تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی

همان‌طور که قبلاً در مقاله‌ای جداگانه در خصوص اینکه DCS چیست صحبت کردیم، پی ال سی و DCS برای کنترل فرایند، ماشین‌آلات و تجهیزات هستند. پس سؤالی که مطرح می‌شود این است که تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی چیست و آیا می‌توان به‌جای یکدیگر استفاده شوند یا خیر؟ در این مطلب می‌خواهیم به‌طور کامل و جامع به این پرسش‌ها و موارد مشابه آن پاسخ‌دهیم.قبل از مطالعه این مقاله پیشنهاد می کنیم به مقاله پی ال سی چیست و کاربرد آن در صنایع چگونه است؟ و همچنین به مقاله سیستم DCS چیست؟ معرفی 4 سطح معماری آن مراجعه کرده و به عنوان پیش نیاز مقاله جدید مطالعه کنید. با مقاله تخصصی دیگری از آزند اتوماسیون با ما همراه باشید.

مقایسه تفاوت پی ال سی و DCS در اتوماسیون صنعتی

در جدول زیر به طور خلاصه و جامع به تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی پرداخته‌ایم:

مقایسه PLC و DCS از نظر قابلیت

وقتی صحبت از فرق پی ال سی و DCS در اتوماسیون صنعتی می‌شود یکی از جنبه‌های مهم مقایسه‌ای، تفاوت در قابلیت‌های این دو است. از نظر قابلیت و توانایی انجام کار و همچنین وظایف تعیین شده، PLC و DCS در موارد زیر با یکدیگر فرق دارند:

نوع معماری (Architecture)

معماری در PLC به شکل لوکال یا محلی است؛ یعنی یک‌سری واحدهای درون پی ال سی، مستقل و متمرکز بوده و همگی در یک مکان مشخص نصب می‌شوند؛ اما هر واحد به شکل مجزا کنترل و برنامه‌ریزی می‌شود. درحالی‌که DCS معماری توزیع شده دارد که از اسم این تجهیزات هم مشخص است؛ بنابراین عملکرد کنترلی در DCS در کل سیستم پخش شده و واحدهای کنترل مرکزی و واحد میدانی به شکل توزیع شده نصب شده و با هم ارتباط دارند.

انتقال داده (Data Transfer)

یک مورد تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی بحث انتقال داده و شبکه است به‌نحوی‌که ارتباط بین واحدهای پی ال سی به شکل LAN بوده و اطلاعات به شکل مستقیم بین واحدهای پی ال سی ارسال و دریافت می‌گردند. اما در DCS از شبکه‌های صنعتی کمک می‌گیرند چون نیاز به امنیت بالاتری است و باید بین واحدهای کنترل مرکزی و واحدهای میانی ارتباط برقرار کرد.

سطح پردازش یا Process Level

همان‌طور که گفتیم هم PLC و هم DCS برای پردازش و کنترل فرایندها و تجهیزات و ماشین‌آلات هستند پس فرق پی ال سی و DCS در اتوماسیون صنعتی چیست؟ PLC وظیفه کنترل فرایندهای سطوح پایینی مثل ورودی و خروجی‌ها، عملیات ساده و منطقی مثل تایمرها و کانترها را بر عهده دارد و زمان پاسخ هم سریع و کوتاه است. اما DCS فرایندهای صنعتی و پیچیده که سطوح پردازشی بالاتر هستند را کنترل می‌کند و می‌توانند این نوع کنترل را در کل پروسه صنعتی انجام دهند.

امکان گسترش و انعطاف‌پذیری (Scalable and Expandability)

مورد دیگر در تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی این است که PLC برای صنایع کوچک و متوسط بوده و توسعه‌پذیری سریع و راحتی دارد. واحدهای جدید به‌راحتی به PLC اضافه شده و هر کدام امکان برنامه‌نویسی را دارند. اما DCS برای فرایندهای صنعتی پیچیده و بزرگ است و انعطاف‌پذیری بالایی دارند و گسترش‌پذیر هستند.

برنامه‌نویسی (Programming)

برنامه‌نویسی PLC با زبان‌های خاصی مثل LADDER یا FBD و ST انجام می‌شود که برنامه‌ریزی منطق کنترلی، تنظیم I/O و غیره را انجام می‌دهند. برنامه‌نویسی DCS نیاز به برنامه‌های کاملاً تخصصی دارد و می‌توانند توابع کنترلی پیچیده، پارامترها و تحلیل داده‌ها را انجام دهند.

