Campos de aplicación de PLC, ¿por qué utilizar PLC?
Se analizan las características y diferencias de PLC, DCS y FCS, y se señala el origen y dirección de desarrollo de los tres sistemas de control.
Palabras clave: Controlador lógico programable (PLC), Sistema de control distribuido (DCS) y Sistema de control por bus de campo (FCS)
1. Introducción
El sistema de control por bus de campo. que se puso en práctica en la década de 1990 se ha desarrollado rápidamente y es el sistema de control más moderno del mundo. El sistema de control Fieldbus es un tema candente en la tecnología de automatización actual y está atrayendo cada vez más atención por parte de fabricantes y usuarios de equipos de automatización nacionales y extranjeros. La aparición de los sistemas de control por bus de campo traerá otra revolución al campo de la automatización. Su profundidad y amplitud superarán cualquier período de la historia, creando así una nueva era de la automatización.
En algunas industrias, FCS se desarrolla a partir de PLC; en otras industrias, FCS se desarrolla a partir de DCS, por lo que FCS, PLC y DCS están inextricablemente vinculados y tienen su esencia. Este artículo intenta analizar las características y diferencias de PLC, DCS y FCS, y señala su origen y dirección de desarrollo.
Características básicas de 2.2. PLC, DCS y FCS.
Actualmente, existen tres sistemas de control principales en la automatización de producción de procesos continuos (PA) o control de procesos industriales, a saber, PLC, DCS y FCS. Sus características básicas son las siguientes:
2.1 PLC
(1) El desarrollo desde el control de encendido y apagado hasta el control de secuencia y el procesamiento de transporte es de abajo hacia arriba.
(2) Control PID continuo y otras multifunción, estación de interrupción con PID.
(3) Se puede utilizar una PC como estación maestra y varios PLC del mismo tipo como estaciones esclavas.
(4) También se puede utilizar un PLC como estación maestra y varios PLC del mismo tipo como estaciones esclavas para formar una red PLC. Esto es mucho más conveniente que usar una PC como estación maestra: cuando hay programación de usuario, no es necesario conocer el protocolo de comunicación, simplemente escribir de acuerdo con el formato de instrucción.
(5) La red eléctrica PLC se puede utilizar como un DCS/TDCS independiente o como un subsistema de DCS/TDCS.
(6) Los sistemas a gran escala son los mismos que DCS/TDCS, como TDC3000, CENTUMCS, WDPFI y MOD300.
(7) Red PLC como SINEC-L1, SINEC-H1, S4, S5, S6, S7 de Siemens, GENET de GE, MELSEC-NET de Mitsubishi, MELSEC-NET/MINI.
(8) Utilizado principalmente para el control de secuencia en procesos industriales, el nuevo PLC también tiene funciones de control de bucle cerrado.
(9)Fabricantes: Gould (EE.UU.), AB (EE.UU.), GE (EE.UU.), Omron (Japón), Mitsubishi (Japón), Siemens (Alemania), etc.
2.2 Carta de crédito documental o TDCS
(1) El sistema de control distribuido DCS y el sistema de control descentralizado TDCS son sistemas de monitoreo que integran la tecnología 4C (comunicación, computadora, control, CRT).
(2) Sistema de gran tamaño con topología de árbol de arriba hacia abajo, en el que la comunicación es la clave.
(3) El PID está en la estación de interrupción y la estación de interrupción está conectada a la computadora, los instrumentos de campo y los dispositivos de control.
(4) es una topología de árbol, que es una estructura de enlace paralelo y continuo. También hay una gran cantidad de cables que corren en paralelo desde la estación repetidora hasta los instrumentos de campo.
(5) Señal analógica, A/D-D/A, mezclada con microprocesador.
(6) Un par de cables del instrumento están conectados a la E/S y el instrumento está conectado a la LAN desde la estación de control.
(7) DCS es una estructura de tres niveles de control (estación de ingeniero), operación (estación de operador) e instrumentación de campo (estación de control y medición de campo).
