I. INTRODUCCIÓN
En el sistema de control de automatización industrial moderno, PLC (controlador lógico programable), DCS (sistema de control distribuido) y FCS (sistema de control de bus de campo) son los tres esquemas de control más utilizados. Cada uno de ellos tiene un principio de funcionamiento, características funcionales y escenarios aplicables únicos, proporcionando soluciones diversificadas para la automatización industrial. En este artículo, analizaremos y compararemos estos tres sistemas de control en detalle para que los lectores puedan comprender mejor las diferencias y conexiones entre ellos.
II.Sistema de control PLC
Definición y principio de funcionamiento.
El sistema de control PLC es un tipo de equipo de control de programas que controla el estado de las señales de entrada/salida (E/S) a través de programas escritos previamente, para realizar el control, monitoreo y operación automáticos de los equipos en el sitio. El PLC se compone principalmente de un módulo de CPU, un módulo de entrada, un módulo de salida y un dispositivo de programación, y su principio de funcionamiento incluye tres fases de adquisición de señales de entrada, ejecución de programas y salida. control.
Características funcionales
(1) Buen tiempo-real:El sistema de control PLC tiene un buen rendimiento-en tiempo real, lo que puede responder rápidamente a los cambios en el entorno de campo y realizar rápidamente la estrategia de control preestablecida.
(2) Alta estabilidad:El algoritmo de control del sistema de control PLC es estable y no se ve afectado por interferencias electromagnéticas externas, cambios de temperatura, fluctuaciones del suministro de energía y otros factores para garantizar la confiabilidad del sistema.
(3) Flexibilidad:El programa del sistema de control PLC se puede modificar y actualizar en cualquier momento y puede adaptarse a diferentes condiciones y requisitos de control.
(4) fácil de programar:El lenguaje de programación del sistema de control PLC es simple y fácil de aprender, el diseño, modificación y depuración del programa es conveniente y rápido.
(5) fácil de ampliar:El hardware y el software del sistema de control PLC se pueden ampliar de manera flexible, según los requisitos de configuración de diferentes módulos de entrada y salida, módulos de comunicación, etc.
III. sistema de control DCS
Definición y principio de funcionamiento.
El sistema de control DCS, también conocido como sistema de control de distribución centralizado, es un microprocesador-basado en funciones de control descentralizadas, operación de visualización centralizada, teniendo en cuenta los principios de diseño de coordinación autónoma e integral de una nueva generación de sistema de control de instrumentación. Se compone principalmente de un nivel de control de procesos y un nivel de monitoreo de procesos, con la red de comunicación como enlace del sistema informático multi-nivel, computadora integrada (Computadora), comunicación (Comunicación), visualización (CRT) y control (Control) y otras tecnologías 4C.
Características
(1) Alta confiabilidad:La estructura del sistema DCS utiliza un diseño redundante, una falla en la computadora de un solo dispositivo no provocará un desorden en todo el sistema.
(2) Apertura:Mediante el uso de una plataforma abierta sistemática, modular y estandarizada, todos los sistemas informáticos interconectados se pueden lograr a través de Ethernet y otros medios de comunicación de interconexión centralizada y acceso a la interconexión.
(3) Configuración flexible:El sistema DCS puede agregar o reducir módulos del sistema según la demanda real para realizar una configuración flexible.
(4) Diseño modularizado:Todo el equipo principal adopta un diseño modularizado, incluido el procesador, la fuente de alimentación, el módulo de E/S, el módulo de comunicación y el módulo AI/AO, etc., lo que mejora la capacidad de expansión y mantenimiento del sistema.
IV. Sistema de control FCS
Definición y principio de funcionamiento.
El sistema de control FCS es la abreviatura de sistema de control de bus de campo, que es un sistema de control de nueva generación desarrollado a partir de DCS y PLC. Adopta tecnología de bus de campo para conectar dispositivos de campo inteligentes y sistemas de automatización en una red de comunicación con estructura de múltiples ramas, transmisión bidireccional y totalmente descentralizada.
Características
(1) Red de comunicación de campo:FCS adopta la tecnología de bus de campo para realizar la comunicación digital entre dispositivos de campo inteligentes y sistemas de automatización.
(2) Interconexión e interoperabilidad de dispositivos:FCS admite la interconexión y la interoperabilidad entre dispositivos producidos por diferentes fabricantes, lo que reduce los costos de integración del sistema.
(3) Bloques de funciones descentralizados:FCS descentraliza las funciones de control a dispositivos de campo individuales, mejorando la confiabilidad y flexibilidad del sistema.
(4) Fuente de alimentación de la línea de comunicación:FCS admite el suministro de energía para dispositivos de campo a través de líneas de comunicación, lo que simplifica el cableado del sistema.
V. Comparación de sistemas de control PLC, DCS y FCS
Estructura
El PLC se compone principalmente de módulos de CPU, módulos de entrada, módulos de salida y dispositivos de programación; DCS es un sistema informático multi-nivel compuesto por un nivel de control de procesos y un nivel de monitoreo de procesos con una red de comunicación como enlace; FCS se desarrolla a partir de DCS y PLC, el uso de tecnología de bus de campo para lograr dispositivos de campo inteligentes y sistemas de automatización conectados.
Características funcionales
El PLC tiene las características de buen-tiempo real, alta estabilidad, flexibilidad, fácil programación y fácil expansión; DCS tiene las características de alta confiabilidad, apertura, configuración flexible y diseño modular; FCS tiene las características de-red de comunicación in situ, interconexión e interoperabilidad de equipos, bloques de funciones descentralizados y suministro de energía de línea de comunicación.
Escenarios aplicables
El PLC es adecuado para pequeñas líneas de producción automatizadas y control de equipos; DCS es adecuado para el control y la gestión de procesos industriales a gran-escala, como la industria química, la energía eléctrica, la metalurgia y otros campos; FCS es más adecuado para la necesidad de realizar la interconexión de dispositivos de campo y la interoperabilidad de sistemas complejos de automatización industrial.
VI. Resumen
Los sistemas de control PLC, DCS y FCS tienen características propias y juegan un papel importante en el campo de la automatización industrial. Comparando su composición estructural, características funcionales y escenarios aplicables, podemos elegir el programa de control más adecuado según las necesidades reales. Con el desarrollo continuo de la automatización industrial, estos tres sistemas de control seguirán desempeñando un papel importante y seguirán innovando y mejorando.