زمان و سرعت کار (Fast Response)

مورد بسیار مهم بعدی که باید در خصوص تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی بدانید این است که PLC برای پروژه‌هایی که نیاز به پاسخ سریع و بادقت بالا دارند مناسب است؛ چون پاسخ واحدهای پی ال سی خیلی بالاست. در طرف مقابل DCS برای فرایند پیچیده و مجتمع با سرعت و قابلیت اطمینان بالا مناسب است.

PLC چیست؟

اکنون که با تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی از لحاظ قابلیت آشنا شدید بد نیست با تعاریف این دو تجهیزات اتوماسیون صنعتی هم آشنا شوید. PLC که مخفف عبارت Programmable Logic Controller است برای کنترل و نظارت بر فرایندهای تولید به شکل مجزا استفاده می‌شود. فرایندهای تولید، مثل فرایندهای شمارش، زمان‌بندی و انجام عملیات منطقی است. اساس کنترل هم به شکل مجزا یا گسسته است؛ چون ورودی و خروجی‌های آن بیشتر به شکل سیستم باینری صفر و یکی عمل می‌کنند. تمام CPU در یک پی ال سی امکان نظارت بر کل ماشین را دارد.

DCS چیست؟

در سمت مقابل DCS را داریم که مخفف عبارت Distributed Control System یا سیستم کنترل توزیع شده یا سیستم کنترل غیرمتمرکز است. سیستم‌های DCS برای کنترل فرایندهای صنعتی بزرگ و پیشرفته مثل پالایشگاه‌ها، پتروشیمی و نیروگاه‌ها کاربرد دارد و کنترل‌کننده مرکزی ندارند پس کنترل‌کننده‌ها به شکل پراکنده این کار را انجام می‌دهند؛ بنابراین وظیفه کنترل در بین بخش‌های مختلف توزیع شده یا تقسیم شده است و به شکل مرکزی یا متمرکز نیست. به‌عبارت‌دیگر باید گفت که DCS سیستمی متشکل از چندین بخش است درحالی‌که PLC خودش بخشی از یک سیستم است.

شاید نیاز باشد اصطلاخاتی را کسانی که DCS قزار هست کار کنند بدانند؛اصطلاحات مهمی چون تست های FAT و SAT و لوپ چک که به ترتیب به شرح هر یک می پردازیم:

1. تست FAT: مجموعه تست هایی است که در محل کارگاه پیمانکار انجام می شود با هدف تست تابلو کنترل و نکات آن،تست لاجیک شبیه سازی شده،تست بخش مانیتورینگ و بررسی های فنی و…
2. تست لوپ چک:یک فعالیت ابزار دقیقی به منظور اطمینان از وایرینگ سنسورها و عملگرها از سایت تا محل پنل کنترل است.
3. تست SAT: تست نهایی بخش های مختلف پروژه صرف نظر از لاجیک کنترلی،در سایت کارفرما(محل اجرای پروژه) است که در آن از صحت عملکرد سنسورها و عملگرها و… اطمینان حاصل می شود.

یک اشتباه بزرگ در انتخاب سیستم DCS

یک اشتباه بزرگ در انتخاب سیستم سیستم DCS عدم توجه به سازگاری اجزای سخت افزاری و نرم افزاری آن است.مثلا عدم توجه با نسخه ویندوز مناسب برای نرم افزار DCS،یا عدم توجه به سازگاری ماژول ها با یکدیگر و…

معمولا سازنده سیستم DCS فایل های مفیدی در این رابطه ارائه می کند که در طراحی و انتخاب سیستم DCS باید مطابق آن عمل نمود.کوچکترین اشتباه در این مرحله می تواند منجر به خسارت میلیاردی در پروژه شود.