(8) La desventaja es que el costo es alto, los productos de varias empresas no pueden ser interoperables y los grandes sistemas DCS son diferentes de una empresa a otra.
(9) Se utiliza para el control de procesos continuos a gran escala, como en la industria petroquímica.
(10)Fabricantes: Bailey (EE.UU.), Westinghouse (EE.UU.), HITACH (Japón), Leeds & Northrop (EE.UU.), Siemens (Alemania), Foxbo Luo (EE.UU.), ABB (Suiza), Hartmann & Braun (Alemania), Yokogawa (Japón), Honeywell (EE.UU.), Taylor (EE.UU.), etc.
2.3 FCS
Las tareas básicas de (1) son: seguridad intrínseca, áreas peligrosas, procesos cambiantes y entornos difíciles y extraordinarios.
(2) Totalmente digital, inteligente y multifuncional, sustituyendo a instrumentos, contadores y dispositivos de control analógicos monofunción.
(3) Utilice dos cables para conectar instrumentos de campo dispersos, dispositivos de control, PID y centros de control en lugar de utilizar dos cables para cada instrumento.
(4) PID es igual a los instrumentos, instrumentos y dispositivos de control del bus.
(5) Los sistemas de comunicación multivariable, multinodo, serie y digital reemplazan a los sistemas monovariable, monopunto, paralelos y analógicos.
(6) Está interconectado, es bidireccional y abierto, en lugar de unidireccional y cerrado.
(7) Utilizar estaciones de control virtuales descentralizadas para reemplazar las estaciones de control centralizadas.
(8) Está controlado por la computadora en el sitio y también se puede conectar a la computadora host y a la computadora de nivel superior en el mismo bus.
(9) Red de área local, que se puede conectar a Internet.
(10) Transformar los estándares de señales tradicionales, los estándares de comunicación y los estándares de sistemas en redes de gestión empresarial.
(11)Fabricantes: Honeywell, Smar, Fisher-Rosemount, AB/Rockwell, Elsag-Bailey, Foxboro, Yamatake, Yokogawa de Japón, Siemens de Europa, GEC-Alstom, Schneider, Proceedings-Data, ABB, etc.
Bus de campo típico (12) Nivel 3
1) Control automático de procesos continuos, como la industria petroquímica, en la que la tecnología "intrínsecamente segura y a prueba de explosiones" es absolutamente importante. incluyen FF, World FIP, PROFIBUS-PA;
2) Control automático discreto de acciones de proceso, como robots de fabricación de automóviles y automóviles. Los productos típicos incluyen PROFIBUS-DP y CANbus; 3) Control multipunto Por ejemplo, automatización de edificios, los productos típicos incluyen LON Work y Profibus-FMS.
De la descripción de los puntos básicos anteriores, ¿hemos notado que los tres sistemas utilizados para el control de procesos no fueron desarrollados para plantas de energía, o que en las primeras etapas de su desarrollo, las plantas de energía no fueron las primeras? elección para el control del sistema. En los manuales de instrucciones de estos sistemas nunca se mencionan las centrales eléctricas como ámbito de aplicación preferente y en algunos casos ni siquiera se mencionan las centrales eléctricas. Lo extraño es que estos tres sistemas de control, especialmente DCS y PLC, se han utilizado ampliamente en centrales eléctricas y los efectos son muy buenos.
Número de páginas
3. Diferencias entre los tres sistemas de control
Ya sabemos que FCS se desarrolla a partir de DCS y PLC. FCS no solo tiene las características de DCS y PLC, sino que también da un paso revolucionario. Actualmente, los nuevos Consejos de Distrito y el nuevo Consejo Legislativo Provisional se están acercando entre sí. El nuevo DCS tiene potentes funciones de control secuencial; el nuevo PLC no es malo para manejar el control de circuito cerrado y los dos pueden formar una gran red. El ámbito de aplicación de DCS y PLC tiene un gran cruce. La siguiente sección solo compara DCS y FCS. En los capítulos anteriores, se abordó la diferencia entre DCS y FCS. La arquitectura, la inversión, el diseño y el uso se describirán a continuación.
