Print

PLC nebo DCS pro procesní průmysl?

-- 14.03.16

Šest kroků při volbě mezi PLC a DCS: Tento proces výběru technologie krok za krokem může návrhářům závodů a nákupčím systémů pomoci určit, která automatizační technologie bude nejvhodnější pro danou aplikaci závodu v procesním průmyslu.

Ve snaze o získání většího tržního podílu a ovládnutí nových aplikačních oblastí prosazují výrobci programovatelných automatů PLC myšlenku, že kombinace PLC a systému průmyslového řízení a sběru dat SCADA může přinést stejnou funkčnost jako distribuovaný řídicí systém (DCS). PLC a SCADA mohou nahradit DCS, protože:

  • jejich paměť a rychlost procesorů CPU umožňuje zvládat více smyček regulačního řízení;
  • poskytují vyšší spolehlivost a dostupnost a implementují redundanci na nejrůznějších úrovních, která se téměř vyrovná redundanci systému DCS;
  • doplňují funkčnost databáze proměnných sdílené mezi PLC a SCADA, což v některých případech dovoluje sjednocené technické prostředí pro logiku a rozhraní HMI.

Na druhou stranu výrobci DCS na to odpovídají, aby chránili svůj tržní podíl, zejména v petrochemickém průmyslu, kde jsou dominantní, a zároveň se snaží expandovat do méně sofistikovaných procesních odvětví, kde se využívají PC, jako jsou například vodohospodářské aplikace a zpracování odpadních vod. Výrobci DCS:

  • zvyšují laťku (pokud jde o funkce řízení procesu) tím, že přidávají pokročilé metody řízení procesů, jako jsou neuronové sítě, adaptivní ladění nebo prediktivní řízení na bázi modelu (MPC);
  • rozšiřují funkčnost diskrétního řízení prostřednictvím shody se standardem IEC 61131-3 pro programovací jazyky, stejně jako u PLC;
  • výrazně dorovnávají ceny hardwaru na úroveň špičkových PLC.

Výrobci dovolují do jisté úrovně jejich určitou zaměnitelnost. Oba systémy nemohou sloužit všem aplikacím.

Vývojový diagram procesu volby mezi PLC a DCS

Vývojový diagram znázorňuje proces volby mezi PLC a DCS v šesti krocích, aby pomohl určit, která technologie se nejlépe hodí pro danou aplikaci. Každý krok je otázkou a odpověď na tuto otázku buď dává konečné řešení, nebo přechází na další otázku. Níže popisujeme jednotlivé kroky podrobněji.

1. krok: Vyžaduje proces implementaci pokročilých metod řízení procesů (APC)?

Není pochyb o tom, že většinu aplikací řízení procesů lze uspokojivě obsloužit tradičním regulačním řízením s metodami PID nebo v kombinaci s jinými tradičními funkcemi regulačního řízení, jako je zpětnovazební řízení, kaskádové řízení, rozdělení rozsahu a poměrové řízení.

Přesto neustále roste potřeba metod APC, jako jsou neuronové sítě, adaptivní ladění, prediktivní řízení na bázi modelu a další, což souvisí s tím, jak průmyslové procesní závody vytrvale požadují vyšší úroveň stability a minimalizaci variability procesu, zejména u problematiky řízení zahrnující vícerozměrné systémy a dlouhá procesní zpoždění. Výrobci systémů DCS jsou na čele vývoje, pokud jde o integraci funkčnosti APC. Použití prvků PLC je omezené na tradiční metody řízení. Jestliže proces vyžaduje jednu nebo více metod APC, přirozenou volbou je systém DCS.

2. krok: Kolik smyček regulačního řízení proces zahrnuje?

Ačkoli špičkové PLC bez problémů zvládají více smyček PID a další funkce regulačního řízení, otázka, kolik smyček je PLC schopen zvládat, může omezit použití PLC jako alternativy k systému DCS v procesních odvětvích.

Smyčky PID spotřebovávají značné množství paměti a dramaticky zvyšují dobu provádění programu PLC. Ta se může zvýšit do té míry, že by bránila efektivnímu provádění logiky PLC. Na druhou stranu je systém DCS navržen pro řešení tohoto problému, protože distribuuje provádění řídicího programu na několik CPU, přičemž dovoluje sdílení informací mezi jednotlivými CPU.

Jestliže dodavatel PLC nemůže prokázat, že PLC dokáže zvládat požadovaný počet smyček s prostorem pro provádění funkcí diskrétní logiky, pak je odpovědí systém DCS.

3. krok: Vyžaduje povaha procesu operátorskou řídicí místnost?

Podrobná vizualizace procesních informací a časté zásahy operátora jsou charakteristické pro fungování systému DCS. U PLC jde o provádění logiky a udržování sekvence procesu a je zapotřebí systém SCADA / rozhraní HMI pro získání schopnosti vizualizovat tyto informace o procesu, a to obvykle s méně podrobnostmi.