تفاوت PLC و DCS چیست؟

تا اینجا در خصوص فرق پی ال سی و DCS در اتوماسیون صنعتی، قابلیت‌های این دو را با یکدیگر مقایسه کردیم. اکنون قصد داریم به تفاوت‌های اصلی بین این دو تجهیز اتوماسیون صنعتی بپردازیم که عبارت‌اند از:

• سیستم‌عامل PLC نسبتاً ساده است
• از نظر شرح پروژه و مدارک مهندسی در شروع پروژه وضعیت پروژه های DCS بسیار بهتر از پروژه های PLC است و معمولا مدارک کافی برای شروع کار وجود دارد.در حالی که در بسیاری از موارد،پروژه های PLC فاقد هر گونه مدرک اولیه از قبیل IO LIST ،منطق کنترل و… هستند.
• مراحل اجرای پروژه های DCS منظم تر از پروژه های PLC است و مراحل مختلف از قبیل SAT،LOOP CHECK،FAT و … به درستی انجام می شود اما در پروژه های PLC متاسفانه برخی از مراحل از قبیل FAT به درستی انجام نمی شود.
• اجرای پروژه های DCS مبتنی بر داکیومنت و منوال های سازنده سیستم DCS انجام می شود و کمتر از موارد تجربی و سعی و خطا در آن استفاده می شود در حالی که در پروژه های PLC معمولا به صورت تجربی و بر مبنای تجربیات مجری پروژه انجام می شود.
• وظایف و تسک‌های محول شده را با سرعت بالایی انجام می‌دهند که یکی از دلایل آن نبود برنامه در پس‌زمینه و نزدیکی به دستگاه‌هایی است که باید کنترل شوند
• پی ال سی برای کنترل یک تجهیز یا دستگاه است و تمام تمرکز آن معطوف به همین تسک است اما DCS چند ماشین را به شکل متمرکز کنترل می‌کنند
• انعطاف‌پذیری پی ال سی بالاتر است؛ چون قابلیت سفارشی‌سازی سریع و راحت را دارد اما DCS این‌طور نیست که یک تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی همین است
• در پی ال سی از کدهای برنامه‌نویسی سطح پایین مثل LADDER و FBD استفاده می‌شود درحالی‌که برای DCS از کدهای سطح بالا مثل CFC استفاده می‌شود بااین‌حال همین کدهای سطح بالا بعد از کامپایل شدن کدهای زیادی تولید می‌کنند که باعث فشار آمدن به CPU می‌شود.
• سیستم مانیتورینگ در PLC به‌خاطر نبود ارتباط برنامه‌نویسی با محیط مانیتورینگ، متفاوت است درحالی‌که DCS بسته نرم‌افزاری یکپارچه‌ای دارد که چندین امکان نظارتی را در خود جای‌داده است.
• PLC به‌منظور جایگزین‌شدن با کنترل‌های مبتنی بر رله و تجهیزات آنالوگ و کنترلی یک ماشین طراحی شدند درحالی‌که DCS برای کنترل کل یک ساختمان یا کارخانه یا بخش تولیدی طراحی شده‌اند که فرایندهای گسترده و مرتبط به یکدیگر دارند.

فرق پی ال سی و DCS در اتوماسیون صنعتی

اگر بخواهیم تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی را به شکل جزئی‌تر و از سایر جنبه‌ها نیز بررسی کنیم به موارد زیر دست پیدا خواهیم کرد:

سخن آخر

طبق مقایسه‌ای که در این مطلب انجام دادیم و بررسی تفاوت PLC و DCS در اتوماسیون صنعتی متوجه شدید که این دو در بین تجهیزات اتوماسیون صنعتی با وجود شباهتی که در کارکرد دارند، متفاوت عمل می‌کنند و قابل‌استفاده به‌جای یکدیگر نیستند. ضمناً مزایا و معایب هر کدام از آنها به همراه نوع کاربرد باعث شده تا نتوانیم بگوییم کدام یک بهتر از دیگری است. شما می‌توانید برای خرید انواع PLC در برندهای مختلف از آزند اتوماسیون اقدام نمایید.

سؤالات متداول

فرق PLC و DCS در کاربرد چیست؟

PLC برای فرایندهای کوچک و متوسط و DCS برای فرایندهای بزرگ و پیچیده استفاده می‌شوند.

مدت‌زمان اسکن و پاسخ‌دهی PLC و DCS چه فرقی با هم دارند؟

PLCها سریع‌تر هستند و مدت‌زمان پاسخ‌دهی آنها کوتاه‌تر است.

آیا می‌توان از DCS به‌جای PLC استفاده کرد؟

خیر اساساً کاربرد آنها در صنایع متفاوت بوده و جایگاه محفوظی دارند.