Izpratne par atšķirībām starp DCS, PLC un RTU rūpnieciskajā automatizācijā

Rūpnieciskā automatizācija balstās uz vairākām vadības sistēmu tehnoloģijām, katra paredzēta specifiskām lietojumprogrammām. Visplašāk izmantotās ir sadalītās vadības sistēmas (DCS), programmējamie loģikas kontrolieri (PLC) un attālinātās termināļa ierīces (RTU). Lai gan šīm sistēmām ir līdzības, tās kalpo atšķirīgām lomām rūpnīcu automatizācijā, procesu rūpniecībā un attālajā uzraudzībā.

DCS – sadalītās vadības sistēma procesu rūpniecībā

DCS ir izstrādāts lielu, nepārtrauktu procesu vadībai, piemēram, ķīmiskajās rūpnīcās, pārstrādes rūpnīcās un elektroenerģijas ražošanā.

• Tas nodrošina rezerves iespējas kontrolieriem, barošanas avotiem un I/O moduļiem, garantējot augstu uzticamību.

• DCS tīkli atbalsta vienādranga saziņu starp kontrolieriem, parasti izmantojot patentētas protokolu versijas pār Ethernet.

• Lauka signāli tiek savienoti caur lauka termināļa komplektiem (FTA), kas novirza datus uz I/O kartēm.

• DCS izceļas ar kompleksa procesa vadība, integrējot tūkstošiem analogo un digitālo signālu visā rūpnīcas darbībā.

Komentārs: DCS joprojām ir procesa automatizācijas mugurkauls, pateicoties tā izturībai un mērogojamībai. Piegādātāji kā Emerson, Honeywell un Yokogawa turpina attīstīt DCS platformas ar uzlabotu diagnostiku un ciešāku integrāciju ar lauka autobusu tehnoloģijām.

PLC – programmējamais loģikas kontrolieris rūpnieciskajā automatizācijā

PLC ir paredzēts diskrētai ražošanai un mašīnu vadībai.

• PLC klāsts svārstās no nano PLC maziem patstāvīgiem mehānismiem līdz lielām modulārām sistēmām ar elastīgām I/O atpakaļējām plāksnēm.

• Mūsdienu PLC atbalsta arī analogo I/O un ierobežotu procesa vadību, samazinot plaisu ar DCS.

• PLC plaši izmanto iepakošanas līnijās, automobiļu montāžā un robotikā, kur ātra loģikas izpilde ir kritiska.

Komentārs: PLC ir attīstījušies tālāk par vienkāršu releju nomaiņu. Integrējot Ethernet/IP, Modbus un Profinet, PLC tagad bezšuvju veidā savienojas ar SCADA un MES sistēmām, padarot tos par centrālu elementu Rūpniecības 4.0 stratēģijās.

RTU – attālinātā termināļa ierīce SCADA lietojumos

RTU ir optimizēts attāliem, bezuzraudzības objektiem ar ierobežotu enerģijas pieejamību.

• RTU patērē ļoti maz enerģijas, ļaujot darboties ar saules paneļiem vai baterijām.

• Tie plaši tiek izmantoti naftas un gāzes aku laukumos, ūdens rezervuāros un attālos cauruļvados.

• RTU sazinās ar centrālajām SCADA sistēmām, izmantojot radio, satelītu vai mobilo tīklu, bieži ar pārtraukumiem.

Komentārs: RTU joprojām ir būtiski telemetrijai un uzraudzības vadībai ģeogrāfiski izkliedētos objektos. To izturīgais dizains un zems enerģijas patēriņš padara tos neaizvietojamus attālās uzraudzības scenārijos.

Galvenās atšķirības starp DCS, PLC un RTU

Nozares tendences un autora ieskats

Robejas starp DCS un PLC kļūst neskaidras. Mūsdienu PLC apstrādā arī analogo signālu un procesa cilpas, kamēr DCS platformas integrē diskrēto loģiku. Tomēr katra sistēma joprojām dominē savā nišā:

• DCS lielapjoma, kritiski svarīgām procesu rūpniecībām.

• PLC ātrdarbīgai, diskrētai automatizācijai.

• RTU attālai SCADA un telemetrijai.

Ieskats: Daudzās rūpnīcās ir izplatītas hibrīdas arhitektūras. Piemēram, rafinērija var izmantot DCS rūpnīcas kopējai vadībai, vienlaikus izvietojot PLC pakotņu vienībām. RTU paplašina uzraudzību uz attāliem objektiem. Nākotne ir savietojamībā un vienotās platformās, kur šīs sistēmas integrējas nevainojami IIoT un mākoņanalītikas ietvaros.

Lietojuma scenāriji

• Rafinērija: DCS procesu vadībai, PLC kompresoru blokiem, RTU attālai aku uzraudzībai.

• Autoražotne: PLC robotizētām montāžas līnijām, integrēti ar MES sistēmām.

• Ūdens saimniecība: RTU rezervuāru uzraudzībai, SCADA centrālai pārraudzībai.