Jestliže proces nevyžaduje interakci operátora nebo nepřetržité monitorování z řídicí místnosti, pak postačí PLC s lokálním rozhraním HMI nebo na panelu montované IPC se softwarem SCADA.

Použití systému DCS v této situaci není smysluplné ani z hlediska nákladů, ani z praktických hledisek, a to vzhledem k tomu, že „odpověď na předchozí dvě otázky zněla NE“. Příklady těchto procesů jsou na plošině montované nebo zapouzdřené systémy.

Jestliže operace vyžaduje plnohodnotnou řídicí místnost, pak jsou použitelnými možnostmi jak systém DCS, tak kombinace PLC – SCADA, i kdyby bylo nutno spravovat jen několik smyček regulačního řízení.

4. krok: Vyžaduje se vysokorychlostní diskrétní řízení?

Pokud jde o provádění diskrétního řízení – logiky, PLC je bezkonkurenční. Výkonný PLC dokáže bez problémů provádět program pro několik tisíc I/O signálů za desetinu sekundy. To je důvodem, proč je vždy preferovanou volbou pro systémy havarijního vypnutí. Naopak systém DCS není tak rychlý, pokud jde o diskrétní řízení, protože zaměřuje svůj výpočetní výkon na smyčky kontinuálního řízení.

Jestliže proces vyžaduje vysokorychlostní provádění, pak je preferovanou technologií PLC. Pokud odpověď na první a druhou otázku zněla ANO, „pak je systém DCS nutností“ a vy byste měli zvážit dva samostatné systémy – DCS pro procesní řízení a PLC pro diskrétní logiku a systémy související s bezpečností.

5. krok: Vyžaduje proces časté modifikace?

PLC i DCS dovolují programování, modifikace programu, přeprogramování, ba dokonce i opětovnou inicializaci továrních nastavení pro nové spuštění. A přestože taková možnost existuje, aplikace takových modifikací pro kombinaci PLC a SCADA může být skutečnou noční můrou. Na rozdíl od systémů DCS, které využívají jednu databázi pro logiku, rozhraní HMI, alarmy a historické proměnné, v případě PLC a SCADA jsou proměnné obvykle obsluhovány samostatnými databázemi, někdy s prostředníkem v podobě databáze serveru OPC. Z tohoto důvodu je modifikování logiky nebo přidávání dalších zařízení do závodu časově náročné. Zvyšuje se také riziko chyb konfigurace.

Jestliže proces nevyžaduje časté modifikace zařízení nebo logiky, pak je správnou volbou PLC. Pokud jsou vyžadovány časté modifikace, pak byste měli zvážit DCS, ale až po zodpovězení poslední otázky.

6. krok: Jsou v závodě zaměstnáni pracovníci schopní modifikovat systém?

Náklady na hardware se při procesu výběru technologie nezohledňují. Většina výrobců PLC a DCS prokázala schopnost snížit ceny na bázi projektu, pokud se tak rozhodnou. A náklady jsou mimořádně důležitým faktorem při zvažování budoucích modifikací řídicího systému jakožto součást celkových nákladů na vlastnictví systému.

Dodavatelé PLC využívají obchodní model zplnomocňování svých partnerů. Výrobce PLC má systémové integrátory, kteří jsou dobře vyškoleni v oblasti PLC, SCADA/HMI a jakýchkoli dalších souvisejících automatizačních produktů dodavatele. Většina výrobců systémů DCS se pohybuje na trhu prodeje služeb technického zajištění a integrace.

Najmout systémového integrátora k provedení modifikačních prací může stát jen 300 nebo 400 dolarů denně, zatímco většina dodavatelů systémů DCS by si za podobnou práci účtovala 1 000 dolarů denně i více. Formální vyškolení interních pracovníků pro systém DCS něco stojí, ale z dlouhodobého hlediska se osvědčuje jako cenově i výkonově nejvýhodnější.

Jestliže se zvažuje použití systému DCS jen proto, že bude proces vyžadovat časté modifikace a interní pracovníci to nedokážou, pak kombinace systému PLC a SCADA je ekonomičtějším řešením.

Zdůvodněte nákupy řídicích prvků

I když systémy DCS a technologie PLC v posledních letech nabývají mnoha společných rysů, důkladná analýza požadavků každé procesní aplikace obvykle ukáže oblasti, kde by jedna automatizační technologie neuspokojila všechny současné či budoucí procesní požadavky a kde by jiná technologie měla převážit. ce

Shady Yehia, zakladatel a autor blogu The Control Blog, obsahového partnera vydavatelství CFE Media. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel, CFE Media, Control Engineering, mhoske@cfemedia.com. 

Autor: Shady Yehia, The Control Blog


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI