보조 작업장에서 제어 작업을 완료하기 위해 주로 PLC를 사용하는 이유는 무엇입니까?

PLC, DCS, FCS 3대 제어 시스템의 특성과 차이점

PLC, DCS, FCS 3대 제어 시스템의 특성과 차이점을 분석해 보면, 그리고 세 가지 유형의 통제를 지적했다. 시스템의 기원과 발전 방향.

키워드: PLC(프로그래머블 컨트롤러) 분산 제어 시스템(DCS) 필드버스 제어 시스템(FCS)

1. 지난 세기 필드버스 제어 시스템 1990년대에 실용화되어 빠른 속도로 발전하고 있으며 현재 세계에서 가장 최신의 제어 시스템입니다. 필드버스 제어 시스템은 현재 자동화 기술의 화두로 국내외 자동화 장비 제조사와 사용자들로부터 점점 더 뜨거운 관심을 받고 있습니다. 필드버스 제어 시스템의 출현은 자동화 분야에 또 다른 혁명을 가져올 것이며, 그 깊이와 폭은 역사상 어느 때보다 뛰어날 것이며, 이로써 자동화의 새로운 시대가 열릴 것입니다.

어떤 산업에서는 FCS가 PLC에서 개발되는 반면, 다른 산업에서는 FCS가 DCS에서 개발되므로 FCS, PLC 및 DCS는 서로 밀접하게 연결되어 있지만 본질적인 차이점이 있습니다. 이 글에서는 PLC, DCS, FCS의 세 가지 주요 제어 시스템의 특성과 차이점을 분석하고 그 기원과 발전 방향을 지적하려고 합니다.

2. PLC, DCS, FCS의 세 가지 주요 제어 시스템의 기본 특성

현재 연속 공정 생산 자동 제어(PA) 또는 흔히 산업 공정 제어라고 알려진 것에는 세 가지 주요 제어 시스템이 있습니다. , 즉 PLC와 FCS. 각각의 기본 특성은 다음과 같습니다.

2.1 PLC

(1) 스위치 제어에서 시퀀스 제어 및 운송 처리로의 발전은 아래에서 위로 진행됩니다.

(2) 지속적인 PID 제어 및 기타 다기능, PID는 인터럽트 스테이션에 있습니다.

(3) 하나의 PC를 마스터 스테이션으로 사용할 수 있으며, 동일한 유형의 여러 PLC를 슬레이브 스테이션으로 사용할 수 있습니다.

(4) 하나의 PLC를 마스터 스테이션으로 사용할 수도 있고, 동일한 유형의 여러 PLC를 슬레이브 스테이션으로 사용하여 PLC 네트워크를 구성할 수도 있습니다. 이는 PC를 마스터 스테이션으로 사용하는 것보다 더 편리합니다. 사용자 프로그래밍이 있을 때 매뉴얼 형식에 따라 작성되면 통신 프로토콜을 알 필요가 없습니다.

(5) PLC 그리드는 독립적인 DCS/TDCS 또는 DCS/TDCS의 하위 시스템으로 사용할 수 있습니다.

(6) 대규모 시스템은 TDC3000, CENTUMCS, WDPFI 및 MOD300과 같은 DCS/TDCS와 동일합니다.

(7) Siemens의 SINEC-L1, SINEC-H1, S4, S5, S6, S7 등의 PLC 네트워크, GE의 GENET, Mitsubishi의 MELSEC-NET, MELSEC-NET/MINI.

(8) 이는 주로 산업 공정의 시퀀스 제어에 사용됩니다. 새로운 PLC에는 폐쇄 루프 제어 기능도 있습니다.

(9) 제조업체: GOULD(미국), AB(미국), GE(미국), OMRON(일본), MITSUBISHI(일본), Siemens(독일) 등

2.2 DCS 또는 TDCS

(1) 분산 제어 시스템 DCS 및 분산 제어 시스템 TDCS는 4C(통신, 컴퓨터, 제어, CRT) 기술을 통합한 모니터링 기술입니다.