3.1 puntos de diferencia
Documentos (abreviatura de documentos) Sistema de Control Distribuido (Sistema de Control Distribuido)
La clave del sistema DCS es la comunicación. También se puede decir que la autopista de datos es la columna vertebral del sistema de control distribuido DCS. Debido a que su tarea es proporcionar una red de comunicación entre todos los componentes del sistema, el diseño de la autopista de datos determina la flexibilidad y seguridad generales. Los medios de la autopista de datos pueden ser un par trenzado, un cable coaxial o un cable de fibra óptica.
A través de los parámetros de diseño de la autopista de datos, básicamente podemos comprender las ventajas y desventajas relativas de un sistema DCS específico.
(1) ¿Cuánta información de E/S puede manejar el sistema?
(2) ¿Cuánta información del circuito de control puede procesar el sistema?
(3) A cuántos usuarios y dispositivos (CRT, estación de control, etc.) se puede adaptar.
(4) Cómo comprobar minuciosamente la integridad de los datos transmitidos.
(5)¿Cuál es la longitud máxima permitida de la autopista de datos?
(6)¿Cuántas sucursales puede admitir la autopista de datos?
(7) Si la autopista de datos puede soportar hardware (controladores programables, computadoras, equipos de grabación de datos, etc.). ) producidos por otros fabricantes.
Para garantizar la integridad de la comunicación, la mayoría de los proveedores de DCS pueden proporcionar autopistas de datos redundantes.
Para garantizar la seguridad del sistema, se utilizan complejos protocolos de comunicación y tecnologías de detección de errores. El llamado protocolo de comunicación es un conjunto de reglas que garantizan que los datos transmitidos se reciban y se entiendan como datos transmitidos.
En la actualidad, los sistemas DCS generalmente utilizan dos métodos de comunicación, a saber, síncrono y asíncrono. Mientras que las comunicaciones síncronas dependen de una señal de reloj para regular el envío y la recepción de datos, las redes asíncronas utilizan un sistema de informes sin reloj.
Sistema de Control de Incendios
La circunscripción funcional tiene tres puntos clave.
(1) El núcleo del sistema FCS es el protocolo de bus, que es el estándar de bus.
Como se mencionó en el capítulo anterior, una vez que se determina un tipo de protocolo de bus, también se determinan las tecnologías clave relevantes y el equipo relacionado. En cuanto a los principios básicos de su protocolo de bus, todos los buses son iguales y se basan en resolver la transmisión de comunicación digital en serie bidireccional. Sin embargo, debido a diversas razones, los protocolos de los distintos autobuses varían mucho.
Para que el bus de campo cumpla con los requisitos de interoperabilidad y lo convierta en un sistema verdaderamente abierto, en la capa de usuario del estándar internacional IEC y el modelo de protocolo de comunicación de bus de campo, se estipula claramente que la capa de usuario tiene una descripción del dispositivo Función. Para lograr la interoperabilidad, cada dispositivo de bus de campo se describe mediante una descripción de dispositivo DD. DD puede considerarse como un controlador del dispositivo, incluidas todas las descripciones de parámetros necesarios y los pasos operativos requeridos por la estación maestra. Debido a que DD contiene toda la información necesaria para describir la comunicación del dispositivo, independientemente de la estación maestra, permite que los dispositivos de campo logren una verdadera interoperabilidad.
¿La situación real es la misma que la anterior? La respuesta es no. El estándar internacional de bus de campo adoptado actualmente contiene ocho tipos, y el estándar internacional IEO original es solo uno de estos ocho tipos y los otros siete tipos. Todos los tipos de autobuses son iguales. Para los otros siete buses, independientemente de su participación de mercado, cada protocolo de bus tiene un conjunto de soporte de software y hardware. Pueden formar sistemas y productos, pero el estándar internacional de bus de campo IEC original es un estante vacío sin soporte de software ni de hardware. Por lo tanto, actualmente es casi imposible lograr la compatibilidad mutua y la interoperabilidad de estos autobuses.
