatiseringssystemen te realiseren.
VI. Samenvatting
PLC-, DCS- en FCS-besturingssystemen hebben hun eigen kenmerken en spelen een belangrijke rol op het gebied van industriële automatisering. Door hun structurele samenstelling, functionele kenmerken en toepasbare scenario’s te vergelijken, kunnen we het meest geschikte besturingsprogramma kiezen op basis van de werkelijke behoeften. Met de voortdurende ontwikkeling van de industriële automatisering zullen deze drie besturingssystemen een belangrijke rol blijven spelen en blijven innoveren en verbeteren.