(2) 통신이 핵심인 대규모 하향식 트리 토폴로지 시스템입니다.

(3) PID는 인터럽트 스테이션에 있으며, 인터럽트 스테이션은 컴퓨터와 현장 장비 및 제어 장치를 연결합니다.

(4) 트리 토폴로지와 병렬 연속 링크 구조로, 중계국부터 현장 계측기까지 병렬로 연결된 케이블도 다수 존재한다.

(5) 아날로그 신호, A/D-D/A, 마이크로프로세서와 혼합.

(6) 계측기의 한 쌍의 전선은 I/O에 연결되고 제어 스테이션은 LAN에 연결됩니다.

(7) DCS는 제어(엔지니어 스테이션), 작동(운영 스테이션), 현장 계측(현장 측정 및 제어 스테이션)의 3단계 구조입니다.

(8) 단점은 비용이 많이 들고, 각 회사의 제품이 호환 및 상호 운용이 불가능하며, 대형 DCS 시스템이 회사마다 다르다는 점입니다.

(9) 석유화학제품 등 대규모 연속 공정 제어에 사용됩니다.

(10)제조업체: Bailey(미국), Westinghous(미국), HITACH(일본), LEEDS & NORTHRMP(미국), SIEMENS(독일), Foxboro(미국), ABB(스위스), Hartmann & Braun(독일), Yokogawa(일본), Honewell(미국), Taylor(미국) 등

2.3 FCS

(1) 기본 작업은 필수(본질적) 안전, 위험한 영역, 불안정한 프로세스 및 처리하기 어려운 비정상적인 환경입니다.

(2) 아날로그 단일 기능 계측기, 계량기 및 제어 장치를 대체하는 완전 디지털, 지능형 및 다기능입니다.

(3) 분산된 현장 장비, 제어 장치, PID 및 제어 센터를 연결하는 데 와이어 2개를 사용하여 각 장비마다 와이어 2개를 교체합니다.

(4) 버스에서 PID는 계측기, 미터 및 제어 장치와 동일합니다.

(5) 다중 변수, 다중 노드, 직렬, 디지털 통신 시스템은 단일 변수, 단일 지점, 병렬 및 아날로그 시스템을 대체합니다.

(6) 단방향 및 폐쇄형이 아닌 상호 연결되고 양방향이며 개방형입니다.

(7) 중앙 집중식 제어 스테이션을 분산형 가상 제어 스테이션으로 교체합니다.

(8) 현장 컴퓨터에 의해 제어되며 호스트 컴퓨터에 연결하여 동일한 버스의 상위 컴퓨터에 연결할 수도 있습니다.

(9) 인터넷에 연결할 수 있는 근거리 통신망.

(10) 기존 신호 표준, 통신 표준 및 시스템 표준을 기업 관리 네트워크로 변경합니다.

(11) 제조업체: Honeywell, Smar, Fisher-Rosemount, AB/Rockwell, Elsag-Bailey, Foxboro, Yamatake, Yokogawa, Siemens, GEC-Alsthom, Schneider, process-Data, ABB 외.

(12) 일반적인 유형 3 FCS

1) "본질적으로 안전한 방폭" 기술이 절대적으로 중요한 석유 화학 산업과 같은 연속 공정 자동 제어, 일반적인 제품은 FF , World FIP, Profibus-PA

2) 자동차 제조 로봇 및 자동차와 같은 개별 프로세스 작업의 자동 제어 제품은 Profibus-DP 및 CANbus입니다. Multi-point 빌딩 자동화 등의 제어를 위한 대표적인 제품으로는 LON Work, Profibus-FMS 등이 있습니다.