De lo anterior, podemos obtener una imagen de la interoperabilidad de un sistema de control de bus de campo abierto en lo que respecta a un tipo específico de bus de campo, siempre que se siga el protocolo de bus de ese tipo de bus de campo. Sus productos son abiertos e interoperables. En otras palabras, no importa cuál sea el producto del fabricante, no es el producto de la empresa de bus de campo. Siempre que se siga el protocolo de bus y los productos sean abiertos e interoperables, se puede formar una red de bus.
(2) El sistema FCS se basa en dispositivos de campo digitales inteligentes.
Los dispositivos de campo digitales inteligentes son el soporte de hardware y la base del sistema FCS. La razón es sencilla. El sistema FCS implementa un sistema de señal de bus de campo de comunicación digital bidireccional entre el equipo de control automático y el equipo de campo. Si los dispositivos de campo no siguen un protocolo de bus unificado, es decir, un protocolo de comunicación relevante, y no tienen funciones de comunicación digital, entonces la llamada comunicación digital bidireccional es simplemente una charla vacía y no puede denominarse control de bus de campo. sistema. Además, una característica importante del bus de campo es la incorporación de funciones de control a nivel de campo. Si los dispositivos de campo no son productos multifuncionales e inteligentes, las características del sistema de control de bus de campo no existirán y las llamadas ventajas de los sistemas simplificados, el diseño conveniente y el mantenimiento conveniente también son ilusorias.
(La esencia del sistema FCS es el procesamiento de información en el sitio.
Para un sistema de control, ya sea que utilice DCS o bus de campo, el sistema necesita procesar al menos la misma cantidad De hecho, después de usar el bus de campo, se puede obtener más información del campo.
La cantidad de información en los sistemas de bus de campo no ha disminuido ni aumentado, pero la cantidad de cables utilizados para transmitir información se ha reducido considerablemente. Esto requiere que, por un lado, se mejore en gran medida la capacidad del cable para transmitir información y, por otro lado, se deba procesar una gran cantidad de información en el sitio para reducir la cantidad de información que viaja entre el sitio y la sala de control. Se puede decir que la esencia del bus de campo es un escenario de procesamiento de información.
Reducir los viajes de ida y vuelta de la información es un principio importante en el diseño de redes y la configuración del sistema. Reducir los viajes de ida y vuelta de la información a menudo tiene el beneficio de mejorar los tiempos de respuesta del sistema. Por lo tanto, en el diseño de redes, los nodos con grandes cantidades de intercambio de información deben ubicarse en la misma rama.
Reducir los viajes de ida y vuelta de la información y reducir los cables del sistema son a veces contradictorios. En este momento, la elección aún debería basarse en el principio de ahorro de inversión. Si el tiempo de respuesta del sistema seleccionado lo permite, se deberá optar por una solución que ahorre cables. Si el tiempo de respuesta del sistema seleccionado es ajustado y una ligera reducción en la transmisión de información es suficiente, entonces se debe seleccionar una solución para reducir la transmisión de información.
Actualmente, algunos instrumentos de campo con bus de campo están equipados con muchos bloques de funciones. Aunque el rendimiento del mismo bloque funcional de diferentes productos será ligeramente diferente, es objetivamente cierto que hay muchos bloques funcionales con la misma función en una rama de la red. Qué bloque de funciones elegir en el instrumento de campo es un problema que debe resolverse en la configuración del sistema.
El principio para considerar este tema es minimizar el viaje de ida y vuelta de la información en el autobús. Normalmente, se selecciona el bloque de funciones del instrumento que genera la mayor información relevante para esa función.
