تفاوت بین PLC و DCS چیست؟
تفاوت اصلی بین PLC و DCS در این است که یک PLC ماشین های جداگانه را کنترل می کند در حالی که یک DCS چندین ماشین را در یک کارخانه یا صنعت کنترل می کند. با این حال، این فقط یک توضیح اساسی است. بیایید کمی عمیق تر شویم و تفاوت های مهمی را که کمتر شناخته شده اند را بررسی کنیم.
تاریخچه PLC
PLC ها برای جایگزینی نسخه قدیمی یک سیستم کنترلی اختراع شدند که برای عملکرد به رله ها و کنتاکتورها متکی بودند. DCS یا سیستم های کنترل توزیع شده برای پاسخگویی به نیازهای اضافی در صنعت اتوماسیون اختراع شدند. آنها برای جایگزینی PLC ها معرفی نشدند، بلکه با آنها همزیستی دارند و عملکرد یک کارخانه را افزایش می دهند.
نیاز به PLCها به دلیل عدم انعطاف پذیری و صرف زمان زیاد برای تعمیر و نگهداری سیستم های قدیمی بوجود آمد. عیب یابی سیستم های قدیمی به دلیل اتصالات زیاد، سیم ها و مسیرهای نامشخص دشوار بود. سیستمهای کنترل هنوز با استفاده از کنترلهای رله کار میکردند، به این معنی که تمام اتاقها دارای دیوارهای پوشیده از رله، بلوکهای ترمینال و سیم بودند.
مردم به مدل بسیار کارآمدتری نیاز داشتند. آنها به چیزی نیاز داشتند که بتواند زمان از کار افتادن دستگاه را کاهش دهد، در یک محیط صنعتی که روغنی و کثیف بود، , و همینطور سر و صدای زیادی داشت، کار کند و همچنین امکان گسترش مدولار را فراهم آورد.
تفاوت های اصلی بین PLC و DCS
PLC ها سیستم عامل نسبتا ساده ای دارند. آنها می توانند وظایف را نسبتاً سریع انجام دهند زیرا هیچ برنامه دیگری در پس زمینه وجود ندارد که به آن توجه شود. PLCها همچنین سریعتر هستند زیرا به دستگاهی که قرار است کنترل کنند، مانند موتورها و پمپ ها، نزدیک هستند.
PLC ها برای کنترل یک ماشین کار می کنند. می تواند توجه خود را بر روی یک کار متمرکز کند و فرآیندهای ماشینی را عملیاتی کند. این بسیار متفاوت از یک DCS است که چندین ماشین را همزمان در یک محیط بزرگ کنترل می کند.
علاوه بر این، PLCها انعطافپذیرتر هستند و میتوانند مطابق با یک نیاز خاص سفارشی شوند، جایی که DCS معمولاً نمیتواند. PLC ها تمایل دارند از زبان های سطح پایین تر استفاده کنند. آنها ساده هستند اما عملکردهای کمتری را ارائه می دهند. این شامل ladder logic, function block diagram و زبان متن ساختاریافته است.
کدهای تولید شده در مقایسه با کدهایی که زبانهای DCS ایجاد میکنند بسیار کوچکتر هستند. DCS از زبان های برنامه نویسی سطح بالا مانند CFC یا “نمودار عملکرد مداوم” (continuous functioning chart)برای صدور برنامه نویسی و نظارت خود استفاده می کند. این بسیار متفاوت از PLC است که از زبان سطح پایین تر استفاده می کند.
نقطه ضعف این موضوع این است که زبان های سطح بالا پس از کامپایل شدن، کدهای زیادی تولید می کنند که به CPU فشار وارد می کند. این باعث تاخیر در پاسخ به ورودی های مهم می شود.
سیستمهای مانیتورینگ PLC حتی بیشتر از DCS متفاوت هستند زیرا هیچ رابطهای بین برنامهنویسی و محیطهای مانیتورینگ وجود ندارد. هر کدام برای ایجاد و توسعه به زمان خود نیاز دارند.
DCS همچنین دارای سیستم مانیتورینگ متفاوتی نسبت به PLC است. DCS دارای یک بسته نرم افزاری یکپارچه است که در آن مجموعه ای قوی از امکانات نظارتی وجود دارد. توابع کنترل در محیط برنامه نویسی هستند، به این معنی که گرافیک مربوطه به طور خودکار به صفحه HMI اضافه می شود. سیستم های مانیتورینگ به گونه ای عمل می کنند که باعث صرفه جویی در وقت می شود.
اساسی ترین تفاوت بین PLC و DCS این است که PLC ها برای جایگزینی کنترل های مبتنی بر رله و تجهیزات آنالوگ و کنترل یک ماشین طراحی شده اند. از سوی دیگر، DCS برای کنترل کل کارخانه ها، ساختمان ها یا فرآیندهایی که گسترده و به هم مرتبط هستند استفاده می شود. در حالی که تفاوت اصلی بین DCS و PLC در نحوه استفاده از آنها است، تفاوت های کمتر آشکار دیگری وجود دارد که اگر به این دنیا علاقه دارید باید از آنها آگاه باشید.
