I. INTRODUÇÃO
No moderno sistema de controle de automação industrial, PLC (Controlador Lógico Programável), DCS (Sistema de Controle Distribuído) e FCS (Sistema de Controle Fieldbus) são os três esquemas de controle comumente usados. Cada um deles possui princípio de funcionamento, características funcionais e cenários aplicáveis únicos, proporcionando soluções diversificadas para automação industrial. Neste artigo, analisaremos e compararemos detalhadamente esses três sistemas de controle para que os leitores possam entender melhor as diferenças e conexões entre eles.
II.Sistema de controle PLC
Definição e princípio de funcionamento
O sistema de controle PLC é um tipo de equipamento de controle de programa, que controla o estado dos sinais de entrada/saída (E/S) por meio de programas pré{0}}escritos, de modo a realizar o controle automático, monitoramento e operação de equipamentos-no local. O PLC é composto principalmente por módulo de CPU, módulo de entrada, módulo de saída e dispositivo de programação, e seu princípio de funcionamento inclui três fases de aquisição de sinal de entrada, programa execução e controle de saída.
Características funcionais
(1) Bom tempo-real:O sistema de controle PLC tem bom desempenho-em tempo real, que pode responder rapidamente às mudanças no ambiente de campo e realizar rapidamente a estratégia de controle predefinida.
(2) Alta estabilidade:O algoritmo de controle do sistema de controle PLC é estável e não é afetado por interferência eletromagnética externa, mudanças de temperatura, flutuações na fonte de alimentação e outros fatores para garantir a confiabilidade do sistema.
(3) Flexibilidade:o programa do sistema de controle PLC pode ser modificado e atualizado a qualquer momento e pode se adaptar a diferentes condições e requisitos de controle.
(4) fácil de programar:A linguagem de programação do sistema de controle PLC é simples e fácil de aprender, o design, modificação e depuração do programa são convenientes e rápidos.
(5) fácil de expandir:O hardware e software do sistema de controle PLC podem ser expandidos de forma flexível, de acordo com os requisitos de configuração de diferentes módulos de entrada e saída, módulos de comunicação e assim por diante.
III. Sistema de controle DCS
Definição e princípio de funcionamento
O sistema de controle DCS, também conhecido como sistema de controle de distribuição centralizado, é um microprocessador-com funções de controle descentralizadas, operação de exibição centralizada, levando em consideração os princípios de design de coordenação autônoma e abrangente de uma nova geração de sistema de controle de instrumentação. É composto principalmente de nível de controle de processo e nível de monitoramento de processo, com rede de comunicação como elo de sistema de computador multi{2}}nível, computador integrado (Computador), comunicação (Comunicação), exibição (CRT) e controle (Controle) e outras tecnologias 4C.
Características
(1) Alta confiabilidade:Estrutura do sistema DCS usando design redundante, uma falha no computador de um único dispositivo não levará à desordem de todo o sistema.
(2) Abertura:o uso de plataforma aberta sistemática, modular e padronizada, todos os sistemas de computadores interconectados podem ser alcançados através de Ethernet e outros meios de comunicação de interconexão centralizada e acesso à interconexão.
(3) Configuração flexível:O sistema DCS pode adicionar ou reduzir módulos do sistema de acordo com a demanda real para realizar uma configuração flexível.
(4) Projeto modularizado:Todos os equipamentos principais adotam design modularizado, incluindo processador, fonte de alimentação, módulo de E/S, módulo de comunicação e módulo AI/AO, etc., o que melhora a capacidade de expansão e manutenção do sistema.
4. Sistema de controle FCS
Definição e princípio de funcionamento
Sistema de controle FCS é a abreviatura de sistema de controle de barramento de campo, que é um sistema de controle de nova geração desenvolvido a partir de DCS e PLC. Ele adota tecnologia de barramento de campo para conectar dispositivos de campo inteligentes e sistemas de automação em uma rede de comunicação com estrutura de múltiplas-filiais e transmissão bidirecional totalmente descentralizada.
Características
(1) Rede de comunicação de campo:O FCS adota tecnologia de barramento de campo para realizar a comunicação digital entre dispositivos de campo inteligentes e sistemas de automação.
(2)Interconexão e interoperabilidade de dispositivos:O FCS suporta a interconexão e a interoperabilidade entre dispositivos produzidos por diferentes fabricantes, o que reduz os custos de integração do sistema.
(3) Blocos funcionais descentralizados:O FCS descentraliza as funções de controle para dispositivos de campo individuais, melhorando a confiabilidade e a flexibilidade do sistema.
(4) Fonte de alimentação da linha de comunicação:O FCS suporta o fornecimento de energia para dispositivos de campo através de linhas de comunicação, simplificando a fiação do sistema.
V. Comparação de sistemas de controle PLC, DCS e FCS
Estrutura
O PLC é composto principalmente por módulos de CPU, módulos de entrada, módulos de saída e dispositivos de programação; DCS é um sistema de computador multi{0}}nível composto de nível de controle de processo e nível de monitoramento de processo com rede de comunicação como um link; O FCS é desenvolvido a partir de DCS e PLC, o uso da tecnologia fieldbus para conectar dispositivos de campo inteligentes e sistemas de automação.
Características funcionais
O PLC tem as características de bom tempo-real, alta estabilidade, flexibilidade, fácil programação e fácil expansão; O DCS possui características de alta confiabilidade, abertura, configuração flexível e design modular; O FCS possui as características de-rede de comunicação local, interconexão e interoperabilidade de equipamentos, blocos funcionais descentralizados e fonte de alimentação de linha de comunicação.
Cenários Aplicáveis
O PLC é adequado para pequenas linhas de produção automatizadas e controle de equipamentos; O DCS é adequado para controle e gerenciamento de processos industriais em grande-escala, como indústria química, energia elétrica, metalurgia e outros campos; O FCS é mais adequado para a necessidade de realizar a interconexão de dispositivos de campo e a interoperabilidade de sistemas complexos de automação industrial.
VI. Resumo
Os sistemas de controle PLC, DCS e FCS possuem características próprias e desempenham um papel importante na área de automação industrial. Comparando a sua composição estrutural, características funcionais e cenários aplicáveis, podemos escolher o programa de controlo mais adequado de acordo com as necessidades reais. Com o desenvolvimento contínuo da automação industrial, estes três sistemas de controle continuarão a desempenhar um papel importante e a inovar e melhorar.