3.2 Comparación de sistemas típicos
Al utilizar el bus de campo, los usuarios pueden reducir en gran medida el cableado de campo, un único instrumento de campo puede lograr una comunicación multivariable y los equipos producidos por diferentes fabricantes pueden ser completamente interoperables. Las funciones de control a nivel de campo aumentan, la integración del sistema se simplifica enormemente y el mantenimiento es muy simple. En la Figura 1 se muestra un diagrama de bloques típico del sistema de bus de campo. Como se puede ver en la Figura 1, en los sistemas de instrumentación de control de procesos tradicionales, cada dispositivo de campo necesita usar un par de pares trenzados dedicados para transmitir señales de 4 ~ 20 mA. En el sistema de bus de campo que se muestra en la Figura 2, los pares trenzados desde cada dispositivo de campo hasta la caja de conexiones aún se pueden usar, pero solo se usa un par trenzado para completar la comunicación digital desde la caja de conexiones de campo hasta la sala de control central.
Figura 1: Sistema de control de procesos tradicional
El editor no ha calculado cuántos cables se pueden ahorrar utilizando un sistema de control de bus de campo. Sin embargo, a partir de los kilómetros de cables utilizados en las centrales eléctricas de los sistemas DCS relacionados con los sistemas de control automático, no podemos ver la participación de los cables en la inversión en infraestructura.
Una central eléctrica con 2 unidades de carbón de 300MW. El sistema térmico es un sistema de unidades. Cada unidad está equipada con un edificio de control centralizado, que adopta el método de control centralizado de máquinas, hornos y electricidad. La elevación de la sala de control de la unidad es de 12,6 metros, lo que concuerda con la elevación del piso de operaciones. DCS adopta wdpf-ⅱ y los puntos de E/S diseñados para cada unidad son 4500 puntos.
Figura 2: Sistema de control Fieldbus
El software EC se utiliza para el tendido de cables. Se necesitan 8 personas y 1,5 meses para completar la tarea de diseño de tendido de cables para la automatización profesional; cada unidad de 300 MW en la planta principal es de 4038 piezas; la longitud de cada cable profesional de automatización de unidad de 300 MW en la planta principal es de 350 km. El número y la longitud de los cables anteriores no incluyen los cables de alarma contra incendios proporcionados por la fábrica ni los cables en. el taller de producción auxiliar de toda la fábrica; las columnas, puentes y pequeñas cajas del puente de cables están hechos de acero galvanizado, alrededor de 95 toneladas por unidad. Otras bandejas de cables, incluidas las rectas, curvas, en T, de cuatro vías, placa de cubierta, cabezal terminal, placa de ajuste de ancho y placa recta, están hechas de aleación de aluminio y cada unidad de 300 MW pesa aproximadamente 55 toneladas. La bandeja portacables viene con accesorios (como pernos y tuercas).
Una central eléctrica, una central eléctrica de petróleo y gas de 4×MW. El sistema térmico es un sistema de unidades. El sistema de control distribuido adopta TELEPERM-XP. Los puntos de E/S diseñados para cada unidad son 5804 puntos.
El tendido de cables utiliza software EC y se necesitan 12 personas y 2,5 meses para completar la tarea de diseño del tendido de cables; la cantidad de cables de automatización profesionales para cada unidad de 325 MW en la planta principal es 4413; los cables de automatización para cada unidad de 235MW en la planta principal son de 360 kilómetros. Cada unidad está hecha de canal de cable de acero galvanizado y su peso es de aproximadamente 200 toneladas; Los cables de las centrales eléctricas se pueden dividir en seis categorías: cables de alta tensión, cables de baja tensión, cables de control, cables de control térmico, cables de corriente débil (principalmente cables de ordenador) y otros cables. Si dos unidades de 300 MW tienden cables al mismo tiempo, el número de cables profesionales de automatización será de unos 8.500.
Entre ellos, los cables de control térmico y los cables de corriente débil superarán los 5.000, lo que representa alrededor del 60% (medido por el número de cables).
Página 3.3 Diseño, inversión y uso
La comparación anterior es puramente técnica y la siguiente comparación pretende incorporar factores económicos.
