I. บทนำ

ในระบบควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ Programmable Logic Controller (PLC), ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) และระบบควบคุม Fieldbus (FCS) เป็นโซลูชันการควบคุมที่นำมาใช้กันทั่วไปสามโซลูชัน แต่ละองค์ประกอบมีหลักการทำงาน ลักษณะการทำงาน และสถานการณ์ที่นำไปใช้ได้ไม่ซ้ำใคร โดยนำเสนอโซลูชันที่หลากหลายสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม บทความนี้ดำเนินการวิเคราะห์โดยละเอียดและเปรียบเทียบระบบควบคุมทั้งสามระบบเพื่อช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจความแตกต่างและความเชื่อมโยงกันอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ครั้งที่สอง ระบบควบคุม PLC

ความหมายและหลักการทำงาน

ระบบควบคุม PLC เป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมด้วยโปรแกรม-ซึ่งควบคุมสถานะของสัญญาณอินพุต/เอาต์พุต (I/O) ผ่าน-โปรแกรมที่เขียนไว้ล่วงหน้า ดังนั้นจึงทำให้เกิดการควบคุมอัตโนมัติ การตรวจสอบ และการทำงานของ-อุปกรณ์บนไซต์งาน PLC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมดูล CPU โมดูลอินพุต โมดูลเอาต์พุต และอุปกรณ์การเขียนโปรแกรม และหลักการทำงานประกอบด้วยสามขั้นตอน: การได้มาซึ่งสัญญาณอินพุต การทำงานของโปรแกรม และการควบคุมเอาต์พุต

ลักษณะการทำงาน

(1) ประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์-ที่ยอดเยี่ยม: ระบบควบคุม PLC มีประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์สูง- ทำให้สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมบนไซต์งานได้อย่างรวดเร็ว- และนำกลยุทธ์การควบคุมที่ตั้งไว้ล่วงหน้าไปใช้ได้อย่างรวดเร็ว

(2) ความมั่นคงสูง: อัลกอริธึมการควบคุมของระบบควบคุม PLC มีความเสถียรและไม่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอก เช่น การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และความผันผวนของแหล่งจ่ายไฟ ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของระบบ

(3) มีความยืดหยุ่นสูง: โปรแกรมของระบบควบคุม PLC สามารถแก้ไขและอัพเดตได้ตลอดเวลาเพื่อปรับให้เข้ากับเงื่อนไขและข้อกำหนดการควบคุมที่แตกต่างกัน

(4) การเขียนโปรแกรมง่าย: ภาษาการเขียนโปรแกรมสำหรับระบบควบคุม PLC นั้นเรียบง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย ช่วยให้ออกแบบ ดัดแปลง และแก้ไขโปรแกรมได้อย่างรวดเร็วและสะดวก

(5) ขยายได้ง่าย: ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของระบบควบคุม PLC รองรับการขยายที่ยืดหยุ่น และสามารถกำหนดค่าโมดูล I/O โมดูลการสื่อสาร และส่วนประกอบอื่นๆ ที่แตกต่างกันได้ตามต้องการ

ที่สาม ระบบควบคุมดีซีเอส

ความหมายและหลักการทำงาน

ระบบควบคุม DCS หรือที่เรียกว่าระบบควบคุมแบบกระจาย คือระบบควบคุมอุปกรณ์รุ่นใหม่ที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งใช้หลักการออกแบบของฟังก์ชันการควบคุมแบบกระจายอำนาจ จอแสดงผลและการทำงานแบบรวมศูนย์ และการผสมผสานระหว่างความเป็นอิสระแบบกระจายอำนาจและการประสานงานแบบบูรณาการ มันเป็นระบบคอมพิวเตอร์หลาย-ที่เชื่อมโยงกันด้วยเครือข่ายการสื่อสาร ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยระดับการควบคุมกระบวนการและระดับการตรวจสอบกระบวนการ และรวมเอาเทคโนโลยี C สี่อย่างเข้าไว้ด้วยกัน ได้แก่ คอมพิวเตอร์ การสื่อสาร จอแสดงผล CRT (แคโทดเรย์ทูบ) และการควบคุม

ลักษณะเฉพาะ

(1) มีความน่าเชื่อถือสูง: DCS ใช้การออกแบบโครงสร้างที่ซ้ำซ้อน และความล้มเหลวของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เครื่องเดียวจะไม่ทำให้เกิดความผิดปกติในทั้งระบบ

(2) ความเปิดกว้าง: ใช้แพลตฟอร์มเปิดที่เป็นระบบ แบบโมดูลาร์ และได้มาตรฐาน และระบบคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อถึงกันทั้งหมดสามารถตระหนักถึงการเชื่อมต่อโครงข่ายแบบรวมศูนย์และการเข้าถึงผ่านวิธีการสื่อสาร เช่น อีเธอร์เน็ต