위의 기본 사항에 대한 설명을 통해 공정 제어에 사용되는 세 가지 주요 시스템 중 어느 것도 발전소용으로 개발되지 않았거나 개발 초기 단계에서는 스테이션은 시스템의 기본 제어 개체입니다. 이러한 시스템의 사용 지침에서는 발전소가 선호되는 적용 범위로 언급되지 않으며 일부는 적용 범위에서 발전소를 전혀 언급하지 않습니다. 지금 이상한 점은 이 세 가지 주요 제어 시스템, 특히 DCS와 PLC가 발전소에서 널리 사용되고 있으며 그 효과가 매우 좋다는 것입니다.

페이징

3. 세 가지 주요 제어 시스템의 차이점

우리는 FCS가 DCS와 PLC에서 개발되었다는 것을 이미 알고 있습니다. FCS는 DCS와 PLC의 특성을 가질 뿐만 아니라 혁신적인 조치를 취합니다. 현재 새로운 DCS와 새로운 PLC는 서로 더 가까워지는 경향이 있습니다. 새로운 DCS는 강력한 시퀀스 제어 기능을 갖추고 있으며 새로운 PLC는 폐루프 제어를 처리하는 데 나쁘지 않으며 둘 다 대규모 네트워크를 형성할 수 있습니다. DCS와 PLC의 적용 범위는 크게 겹칩니다. 다음 섹션에서는 DCS와 FCS만 비교합니다. 이전 장에서는 DCS와 FCS의 차이점을 실제로 다루었습니다. 다음에서는 아키텍처, 투자, 설계, 사용 및 기타 측면을 설명합니다.

3.1 차이점

·DCS

DCS 시스템의 핵심은 소통이다. 데이터 하이웨이는 분산 제어 시스템 DCS의 백본이라고 할 수도 있습니다. 그 임무는 시스템의 모든 구성 요소 사이에 통신 네트워크를 제공하는 것이므로 데이터 하이웨이 자체의 설계에 따라 전반적인 유연성과 보안이 결정됩니다. 데이터 하이웨이의 미디어는 한 쌍의 꼬인 전선, 동축 케이블 또는 광섬유 케이블일 수 있습니다.

데이터 하이웨이의 설계 매개변수를 통해 기본적으로 특정 DCS 시스템의 상대적인 강점과 약점을 이해할 수 있습니다.

(1) 시스템이 처리할 수 있는 I/O 정보의 양.

(2) 시스템이 처리할 수 있는 제어 관련 제어 루프 정보의 양.

(3) 적응할 수 있는 사용자 및 장치(CRT, 제어 스테이션 등) 수.

(4) 전송된 데이터의 무결성을 철저히 확인하는 방법.

(5) 데이터 고속도로의 최대 허용 길이는 얼마입니까?

(6) 데이터 하이웨이는 몇 개의 지점을 지원할 수 있나요?

(7) 데이터 하이웨이가 다른 제조업체에서 생산한 하드웨어(프로그래밍 가능 컨트롤러, 컴퓨터, 데이터 기록 장치 등)를 지원할 수 있는지 여부.

통신의 무결성을 보장하기 위해 대부분의 DCS 제조업체는 중복 데이터 고속도로를 제공할 수 있습니다.

시스템의 보안을 보장하기 위해 복잡한 통신 프로토콜과 오류 감지 기술이 사용됩니다. 소위 통신 프로토콜은 전송된 데이터가 전송된 데이터와 동일하게 수신되고 이해되도록 보장하는 일련의 규칙입니다.

현재 DCS 시스템에서는 일반적으로 두 가지 유형의 통신 방법, 즉 동기식 통신과 비동기식 통신이 데이터 전송 및 수신을 조절하기 위해 클록 신호에 의존하는 반면, 비동기식 네트워크는 보고 시스템을 사용합니다. 시계 없이.

·FCS

FCS의 핵심은 세 가지입니다

(1) FCS 시스템의 핵심은 버스 프로토콜, 즉 버스 표준입니다.

이전 장에서는 버스 유형에 대해 버스 프로토콜이 결정되면 관련 핵심 기술 및 관련 장비도 결정된다고 설명했습니다.

