یکی از سوالاتی که خیلی در مورد سیستم های کنترل صنعتی و اتوماسیون وجود دارد این است که تفاوت PLC و DCS چیست؟ کدام یک بهتر است؟ برای پاسخ به این سوال و درک کامل این دو سیستم بهتر است نیم نگاهی به تاریخچه کنترلرهای منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) و سیستم های کنترل توزیع شده (DCS) داشته باشیم و هر یک از اجزای داخلی این دو دستگاه را مورد بررسی قرار دهیم.

فهرست مطالب

مهم ترین تفاوت PLC و DCS چیست؟

مهم ترین تفاوت بین PLC و DCS در این است که یک PLC ماشین های جداگانه را کنترل می کند در حالی که یک DCS وظیفه مدیریت و کنترل چندین ماشین را در یک کارخانه بر عهده دارد. با ما در این مقاله از مارش شاپ همراه باشید تا نگاهی عمیق تر به مقایسه پی ال سی و DCS بپردازیم و تفاوت های مهمی که کمتر شناخته شده اند را بررسی کنیم.

مقایسه PLC و DCS
DCS چیست؟ DCS یک روش کنترلی است که بیشتر از واحدهای پردازش مرکزی یا همان CPU استفاده می کند. هر CPU مسئول کنترل بخش های جداگانه فرآیند است به طوری که اگر یکی از کار بیفتد، CPU های دیگر بدون ایجاد وقفه در سیستم کلی به انجام وظایف خود ادامه دهند.
در مقابل PLC ها از تجهیزات اتوماسیون صنعتی می باشند که بیشتر برای کنترل متمرکز استفاده می شوند. این بدان معنی است که یک PLC واحد کل فرآیند را کنترل خواهد کرد. از آنجایی که یک PLC بر روی یک مکانیسم متمرکز کار می کند، کنترل کننده PLC و تمام عملیات مرتبط به آن کنترل کننده مرتبط است. اشکال اصلی این نوع سیستم این است که اگر PLC از کار بیفتد، تمام عملیات مرتبط متوقف می شود در حالی که یک DCS دارای سیستم هایی برای کاهش این خطر است. در رابطه با امنیت سایبری، اگر موردی به PLC نفوذ کند، یک عامل تهدید به طور بالقوه می تواند کل سیستم کنترل شده توسط PLC را ویران کند. برای آشنایی بیشتر با پی ال سی پیشنهاد می کنیم مقاله کاربرد PLC را مطالعه نمایید.

تاریخچه DCS و PLC

تاریخچه PLC و DCS هدف اصلی PLC های اولیه جایگزینی با سیستم های کنترل سنتی بوده است، چیزی شبیه به اتاق های رله که از سال ۱۹۶۰ به بعد یافت شد. این سیستم‌های قدیمی کاملاً از رله‌ها و پیمانکاران ساخته شده بودند و مدیریت آن بسیار دشوار بود. معمولا پیمانکاران به ۵ ساعت زمان برای تشخیص و پنج دقیقه برای تعمیر در این سیستم ها نیاز داشتند. چند سال بعد تقریبا در در اوایل دهه ۱۹۷۰ DCS وارد صحنه شد، نه برای جایگزینی PLC، بلکه برای برآوردن سایر الزامات در صنعت اتوماسیون. این بدان معناست که PLC و DCS برای سال‌های زیادی در برنامه‌های مختلف با هم وجود داشته‌اند و هر دو بسته به کاربرد، مزایا و معایب خود را دارند.
اگرچه PLC های مدرن در مقایسه با همتایان اولیه خود پیشرفته هستند، اما معمولاً در اتوماسیون فرآیند گسسته یا کنترل گسسته یافت می شوند. کنترل گسسته شامل برنامه‌هایی است که ورودی‌ها و خروجی‌ها دارای شرایط محدودی هستند، معمولاً دو یا گاهی اوقات بیشتر از دو حالت. برای مثال روشن/خاموش، درست/نادرست، باز/بستن یا ۰/۱. خط مونتاژ خودرو نمونه خوبی است که بیشتر از سیگنال های دیجیتال و سیگنال های آنالوگ محدود استفاده می کند.