(3) การกำหนดค่าที่ยืดหยุ่น: DCS อนุญาตให้เพิ่มหรือลดโมดูลระบบตามความต้องการที่แท้จริงเพื่อให้เกิดการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่น

(4) การออกแบบโมดูลาร์: อุปกรณ์หลักทั้งหมด รวมถึงโปรเซสเซอร์ แหล่งจ่ายไฟ โมดูล I/O โมดูลการสื่อสาร และโมดูล AI/AO ใช้การออกแบบโมดูลาร์ ซึ่งปรับปรุงความสามารถในการขยายและการบำรุงรักษาของระบบ

IV. ระบบควบคุมเอฟซีเอส

ความหมายและหลักการทำงาน

ระบบควบคุม Fieldbus (FCS) คือระบบควบคุมรุ่นใหม่ที่พัฒนาจาก DCS และ PLC นำเทคโนโลยีฟิลด์บัสมาใช้ในการเชื่อมต่อ-อุปกรณ์ไซต์และระบบอัตโนมัติที่ชาญฉลาดเข้ากับเครือข่ายการสื่อสารแบบกระจายอำนาจโดยสมบูรณ์พร้อม-การส่งข้อมูลสองทางและโครงสร้างสาขาหลาย-

ลักษณะเฉพาะ

(1) บน-เครือข่ายการสื่อสารของไซต์: FCS นำเทคโนโลยีฟิลด์บัสมาใช้เพื่อสร้างการสื่อสารแบบดิจิทัลระหว่างอุปกรณ์อัจฉริยะบนไซต์- และระบบอัตโนมัติ

(2) การเชื่อมต่อโครงข่ายของอุปกรณ์และการทำงานร่วมกัน: FCS รองรับการเชื่อมต่อและการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ที่ผลิตโดยผู้ผลิตหลายราย ซึ่งช่วยลดต้นทุนในการรวมระบบ

(3) บล็อกฟังก์ชันแบบกระจายอำนาจ: FCS กระจายฟังก์ชันการควบคุมไปยังอุปกรณ์ต่างๆ บนไซต์- ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นของระบบ

(4) จ่ายไฟผ่านสายสื่อสาร: FCS รองรับการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ในไซต์-ผ่านสายสื่อสาร ทำให้การเดินสายของระบบง่ายขึ้น

V. การเปรียบเทียบระบบควบคุม PLC, DCS และ FCS

องค์ประกอบโครงสร้าง

PLC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมดูล CPU โมดูลอินพุต โมดูลเอาต์พุต และอุปกรณ์การเขียนโปรแกรม DCS คือระบบคอมพิวเตอร์หลาย-ที่เชื่อมโยงกันโดยเครือข่ายการสื่อสาร ซึ่งประกอบด้วยระดับการควบคุมกระบวนการและระดับการตรวจสอบกระบวนการ FCS ซึ่งพัฒนามาจาก DCS และ PLC ใช้เทคโนโลยีฟิลด์บัสเพื่อเชื่อมต่อ-อุปกรณ์ไซต์และระบบอัตโนมัติอันชาญฉลาด

ลักษณะการทำงาน

PLC มีประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์-ที่ยอดเยี่ยม มีเสถียรภาพสูง มีความยืดหยุ่นสูง ตั้งโปรแกรมได้ง่าย และขยายได้ง่าย DCS โดดเด่นด้วยความน่าเชื่อถือสูง ความเปิดกว้าง การกำหนดค่าที่ยืดหยุ่น และการออกแบบโมดูลาร์ FCS มีคุณลักษณะของเครือข่ายการสื่อสารบนไซต์- การเชื่อมต่อระหว่างกันของอุปกรณ์และความสามารถในการทำงานร่วมกัน บล็อกฟังก์ชันแบบกระจายอำนาจ และการจ่ายไฟผ่านสายการสื่อสาร

สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง

PLC เหมาะสำหรับการควบคุมสายการผลิตและอุปกรณ์อัตโนมัติขนาดเล็ก- DCS สามารถใช้ได้กับ-การควบคุมและการจัดการกระบวนการทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่น ในสาขาเคมี พลังงานไฟฟ้า โลหะวิทยา และสาขาอื่นๆ FCS เหมาะสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนซึ่งต้องมีการเชื่อมต่อและการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ในไซต์งาน-

วี. บทสรุป

ระบบควบคุม PLC, DCS และ FCS ต่างก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเองและมีบทบาทสำคัญในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ด้วยการเปรียบเทียบองค์ประกอบโครงสร้าง ลักษณะการทำงาน และสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง เราสามารถเลือกโซลูชันการควบคุมที่เหมาะสมที่สุดตามความต้องการที่แท้จริงได้ ด้วยการพัฒนาระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง ระบบควบคุมทั้งสามนี้จะยังคงมีบทบาทสำคัญและได้รับการสร้างสรรค์และปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง