Die Wahl zwischen einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und einem verteilten Steuerungssystem (DCS) hängt von der jeweiligen Situation ab, da die Anforderungen an das Steuerungssystem je nach Anwendungsszenario unterschiedlich sind. Bei der Kommunikation mit Kunden können wir von den folgenden Aspekten separat ausgehen!
SPS
1. Von der Schaltsteuerung über die sequentielle Steuerung bis hin zur Transportverarbeitung handelt es sich um eine multifunktionale kontinuierliche PID-Steuerung von unten nach oben, mit PID in der Interrupt-Station.
2. Ein PC kann als Masterstation und mehrere SPS des gleichen Typs als Slavestationen verwendet werden.
3. Es ist auch möglich, eine SPS als Masterstation und mehrere SPS desselben Typs als Slavestationen zu verwenden, um ein SPS-Netzwerk zu bilden. Der Vorteil der Verwendung eines PCs als Masterstation besteht darin, dass Benutzer beim Programmieren das Kommunikationsprotokoll nicht kennen müssen, sondern es einfach im Format der Bedienungsanleitung schreiben können.
4. Das PLC-Grid kann sowohl als unabhängiges DCS als auch als DCS-Subsystem dienen.
5. SPS werden hauptsächlich zur sequentiellen Steuerung in industriellen Prozessen verwendet, und neue SPS verfügen auch über Regelungsfunktionen.
DCS
1. Verteiltes Steuerungssystem (DCS)
Eine Überwachungstechnologie, die 4C-Technologie (Communication, Computer, Control, CRT) integriert.
2. Ein Baumtopologiesystem von oben nach unten, bei dem die Kommunikation von entscheidender Bedeutung ist.
3. In der Interrupt-Station verbindet PID den Computer mit den Feldinstrumenten und Steuergeräten in einer Baumtopologie und einer parallelen kontinuierlichen Verbindungsstruktur. Es gibt auch eine große Anzahl parallel verlaufender Kabel von der Interrupt-Station zu den Feldinstrumenten und Steuergeräten.
4. Analogsignal, A/DD/A, gemischt mit Mikroprozessor.
5. Ein Instrument, ein Paar Drähte verbunden mit I/O, hing von der Steuerstation zum lokalen Netzwerk LAN
6. DCS ist eine dreistufige Struktur, die aus Steuerung (Ingenieurstation), Betrieb (Bedienerstation) und Instrumenten vor Ort (Mess- und Steuerstation vor Ort) besteht. Wird für die kontinuierliche Prozesssteuerung im großen Maßstab verwendet, beispielsweise in der Petrochemie.
So wählen Sie zwischen SPS- und DCS-Systemen
Die Wahl zwischen einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und einem verteilten Steuerungssystem (DCS) ist situationsabhängig, da die Anforderungen an das Steuerungssystem je nach Anwendungsszenario unterschiedlich sind.
Die Plattform des Steuerungssystems hat einen gewissen Einfluss darauf, wie Automatisierungssysteme die Anforderungen an die Optimierung der Produktion, die Aufrechterhaltung der Verfügbarkeit und die Erfassung von Daten erfüllen. Ein Mangel an Weitsicht bei der Auswahl von Steuerungssystemen kann sich auch auf zukünftige Expansionen, Prozessoptimierungen, Benutzerzufriedenheit und Unternehmensgewinne auswirken.
Neben einigen Grundprinzipien (z. B. der Steuerung des Prozesses) muss das Designteam auch verschiedene Faktoren wie Installation, Skalierbarkeit, Wartung und Instandhaltung berücksichtigen.
Obwohl SPS-Systeme für kleine Geräte derzeit am kosteneffizientesten sind, bieten DCS-Systeme eine wirtschaftlichere Skalierbarkeit und erzielen mit größerer Wahrscheinlichkeit eine höhere Anfangsinvestitionsrendite.
Eine SPS ist ein Industriecomputer, der zur Steuerung von Fertigungsprozessen wie Robotern, Hochgeschwindigkeitsverpackungen, Abfüllungen und Bewegungssteuerung verwendet wird. In den letzten 20 Jahren haben SPS mehr Funktionen hinzugefügt und mehr Vorteile für kleine Fabriken und Geräte geschaffen. SPS arbeiten normalerweise als eigenständige Systeme, können aber auch in andere Systeme integriert und durch Kommunikation miteinander verbunden werden. Da jede SPS über eine eigene Datenbank verfügt, erfordert die Integration ein gewisses Maß an Zuordnung zwischen den Steuerungen. Dadurch eignen sich SPS besonders für kleine Anwendungen, die keine erheblichen Erweiterungen erfordern.
