PLC、DCS、SCADシステムの比較

現在、PLC、DCS、SCADAシステムの概念の産業管理の多くの人々は、今日、これらのシステムと概念を理解するために、より混乱し、混乱しています。

PLC-コントローラー

DCS -Controller + Network + Software + I/Oacisition

SCADA-DATAコレクション +システム監視 +ネットワーク +ソフトウェア

I. PLC制御システム

PLCは通常、プログラム可能なロジックコントローラーと呼ばれるものであり、元々は電気制御の二次回路、リレー、中間リレー、タイムリレーなどと交換することで進化していました。プログラマブルロジックコントローラーは、指示を保存し、特定の機能を実行するためのプログラム可能なメモリを持つデジタル操作デバイスです。

PLCは、産業プロセスでさまざまなマシンを制御するために、ロジック、算術、タイミング、カウント、シーケンス機能を行います。 PLCを使用して、工場の組立ラインで産業機械を制御するなどの産業プロセスを自動化できます。 PLCを利用することにより、精度と動作速度を上げることができます。したがって、PLCは、リミットスイッチ、近接センサー、圧力センサーなどのデバイスから入力を受け取ります。

PLCのロジック信号とフィールドの高レベルと低レベルの信号の変換は、信号分離も実行するI/Oモジュールによって行われます。PLCシステムのアクティビティは、PLC内のプログラムに従って実行されるプロセッサによってインテリジェントに実行され、プロセス機器を制御します。

PLC制御システムの利点：

• 信頼性
• プログラミングの柔軟性
• 高い動作速度
• 速い応答時間
• 簡単なトラブルシューティング
• 所有権の低いコスト

PLC制御システムの欠点：

• プログラマーの高い要件

アプリケーションシナリオ：

• 食品加工
• 材料処理
• 工作機械
• コンベアシステム
• ロボットの製造と制御

II.DCSシステム

DCSシステムでは、プロセス全体が特定の数のサブシステムに分割されます。各サブシステムは、独自のコントローラーによって制御されます。したがって、DCSを特定の数のコントローラーで構成される大規模なプロセス制御として説明でき、それぞれが独自のサブシステムを制御します。システムは、プラントをゾーンに分割し、プラントの各ゾーンに個別のコントローラーを割り当てます。 DCSシステム全体が通信バスを介して独立した制御システムとして接続されます。DCSシステムは、通信と監視のための通信ネットワークに接続されます。DCSシステムのすべてのコントローラーは、通信のためにネットワークを介して接続されます。

DCSは、フィールドデバイスからデータを収集し、そのデータを調べ、指定されたプロセスを制御するために使用します。したがって、フィールドデバイスから受け取ったデータに基づいて、プラントの別の部分から収集され、プロセスを制御するために使用されます。フィールドデバイスはプロセスを送信し、フィールドジャンクションボックスに信号を送信し、メインジャンクションボックスを介してグループキャビネットに到達します。この信号は、ブロッキングキャビネットを介してDCSパネルに送信されます。次に、受信した信号に基づいて、適切な制御信号がDCSパネルから最終制御要素に送信されます。

DCSシステムによって実現された関数：

制御

データ収集

アラーム

ロギングとレポート生成

履歴データストレージ

システムの診断とセキュリティ

DCSシステムの利点：

1つのコントロールステーションの故障がプラント全体に影響しないため、異なるプロセスを制御するために個別のコントローラーを使用します。

冗長性

データハイウェイから大量の現在の情報にアクセスできます

過去のプロセス条件の傾向を監視できます

システムの過負荷を減らします

信頼性

良い速度

プロセス情報は、ユーザーが異なる形式で視覚化できます

DCSシステムの短所：

高価

定期的なメンテナンスが必要です

適切に保護されていない場合、サイバーセキュリティの脅威に対してより脆弱な

DCSシステムアプリケーション産業：

発電所

石油およびガス産業

化学産業

水処理システム

医薬品製造

iii。 SCADAシステム

SCADAは、監督の管理とデータ収集の頭字語、つまり「監督制御とデータ収集」です。したがって、SCADAシステムは、双方向通信チャネルを介して、リモートサイトとコントロールセンター間の通信を監視します。したがって、完全な制御システムと呼ばれることはできません。SCADAは、統合されたハードウェアの上に配置されたソフトウェアです。 SCADAは、オペレーターが機器のステータスを監視できるようにし、それに基づいて、オペレーターはプロセスを制御でき、オペレーターは単一の集中型制御室からすべてのプロセスパラメーターを表示することもできます。