La premisa de la comparación es comparar el sistema DCS con un sistema FCS típico e ideal. ¿Por qué haces esta suposición? Como sistema DCS, los requisitos técnicos presentados en las primeras etapas de desarrollo se han cumplido y mejorado, y la situación actual ha mejorado aún más, por lo que no existe una declaración típica o ideal. Como sistema FCS, su uso práctico recién se puso en práctica en los años 90. Como requisito técnico en las primeras etapas de desarrollo, todavía no es ideal y necesita mejoras. Este estatus no tiene nada que ver con la formulación de estándares internacionales para buses de campo. En la última década, las organizaciones de transporte público han estado ocupadas estableciendo estándares, desarrollando productos y ocupando más mercados, con el objetivo de adaptarse a los estándares internacionales y ocupar legalmente un mercado más grande. Ahora que la batalla por los estándares internacionales ha llegado a su fin, las principales empresas y organizaciones se han dado cuenta de que si realmente quieren ocupar el mercado, deben mejorar sus sistemas y productos relacionados. Podemos predecir que en un futuro próximo, los sistemas completos de bus de campo y productos relacionados se convertirán en la corriente principal de la tecnología de bus de campo en el mundo.
Comparación específica:
(1) El sistema DCS es un sistema grande. Su controlador es poderoso y juega un papel importante en el sistema, y la autopista de datos es la clave para el. sistema. Por lo tanto, la inversión general debe completarse en un solo paso y será difícil ampliarla más adelante. Sin embargo, la completa descentralización de las funciones del FCS, el procesamiento de información in situ y la adopción generalizada de dispositivos de campo digitales inteligentes han debilitado relativamente la función y la importancia del controlador. Por lo tanto, el sistema FCS tiene un punto de partida bajo para la inversión, es utilizable, escalable y puede ponerse en funcionamiento.
(2) El sistema DCS es un sistema cerrado y los productos de varias empresas son básicamente incompatibles. El sistema FCS es un sistema abierto y los usuarios pueden elegir varios dispositivos de diferentes fabricantes y marcas para conectarlos al bus de campo para lograr una integración óptima del sistema.
(3)3) La información del sistema DCS está toda formada por señales binarias o analógicas, siendo necesaria una conversión D/A y A/D. El sistema FCS es totalmente digital, lo que elimina la necesidad de conversión D/A y A/D. Tiene alta integración y alto rendimiento, aumentando la precisión del 0,5% al 0,1%.
(4) El sistema FCS puede poner la función de control de circuito cerrado PID en el transmisor o actuador, acortando el ciclo de control. Actualmente, se puede aumentar de 2 a 5 veces por segundo para DCS a 10 a 20 veces por segundo para FCS, mejorando así el rendimiento de la regulación.
(5)DCS puede controlar y monitorear todo el proceso, y puede autodiagnosticarse, mantener y configurar. Sin embargo, debido a su propia debilidad fatal, sus señales de E/S utilizan señales analógicas tradicionales, por lo que es imposible diagnosticar, mantener y configurar de forma remota los instrumentos de campo (incluidos transmisores y actuadores) en la estación de ingeniería DCS. FCS adopta tecnología totalmente digital y el equipo de campo digital inteligente envía información múltiple, no solo información de una sola variable, sino que también tiene la función de detectar errores de información. FCS utiliza un sistema de señal de bus de campo de comunicación digital bidireccional. Por lo tanto, puede diagnosticar, mantener y configurar de forma remota dispositivos de campo (incluidos transmisores y actuadores). Esta ventaja del FCS no tiene comparación con el DCS.
(6) En comparación con DCS, FCS puede ahorrar una cantidad considerable de aisladores, gabinetes de terminales, terminales de E/S, tarjetas de E/S, archivos de E/S y gabinetes de E/S, y también puede ahorrar Espacio y espacio entre dispositivos y equipos de E/S. Algunos expertos creen que se puede ahorrar el 60%.
Por las mismas razones que (7) y (6), FCS puede reducir un gran número de cables y bandejas de tendido de cables, y también puede ahorrar costes de diseño, instalación y mantenimiento. Algunos expertos creen que se puede ahorrar un 66%.