مقایسه PLC و DCS در 6 قابلیت
PLC (Programmable Logic Controller) و DCS (Distributed Control System) هر دو سیستمهای کنترل صنعتی هستند، اما دارای تفاوتهای اساسی هستند. در ادامه تفاوتهای اصلی بین PLC و DCS را توضیح میدهم.
1-معماری سیستم
PLC دارای معماری محلی (Local) است. یعنی واحدهای PLC مستقل و متمرکز هستند و به طور معمول در یک مکان مشخص نصب میشوند. هر واحد PLC به طور مستقل برنامهریزی و کنترل میشود.
DCS دارای معماری توزیع شده (Distributed) است. در یک سیستم DCS، عملکرد کنترل به طور گسترده در سراسر سیستم توزیع شده است. واحدهای کنترل مرکزی (Central Control Units) و واحدهای میدانی (Field Units) به طور متمرکز و یا توزیع شده در سراسر پروسه نصب میشوند و با هم ارتباط برقرار میکنند.
2-انتقال داده و شبکه
ارتباط بین واحدهای PLC معمولاً از طریق شبکه های محلی محدود است. اطلاعات و سیگنالها بین واحدهای PLC به صورت مستقیم ارسال و دریافت میشوند.
در سیستم DCS، استفاده از شبکههای صنعتی (Industrial Networks) گستردهتر است. این شبکهها امکان انتقال داده بین واحدهای کنترل مرکزی و واحدهای میدانی را فراهم میکنند و امکاناتی مانند امنیت، قابلیت اطمینان و قابلیت گسترش را بهبود میبخشند.
3-سطح پردازش و کنترل
PLC به طور عمده برای کنترل سطوح پایینتر واحدهای محلی استفاده میشوند، مانند کنترل ورودی/خروجی دستگاهها، اجرای عملیات ساده و منطقی مانند منطق بولین، تایمرها و کانترها. PLC به صورت سریع و با زمان پاسخ کوتاه عمل میکند و مناسب برای کنترل فرایندهای ساده و کوچک است.
DCS برای کنترل فرایندهای صنعتی و پیچیده با سطوح پردازش بالاتر استفاده میشود. این سیستمها قابلیت کنترل و مدیریت گستردهتری را در سراسر پروسه صنعتی فراهم میکنند.
DCS معمولاً دارای تعداد بیشتری واحد کنترل مرکزی و قابلیتهای پیشرفتهتری مانند کنترل توزیعشده، سیستمهای تصمیمگیری مبتنی بر قوانین (Rule-based decision making) و کنترل خودکار بازلنگ یا آبشاری (Cascade control) است. DCS برای صنایع بزرگی مانند صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهها و سیستمهای تولید انبوه استفاده میشود.
4-قابلیت گسترش و انعطافپذیری
PLCها به طور معمول برای کاربردهای کوچک تا متوسط استفاده میشوند و به راحتی قابل گسترش و انعطافپذیری هستند. میتوان واحدهای PLC جدید را به شبکه اضافه کرده و برنامهریزی مجدد را انجام داد.
DCS بیشتر برای کاربردهای صنعتی بزرگ و پیچیده مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستمها معمولاً انعطافپذیری بیشتری دارند و به راحتی قابل گسترش هستند، به خصوص برای سیستمهای پروسهای پیچیده که نیاز به کنترل گستردهتر و توزیع شده دارند.
5-برنامهریزی و برنامه نویسی
برنامهریزی PLC به وسیله زبانهای برنامهنویسی خاصی مانند Ladder Logic، Function Block Diagram (FBD) و Structured Text (ST) صورت میگیرد. این زبانها برای برنامهریزی منطق کنترلی و تنظیم ورودی/خروجی استفاده میشوند.
برنامهریزی DCS عموماً با استفاده از نرمافزارهای تخصصی سیستم انجام میشود. این نرمافزارها امکان برنامهریزی توابع کنترلی پیچیده، تنظیم پارامترها و تحلیل دادههای سیستم را فراهم میکنند.
6-اهمیت زمان و قابلیت اطمینان
در کاربردهایی که زمان واکنش سریع و قابلیت اطمینان بالا مورد نیاز است، PLC معمولاً انتخاب مناسبی است. زیرا زمان پاسخ واحدهای PLC به ورودیها بسیار کوتاه است.
DCS به خصوص در کاربردهایی که نیاز به کنترل گستردهتر و سیستمهای پیچیدهتر و توزیع شدهتر استفاده میشود. در این کاربردها، قابلیت اطمینان بالا و زمان واکنش سریع نیز بسیار مهم هستند.
سیستم DCS قادر به پردازش و کنترل همزمان چندین واحد و دستگاه است و برای کنترل فرآیندهای پیچیدهتر و مجتمع، مانند صنعت پتروشیمی، معدن، تولید برق و پالایشگاهها مناسب است. همچنین، سیستم DCS معمولاً قابلیت اطمینان بالا و قابلیت اتصال به شبکههای صنعتی مختلف را دارد که امکان انتقال داده و ارتباط بین واحدها و زیرسیستمها را فراهم میکند.