SCADAシステムの主な機能

データ収集

ステータス情報と測定データがオペレーターに表示されます

コントロール

オペレーターは、受信したデータに基づいて機器を制御できます

データ処理

データの品質と完全性をチェックします

ラベリング

不正な操作を防ぐために、特定の実験オブジェクトまたは機器を識別します

アラーム

計画外または不要な操作の場合のオペレーターアラーム

ロギング

すべてのオペレーターエントリ、アラーム、および選択されたエントリが記録されます

トレンド分析

選択したゲージの測定値をプロットして、1分、1時間などの傾向に関する情報を提供します。

歴史的報告

これにより、将来のプロセスを制御するのに役立つ履歴データを保存および分析します。

SCADAシステムの利点

メンテナンスが簡単です

リアルタイムデータへのアクセスを提供します

実装ツールは高度です

信頼性があります

継続的な動作

機器のメンテナンス

長距離にわたる通信

完全なプロセスをリモートで監視できます

SCADAシステムの短所

実装には、特別なスキルが必要です

システムが利用可能な場合にのみデータを処理します

PLCとの互換性を検証する必要があります

SCADAシステムアプリケーション産業：

発電、送信、流通

水と廃水

建物の施設と環境

製造

公共交通機関

トラフィック信号

鉄および鉄鋼産業

化学産業

IV.SCADAシステムとPLCおよびDCSシステム間の差：

SCADAは、高度なプロセス管理のためにコンピューター、ネットワークデータ通信、グラフィカルユーザーインターフェイスを利用する制御システムアーキテクチャです。PLCとDCSにはハードウェアパッケージがありますが、SCADAにはこれを備えていません。Scadaはプロセスを制御するためのバイナリまたはアナログ信号を送信しません。したがって、これらのコントローラーはフィールドデバイスを制御し、プロセスはSCADAによって監督または制御されます。プロセスを制御するコマンド信号はSCADAに与えられ、これらのコマンド信号はPLC/DCS/PIDコントローラーに送信され、プロセスを制御します。したがって、SCADAをPLCおよびDCSと通信できるソフトウェアと考えることができます。

PLCシステムの比較表、DCSシステム、SCADAシステム：

V. PLCシステム、DCSシステム、SCADAシステムをどのように使用するかを選択しますか？

単一のプロセスを制御する必要がある場合は、工業用プラントでも幅広く使用できるPLCを使用できます。 PLCはDCSと比較してスキャン時間が短縮されるため、安全なインターロックに使用できます。PLCは、特定の製造プロセスの制御にも使用できます。

プラント全体を制御する必要がある場合は、DCSを使用できます。

DCは、プロセス制御の故障が化学プラントなどの高い損失につながる可能性がある場合に使用できます。

DCSには広範なネットワーク特性があるため、障害を簡単に識別できます。プラントの生産量を決定するために、産業ネットワークが非常に重要になり、PLCがDCSの一部になりました。

コントローラーの冗長性が必要な場合は、DCSに行くことができるので、コントローラーが失敗した場合は、コントローラーの冗長性があります。それが大規模なシステムであり、以前の多くのデータへのアクセスも必要な場合は、DCSに行くことができます。

SCADAはソフトウェアであり、DCSやPLCなどのコントローラーではありません。基本的にデータを収集し、プラント全体を監視します。Scadaは、データ収集、データ送信、リモートプラント監視が必要な大規模な産業で使用されます。発電ユニットとトランスミッションユニット、石油、ガスでも使用され、頻繁な監視が必要な多くの化学プラントでも使用されます。