Con respecto a los puntos (6) y (7), es necesario agregar que no hay duda de que el efecto de ahorro de inversión del uso del sistema FCS es tan alto como 60~66% como dicen algunos expertos. Estas cifras aparecen en muchos artículos y el editor cree que son el resultado de una traducción mutua. Aún no se ha encontrado la fuente original de estas cifras, por lo que se recomienda a los lectores que tengan precaución al citarlas.
(8) En comparación con DCS, FCS tiene una configuración simple y es fácil de instalar, operar y mantener debido a su estructura y rendimiento estandarizados.
(9) Puntos clave del diseño y desarrollo de FCS para el control de procesos. Esto no pretende ser una comparación con el DCS, sino simplemente explicar cuestiones clave que deben considerarse en el diseño y desarrollo de un FCS para el control de procesos o la simulación continua de procesos.
1) La función de seguridad intrínseca y a prueba de explosiones de la barra colectora es necesaria y es la primera prioridad.
2) El monitoreo básico de flujo, nivel de material, temperatura, presión, etc. cambia lentamente y tiene un efecto de histéresis. Por lo tanto, el monitoreo nodal no requiere tiempos de respuesta electrónica rápidos, sino capacidades sofisticadas de procesamiento analógico. Esta característica física determina que el sistema adopte básicamente un sistema de votación centralizado maestro-esclavo, que es técnicamente razonable y económicamente beneficioso.
3) Los principios físicos para medir parámetros como flujo, nivel de material, temperatura y presión son clásicos, pero los sensores, transmisores y controladores deben evolucionar hacia la inteligencia digital.
4) Dado que FCS está desarrollado para procesos continuos y sus instrumentos, deberíamos centrarnos en mejorar el diseño del autobús de baja velocidad H1.
La perspectiva del 4.4. PLC y DCS
Ya sabemos que algunos FCS se desarrollan a partir de PLC y otros FCS se desarrollan a partir de DCS. Entonces, ahora que FCS se ha puesto en práctica, ¿cuál será el futuro de PLC y DCS?
El PLC apareció por primera vez en los Estados Unidos a finales de la década de 1960. Su propósito era reemplazar los relés, realizar funciones de control secuencial como lógica, temporización y conteo, y establecer un sistema de control de programas flexible. 1976 Definición de denominación oficial: PLC es una computadora electrónica especial utilizada para control digital. Utiliza memoria programable para almacenar instrucciones, realizar funciones como lógica, secuenciación, temporización, conteo y cálculos, y controla varias máquinas o programas de trabajo a través de componentes de entrada y salida analógicos y digitales. Después de más de 30 años de desarrollo, el PLC se ha vuelto muy maduro y perfecto y ha desarrollado funciones de control analógicas de circuito cerrado. La posición del PLC en el sistema FCS parece haber sido determinada sin mucho debate. Consulte la Figura 3:3: Arquitectura del sistema de control Fieldbus recomendada por IEC. Como estación, el PLC cuelga del autobús de alta velocidad. Aprovecha al máximo las ventajas del PLC en el procesamiento de cantidades de conmutación. Además, talleres auxiliares de centrales térmicas, como taller de tratamiento de agua de suministro, taller de circulación de agua, taller de eliminación de cenizas y escorias, taller de transporte de carbón, etc. , controlado principalmente por secuencia. El PLC tiene sus ventajas únicas para el control de secuencia. El editor cree que el sistema de control del taller auxiliar debería basarse en un PLC que siga el protocolo de comunicación del bus de campo o un PLC que pueda comunicarse e intercambiar información con el FCS.
Figura 3:3: Arquitectura del sistema de control Fieldbus recomendada por IEC
Desde que se propuso el primer controlador basado en microprocesador en 1973, se ha ido mejorando gradualmente y, finalmente, es completamente funcional. Se forma el sistema de control distribuido digital DCS, seguro y confiable. Su rendimiento es muy superior a cualquier sistema de control. Puede cumplir con los requisitos de los sistemas DAS, MCS, SCS y APS de centrales térmicas. Actualmente, se puede establecer una red de gestión a través de Ethernet industrial para satisfacer las crecientes necesidades de una mejor gestión de las centrales térmicas. Se puede decir que el monitoreo del sistema DCS puede cubrir todo el proceso de grandes unidades de energía térmica.
