PLCおよびDCS
plc
- スイッチング制御から順次制御、輸送処理、および下部から上部への連続PID制御などの多機能関数への機能が発展し、PIDは割り込みステーションにあります。
- 1つのPCをマスターステーションとして、およびスレーブステーションと同じタイプの複数のPLCとして使用できます。
- PLCはマスターステーションとして使用することもでき、同じタイプの複数のPLCを奴隷として使用してPLCネットワークを形成できます。これは、マスターとしてPCを使用するよりも便利です。ユーザープログラミングがあり、マニュアルの形式を書く限り、通信プロトコルを知る必要はありません。
- スタンドアロンDCとしてのPLCグリッドは、DCSのサブシステムとしても使用できます。
- PLCは主に産業プロセスの連続制御に使用され、新しいPLCには閉ループ制御機能もあります。
DCS
- 分散制御システムDCSは、4C（通信、コンピューター、制御、CRT）テクノロジーを組み合わせた監視および制御テクノロジーです。
- 大規模システムのツリートポロジーの上部から下まで、コミュニケーションが重要です。
- 割り込みステーションのPID、割り込みステーションリンクコンピューターとフィールドインストルメントおよび制御デバイスは、ツリートポロジーと並列連続リンク構造ですが、フィールドインストルメンテーションに平行な割り込みステーションからの多数のケーブルでもあります。
- アナログ信号、A/D -D/A、マイクロプロセッサと混合。
- 1つの機器からI/Oへのワイヤーのペアは、コントロールステーションからLAN LANに接続されています。
- DCSは、3-コントロール（エンジニアステーション）、操作（オペレーターステーション）、およびフィールドインストゥルメンテーション（フィールド測定およびコントロールステーション）のレベル構造です。石油化学物質などの大規模な連続プロセス制御に使用されます。
PLCとDCSを選択する方法
プログラム可能なロジックコントローラー（PLC）と分散型制御システム（DCS）では、特定の状況を分析する方法の間の分散制御システム（DCS）では、さまざまな機会の適用が制御システムの要件も異なるためです。
制御システムプラットフォームは、自動化システムが生産を最適化し、可用性を維持し、データをアクセスする必要性を満たす方法に影響を与える可能性があります。制御システムを選択する際のビジョンの欠如は、将来の拡大、プロセスの最適化、ユーザーの満足度、および企業の収益性にも影響を与える可能性があります。いくつかの基本的なガイドライン（たとえば、プロセスの制御方法）に加えて、設計チームは、設置、スケーラビリティ、メンテナンス、維持の観点からさまざまな要因を考慮する必要があります。
現在、PLCシステムは小さな施設にとって最も費用対効果が高いかもしれませんが、DCSシステムはより経済的なスケーラビリティを提供し、初期投資のより高いリターンをもたらす可能性が高くなります。
PLCは、ロボット工学、高速パッケージ、ボトリング、モーションコントロールなどの製造プロセスを制御するために使用される産業コンピューターです。過去20年にわたって、PLCSはより多くの機能を追加して、小さな植物や設置にもっと多くの利点を生み出しています。
PLCは通常、スタンドアロンシステムとして動作しますが、他のシステムと統合し、通信を介して互いに接続することもできます。各PLCには独自のデータベースがあるため、統合にはコントローラー間のある程度のマッピングが必要です。これにより、PLCは拡張の必要性がほとんどない小さなアプリケーションに特に適しています。
一方、DCSシステムは、自動化システム全体でコントローラーを分散化し、一般的なインターフェイス、高度なコントロール、システムレベルのデータベース、および簡単に共有される情報を提供します。伝統的に、DCSは主にプロセスプロセスおよび比較的大きな植物で使用されてきました。これは、植物のライフサイクル全体で大規模なシステムアプリケーションを維持しやすいものです。
PLCは、リレー制御原則から開発され、ロジック操作、シーケンス制御、タイミング、カウント、算術などの操作を実行する手順を保存します。また、デジタル入力および出力操作を通じて、さまざまな種類の機械または生産プロセスを制御します。ユーザーが作成した制御プログラムは、生産プロセスのプロセス要件を表現し、PLCのユーザープログラムメモリに事前に保存されます。操作中、プログラムは、プロセスで必要な操作を完了するために、保存されたプログラムの内容に従って行ごとに実行されます。
PLCおよびDCSエンジニアリング分析の比較
PLCのCPUには、プログラムカウンターのプログラムステップストレージアドレスを示しています。プログラム操作のプロセスでは、カウンターのステップの実行が自動的に増加します。最終ステップ（通常は命令を終了）に順次実行し、環状動作の開始ステップに戻ります。
PLC必要な時間の動作を完了するためのすべてのサイクルは、スキャンサイクルと呼ばれます。 PLCのさまざまなモデルには、1マイクロ秒から数十マイクロ秒の範囲の周期的なスキャンサイクルがあります。このプログラムは、DCSでは利用できないこのような循環操作に対抗します。これが、PLCSをDCSSよりも冗長性を低下させる理由です。
DCSは、運用アンプに基づいて開発されました。すべての機能とプロセス変数の関係は、関数ブロックになります（一部のDCSシステムは拡張ブロックと呼ばれます）。 DCSとPLCのパフォーマンスの主な違いは、たとえ2つが後で互いに浸透していても、スイッチングソルバーとアナログ操作のロジックにありますが、違いがあります。