جهت سفارش و استعلام قیمت پی ال سی (تماس با ۰۲۱۹۱۰۹۹۲۲۰)

مدرنیزاسیون و DCS

DCS برای فرآیندهای پیوسته که شامل چندین سیگنال آنالوگ و حلقه‌های کنترلی مشتق انتگرال (PID) پیچیده‌تر است مناسبند که در تنظیمات نیروگاه و پالایشگاه یافت می‌شود. زمان واکنش DCS و یا زمان چرخه اسکن آن در مقایسه با PLC ها به دلیل نیاز به پردازش های سنگین سیستم هایی که آنها کار می کنند بیشتر است. علاوه بر این، یک DCS اغلب زبان های برنامه نویسی سطح بالا از جمله نمودار عملکرد پیوسته (CFC) را اعمال می کند. این زبان ها برای برنامه نویسی پیچیده تر، نظارت و اقدامات مهندسی که به توابع از پیش تعریف شده زیادی نیاز دارند بسیار مفید هستند. با این حال آنها پس از کامپایل شدن، کد قابل توجهی تولید می کنند که منجر به افزایش بار برای CPU ها می شود. این ویژگی منجر به کاهش زمان پاسخ به ورودی های حیاتی در سیستم می گردد. از طرف دیگر PLC ها اغلب از زبان های برنامه نویسی سطح پایین از جمله نمودار بلوک تابع (FBD) ، متن ساختاریافته (STL) یا منطق نردبانی (LAD) استفاده می کنند. کدهای تولید شده با این زبان ها به میزان قابل توجهی کمتر است و با خود زبان ماشین همخوانی بیشتری دارند. به همین دلیل است که PLC ها اغلب برای پوشش سیستم های پشتیبان استفاده می شوند که باید به سرعت اجرا شوند.

تفاوت DCS و PLC در سیستم های مانیتورینگ

یکی دیگر از تفاوت های کلیدی پی ال سی و DCS را می توان با نگاهی به سیستم های نظارتی پیدا کرد. در یک DCS، یک بسته نرم افزاری یکپارچه وجود دارد که مجموعه کاملی از امکانات نظارتی را در بر می گیرد. با این حال، در سیستم‌های PLC، معمولاً هیچ رابطه‌ای بین محیط‌های برنامه‌نویسی و نظارت وجود ندارد، که اغلب باید توسط مشتری طراحی و توسعه شوند. اغلب به همین دلیل است که سیستم‌های PLC اغلب به عنوان یک «لوح خالی» با معماری باز شناخته می‌شوند، در حالی که DCS بیشتر شبیه راه‌حل‌های کلیدی در دست است، دومی اغلب به‌عنوان یک سیستم کامل خارج از قفسه و آماده برای پیاده‌سازی توسعه یافته و فروخته می‌شود.

مقاله پیشنهادی: تفاوت plc و hmi

مقایسه مزایا و معایب PLC و DCS

به طور کلی DCS در مقایسه با سیستم های PLC قابل اعتمادتر هستند. این فقط به این دلیل نیست که توزیع شده و یا غیرمتمرکز هستند. بلکه به این دلیل است که در چند سطح اضافی هستند. مهندسی اضافی برای بهبود قابلیت اطمینان سیستم با استفاده از پردازنده های پشتیبان در صورت شکست فرآیند اولیه طراحی شده است. این ویژگی به دو دلیل کلیدی مهم است. اولاً، بسیاری از DCSها فرآیندهای حیاتی ایمنی را کنترل می کنند که در آن خرابی یا قطع شدن تجهیزات می تواند منجر به آسیب یا از دست دادن جان افراد شود.