Sin embargo, desde la aparición del FCS y su aplicación práctica en los años 90, se ha publicado en publicaciones públicas el siguiente argumento: “A partir de ahora, el nuevo sistema de control por bus de campo FCS sustituirá progresivamente al tradicional DCS” "Cuando la función de ajuste se descentralice al campo, el DCS tradicional ya no será necesario y desaparecerá automáticamente."; En los próximos diez años, el sistema de señal analógica tradicional de 4 ~ 20 mA será reemplazado gradualmente por un sistema digital de dos vías. Sistema de comunicación de señales de bus de campo Analógico El sistema de control descentralizado con DCS digital será reemplazado por el sistema de control de bus de campo totalmente digital FCS. Estos debates se pueden resumir en una frase: los distritos electorales funcionales reemplazarán a los consejos de distrito, y los consejos de distrito desaparecerán de ahora en adelante.
Las declaraciones anteriores provienen todas de expertos autorizados y realmente tienen sentido. La comunicación digital es una tendencia que representa el avance tecnológico y nadie puede detenerla. El sistema de señal de bus de campo de comunicación digital bidireccional y su enorme fuerza impulsora han acelerado la transformación de los equipos de campo y los instrumentos de control, y han desarrollado cada vez más equipos de campo digitales inteligentes con funciones completas. Estos no están disponibles en los sistemas DCS, y las ventajas y beneficios que aportan al diseño, configuración, operación, mantenimiento y gestión de centrales térmicas también están fuera del alcance de los sistemas DCS. Además, FCS se desarrolló a partir de DCS y PLC y conserva las características de DCS. En otras palabras, FCS ha absorbido años de experiencia en el desarrollo de DCS y la práctica de campo, incluidas las lecciones aprendidas. La conclusión de que "FCS reemplazará a DCS" parece lógica.
Al mismo tiempo, cabe señalar que el sistema DCS se ha desarrollado durante casi 30 años y ha sido ampliamente utilizado en centrales térmicas.
Sus ideas de diseño, configuración y combinación de funciones han alcanzado un nivel muy completo (por supuesto, DCS también necesita un mayor desarrollo, como el desarrollo de software avanzado para cumplir con los requisitos de integración de información) y ha penetrado en todas las áreas de los sistemas de control de centrales térmicas. En el sistema FCS también se refleja en . Desde esta perspectiva, parece que no se puede decir que el sistema DCS haya desaparecido. Además, como se mencionó en capítulos anteriores, los sistemas DCS todavía tienen su lugar en áreas donde los sistemas FCS no pueden aprovechar al máximo sus características y ventajas.
No parece que necesitemos discutir demasiado sobre el texto, pero sí debemos enfatizar quién reemplazará a quién. Al igual que el DCS actual y el nuevo PLC, debido a años de desarrollo e investigación, han mantenido sus características originales y se han complementado entre sí para formar un nuevo sistema. El DCS actual no es el DCS original, y lo mismo ocurre con el. nuevo PLC. Podemos decir que obviamente es inapropiado que DCS reemplace a PLC o que PLC reemplace a DCS.
5. Conclusión
A través del análisis y la discusión anteriores, podemos sacar la siguiente conclusión simple: con la aparición de FCS, el DCS de control descentralizado digital no desaparecerá, solo desaparecerá. reemplazar lo que alguna vez fue el El DCS en el centro del sistema de control se trasladó a un sitio en el bus de campo. También se puede decir que la situación en la que DCS está en el centro del sistema de control se romperá a partir de ahora. En el futuro, el sistema de control de las centrales térmicas será un nuevo sistema de control basado en sistemas de control centrados en FCS y conceptos de sistemas DCS.