Das DCS-System verteilt die Steuerungen im Automatisierungssystem und bietet universelle Schnittstellen, erweiterte Steuerungen, Datenbanken auf Systemebene und leicht gemeinsam nutzbare Informationen. Traditionell wird DCS hauptsächlich in der Prozesstechnologie und in größeren Fabriken eingesetzt, wo groß angelegte Systemanwendungen über den gesamten Lebenszyklus der Fabrik hinweg leichter zu warten sind.
Die SPS basiert auf dem Prinzip der Relaissteuerung und speichert Anweisungen zur Ausführung logischer Operationen, sequentieller Steuerung, Zeit-, Zähl- und Rechenoperationen. Außerdem steuert sie verschiedene Arten von Maschinen oder Produktionsprozessen durch digitale Eingabe- und Ausgabeoperationen. Das vom Benutzer entwickelte Steuerungsprogramm drückt die Prozessanforderungen des Produktionsprozesses aus und ist im Benutzerprogrammspeicher der SPS vorab gespeichert. Führen Sie den gespeicherten Programminhalt während der Laufzeit nacheinander aus, um die für den Prozessablauf erforderlichen Vorgänge abzuschließen.
Verwandte Faktoren, die sich auf die Entscheidungsfindung auswirken
Prozessmaßstab: Wie viele Ein-/Ausgabepunkte (I/O) werden benötigt? Kleine Systeme (<300 I/O points) may have a lower budget, so using a PLC system is more suitable. It is not easy to apply DCS systems to smaller projects. On the contrary, they can better perform their functions in large factory applications. Due to having a global database, DCS systems are easier to manage and upgrade, and any changes are global in nature.
Upgrade-Plan: Kleinere industrielle Prozesse können an SPS-Systeme angepasst werden. Wenn der Prozess jedoch erweitert oder aktualisiert werden muss, müssen weitere SPS-Hardware und Datenbanken hinzugefügt werden, und es ist eine separate Wartung erforderlich. Dies ist ein zeitaufwändiger, mühsamer und fehleranfälliger Prozess. DCS-Systeme lassen sich einfacher aktualisieren, da sie beispielsweise das Benutzervertrauen von einem zentralen Hub aus verwalten können, wodurch sie einfacher zu warten und instand zu halten sind.
Integrationsanforderungen: Für eigenständige Geräte sind SPS-Systeme die ideale Wahl. Wenn in einer Fabrik mehrere SPS-Systeme konfiguriert sind, muss eine Verbindung hergestellt werden. Dies ist im Allgemeinen schwierig zu erreichen, da normalerweise eine Datenzuordnung mithilfe von Kommunikationsprotokollen erforderlich ist. Die Integration ist sicherlich kein Problem, aber wenn Änderungen erforderlich sind, treten Probleme für den Benutzer auf: Sobald ein SPS-System geändert wird, kann dies dazu führen, dass zwei SPS aufgrund der Auswirkungen der Datenzuordnung nicht mehr richtig kommunizieren. Bei DCS-Systemen ist überhaupt keine Zuordnung erforderlich, und Konfigurationsänderungen sind nur ein einfacher Vorgang. Der Controller ist in das System integriert.
Hohe Verfügbarkeit: Für Prozesse, die eine hohe Verfügbarkeit erfordern, können DCS-Systeme redundante Konfigurationen bereitstellen.
Um die Kosten im Rahmen des Budgets zu halten, sind Effizienz und eine einfache Implementierung von Redundanz von entscheidender Bedeutung.
Funktionale Anforderungen: Bestimmte Branchen und Einrichtungen erfordern historische Datenbanken, ein optimiertes Alarmmanagement und einen zentralen Kontrollraum mit einer universellen Benutzeroberfläche. Einige erfordern die Integration von Manufacturing Execution Systems (MES), erweiterter Steuerung und Anlagenverwaltung. Das DCS-System ist mit diesen Anwendungen ausgestattet (siehe Abbildung 3), sodass sie problemlos zu Automatisierungstechnikanwendungen hinzugefügt werden können, ohne dass unabhängige Server hinzugefügt oder die Integrationskosten erhöht werden müssen. In dieser Hinsicht sind DCS-Systeme wirtschaftlicher und können die Produktivität verbessern und Risiken verringern.
Amortisierung der Investition über den gesamten Lebenszyklus: Die Nachfrage nach Anlagen variiert je nach Branche. Bei der Prozesstechnik im kleinen Maßstab besteht kein Bedarf an Erweiterung oder Integration mit anderen Prozessbereichen, sodass PLC-Systeme eine gute Amortisierung der Investition bieten. DCS-Systeme können hohe Installationskosten haben, aber aus der Perspektive des gesamten Lebenszyklus werden die durch DCS-Systeme erzielten Vorteile hinsichtlich Produktion und Sicherheit einen Teil der Kosten ausgleichen. Die Balance zwischen kurzfristigem Bedarf und langfristiger Vision ist entscheidend für die Betriebssicherheit und die Verbesserung von Fabrikbetrieb und -wartung.