از طرفی افزونگی، قابلیت اطمینان تجهیزات را افزایش می‌دهد و عامل DCS را بر روی نمایشگرها، نرم‌افزارها و برنامه‌ها متمرکز می‌کند. این سطوح اضافی شامل پردازنده‌ها، منابع تغذیه، سرورها، سوئیچ‌های شبکه و کابل‌های شبکه می‌شوند که در صورت خرابی سیستم می‌توان همه آن‌ها را به طور جداگانه کنترل کرد.
علاوه بر این، از آنجایی که زمان پاسخ DCS در مقایسه با PLC بسیار بالاتر است، DCS برای فرآیندهایی با سیگنال‌های آنالوگ و حلقه‌های PID بیشتر استفاده می‌شود. در مقابل PLC ها برای فرآیندهایی که به سیگنال های گسسته تر و سیگنال های آنالوگ کمتری نیاز دارند بهتر هستند. با DCS، اپراتورها از توابع از پیش تعریف شده و بلوک های تابع و زبان های برنامه نویسی سطح بالا بهره مند می شوند، اما در PLC ها اغلب باید خودتان توابع را بنویسید و تعریف کنید.

علاوه بر این، معماری شبکه DCS با استفاده از یک بسته سخت افزاری و نرم افزاری یکپارچه پیاده سازی می شود. با این حال، بسته سخت افزاری و نرم افزاری DCS بسیار بیشتر از معادل های PLC خود هزینه دارد و اغلب انعطاف پذیری کمتری دارند. سیستم‌های DCS را می‌توان به‌عنوان بسیار بهینه و پایدار، اما با قابلیت گسترش محدود خلاصه کرد، در حالی که PLCها، علی‌رغم اینکه پایداری کمتری دارند و نیاز به تلاش بیشتر دارند، دارای انعطاف‌پذیری بیشتری هستند که مناسب صنایع خاصی است. به همین دلیل است که PLC ها صرف نظر از اینکه به عنوان بخشی از یک سیستم متمرکز یا غیرمتمرکز استفاده می شوند، جزء جدایی ناپذیر سیستم های کنترل صنعتی(ICS) باقی می مانند.

ویژگی	PLC	DCS
تعریف	PLC یک بخش واحد است که به طور گسسته فرآیندها را کنترل می کند.	DCS یک سیستم کامل است که با انجام فرآیندهای مختلف، عملیات ماشین را کنترل می کند.
سال ساخت	۱۹۶۹	۱۹۷۵
معماری	ساده	تقریبا پیچیده
جایگزین شده با	رله های الکترومکانیکی	کنترلرهای تک حلقه
برنامه ریزی شده	بر اساس اپلیکیشن موردنظر	بر اساس برنامه پیکربندی شده
کنترل	ماشین	سیستم
نوع کنترلر	متمرکز	غیرمتمرکز
مدت زمان اسکن	۱۰ میلی ثانیه یا کمتر	۱۰۰ الی ۵۰۰ میلی ثانیه
نوع کنترل	گسسته	تنظیمی
مدت زمان پاسخ	سریع	تقریبا کند
ترمینال I/O	کم	زیاد
عیب یابی	سخت	آسان
تعامل انسان	حداقل	نسبتا بیشتر
هزینه اولیه	ارزان	گران
انعطاف پذیری	کم	نسبتا بیشتر
کاربرد	فرایندهای اختصاصی	فرایندهای پیچیده

سخن نهایی

در این مقاله به بررسی تفاوت PLC و DCS پرداختیم و این دو سیستم را در ابعاد مختلف با یکدیگر مقایسه نمودیم. به طور کلی می توان گفت در صورتیکه مشکلی در پی ال سی رخ دهد کل این دستگاه از کار می افتد در حالیکه در شرایط مشابه DCS به طور کامل خراب نمی شود. زیرا کنترلرها جداگانه ای در آن قرار دارد که موجب می شود سایر قسمت های فرایند به کار خود ادامه دهند.

منبع