80年代以降、PLCはロジック操作に加えて、アルゴリズム機能を備えた制御ループが大幅に強化されましたが、はしご図を使用したPLCプログラミングでは、プログラミングでのアナログ操作はそれほど直感的ではありません。プログラミングはより面倒です。ただし、ロジックを解決するという点では、マイクロ秒スケールでの高速の利点を示し、1Kロジックプログラムの解決は1ミリ秒未満です。すべての入力をスイッチとして扱い、16ビット（または32ビット）をアナログとして扱います。
DCSはすべての入力をアナログとして扱い、1ビットはスイッチです。ロジックの解決は、数百マイクロ秒からミリ秒の順序にあります。 PLCがPID操作を解決する場合は、DCSの計算時間に匹敵する数十ミリ秒の順にあります。
接地抵抗の観点から、PLCはそれほど多くは必要ない場合がありますが、DCは数オーム（通常は4オーム未満）を下回っている必要があります。アナログ分離も非常に重要です。
システムの同じ数のI / Oポイントは、DCSよりもPLCを使用すると、コストが低くなります（節約の約40％）。 PLCには専用のオペレーターステーションがありません。ソフトウェアを使用し、ハードウェアは一般的であるため、メンテナンスコストはDCよりもはるかに低くなります。制御されるオブジェクトが主に機器のチェーンである場合、回路は比較的小さいため、PLCの使用がより適切です。
メインアナログ制御と多くの関数操作の場合、DCSを使用することをお勧めします。コントローラーのDC、I / Oボード、冗長性などの通信ネットワーク、高度なコンピューティングの一部、PLCよりも業界固有の要件がPLCよりもはるかに優れています。 PLC共通監視ソフトウェアの使用により、エンタープライズの管理情報システムの設計において、一部の人よりも簡単です。
PLCおよびDCSシステムは、通常、それぞれ離散およびプロセス製造に適用できます。 PLCシステムを使用する個別の製造施設は、一般に、主にラベル付け、充填、研削などのコンポーネントのアセンブリを完成するために使用される個々の生産ユニットで構成されています。通常、自動化されたシステムを使用するプロセス製造施設は、ピースごとではなく、レシピに応じて連続的かつバッチモードで生成されます。製油所や化学プラントなどの大規模な連続プロセス施設は、DCS自動化システムを使用しています。ハイブリッドアプリケーションは、多くの場合、PLCシステムとDCSシステムの両方を使用します。特定のアプリケーションのコントローラーを選択するには、プロセスの規模、スケーラビリティ、将来のアップグレード計画、統合要件、機能、高可用性、プラント施設のライフサイクル全体にわたって投資収益率を考慮する必要があります。
選択方法に影響を与える関連要素
プロセスサイズ：いくつの入力/出力（I/O）ポイントが必要ですか？より小さなシステム（<300 I/O points) may have a smaller budget and therefore be better suited with a PLC system. Trying to apply a DCS system to smaller projects is not really easy, on the contrary, it is more functional in large plant applications. With a global database, DCS systems are easier to manage and upgrade, and any changes are global in nature.
計画計画：PLCシステムは小規模な産業プロセスに適用できますが、プロセスを拡張またはアップグレードする必要がある場合は、より多くのPLCハードウェアとデータベースを追加して個別に維持する必要があります。これは、時間がかかり、労働集約的で、エラーが発生しやすいプロセスです。 DCSシステムのアップグレードは簡単です。たとえば、ユーザーのFIDUCIALは集中型ハブから管理できるため、保守とサービスを容易にします。
統合要件：スタンドアロンのインストールには、PLCシステムが理想的です。プラントが複数のPLCシステムで構成されている場合、相互接続性の要件が生じます。通常、コミュニケーションプロトコルを使用してデータのマッピングを必要とするため、これを実現することは一般に困難です。統合はもちろん問題ではありませんが、変更が必要な場合、ユーザーは問題が発生します。1つのPLCシステムに変更が加えられた場合、データマッピングが影響を受けるため、2つのPLCが適切に通信できない場合があります。 DCSシステムの場合、マッピングの必要はありません。構成の変更は簡単なプロセスです。コントローラーにはシステムが付属しています。
高可用性：高可用性要件を備えたプロセスの場合、DCSシステムは冗長構成を提供できます。冗長性を実現する効率と容易さは、予算内でコストを維持するために重要です。
機能要件：一部の業界や施設には、履歴データベース、合理化されたアラーム管理、および一般的なユーザーインターフェイスで構成された集中型制御室が必要です。その他は、製造実行システム（MES）統合、高度な管理、および資産管理が必要です。 DCSシステムにはこれらのアプリケーションが組み込まれているため、追加のスタンドアロンサーバーや統合コストの増加を必要とせずに、自動化エンジニアリングアプリケーションに簡単に追加できます。この点で、DCSシステムはより経済的であり、生産性を向上させ、リスクを減らすことができます。
ライフサイクルROI：施設のニーズは、業界によって異なります。他のプロセス領域との拡張や統合の必要がない小規模のプロセスエンジニアリングの場合、PLCシステムはより良いROIを提供します。 DCSシステムの設置コストが高くなる可能性がありますが、DCSシステムの生産と安全性の利点の増加により、完全なライフサイクルの観点から見ると、これらのコストの一部を相殺します。短期的なニーズと長期的なビジョンのバランスをとることは、運用上の確実性と植物の運転とメンテナンスの改善に重要です。