버스 프로토콜의 기본 원리에 관한 한 모든 유형의 버스는 동일하며 모두 양방향 직렬 디지털 통신 전송 해결을 기반으로 합니다. 그러나 여러 가지 이유로 인해 다양한 버스의 버스 프로토콜이 매우 다릅니다.

필드버스가 상호 운용성 요구 사항을 충족하고 진정한 개방형 시스템으로 만들기 위해 IEC 국제 표준 및 필드버스 통신 프로토콜 모델의 사용자 계층에서는 사용자 계층이 장치 설명 기능 . 상호 운용성을 달성하기 위해 각 필드버스 장치는 장치 설명 DD로 설명됩니다. DD는 마스터 스테이션에 필요한 모든 매개변수 설명과 작동 단계를 포함하는 장치의 드라이버로 간주될 수 있습니다. DD에는 장치 통신을 설명하는 데 필요한 모든 정보가 포함되어 있고 마스터 스테이션과 독립적이므로 현장 장치의 진정한 상호 운용성이 가능합니다.

실제 상황이 위와 일치하는지 여부에 관계없이 대답은 '아니요'입니다. 현재 채택된 국제 필드버스 표준에는 8가지 유형이 포함되어 있으나, 원래 IEO 국제 표준은 8가지 유형 중 1가지 유형일 뿐이며, 그 지위는 나머지 7가지 유형의 버스와 동일하다. 나머지 7개 버스의 경우 시장 점유율에 관계없이 각 버스 프로토콜에는 소프트웨어 및 하드웨어 지원 세트가 있습니다. 시스템과 제품을 형성할 수 있지만 원래 IEC 필드버스 국제 표준은 소프트웨어나 하드웨어 지원이 없는 빈 프레임입니다. 따라서 현재 상태로는 이들 버스의 상호 호환성과 상호 운용성을 달성하는 것이 거의 불가능합니다.

위를 통해 특정 유형의 필드버스에 관한 한 개방형 필드버스 제어 시스템의 상호 운용성과 해당 유형의 필드버스의 버스 규칙을 준수하는 이미지를 그릴 수 있습니까? 프로토콜은 개방형이며 해당 제품에 대해 상호 운용 가능합니다. 즉, 필드버스 회사에서 어떤 제조사의 제품을 생산하더라도 버스의 버스 프로토콜을 따르고 제품이 개방적이고 상호 운용 가능하다면 버스 네트워크를 형성할 수 있습니다.

(2) FCS 시스템의 기본은 디지털 지능형 현장 장치입니다.

디지털 지능형 현장 장치는 FCS 시스템의 하드웨어 지원이자 기반입니다. 이유는 매우 간단합니다. FCS 시스템은 제어 장치와 필드 장치 간의 자동 양방향 디지털 통신 필드버스 신호 시스템을 수행합니다. 현장 장치가 통합 버스 프로토콜, 즉 관련 통신 프로토콜을 따르지 않고 디지털 통신 기능이 없다면 소위 양방향 디지털 통신은 단지 공허한 이야기일 뿐이며 필드라고 부를 수 없습니다. 버스 제어 시스템. 또 한 가지, 필드버스의 가장 큰 특징은 현장에서 1차 제어 기능을 추가하는 것입니다. 필드 장치가 다기능적이고 지능적인 제품이 아니라면, 소위 시스템 단순화, 편리한 설계 및 유지 관리라는 장점도 존재하지 않을 것입니다.

(3) FCS 시스템의 본질은 현장 정보 처리입니다.

DCS를 사용하든 필드버스를 사용하든 제어 시스템의 경우 시스템이 처리하는 데 필요한 정보의 양 프로세스는 적어도 동일합니다. 실제로 필드버스를 이용하면 현장에서 더 많은 정보를 얻을 수 있다. 필드버스 시스템의 정보량은 줄어들지도, 늘어나지도 않았지만, 정보를 전송하는 데 사용되는 케이블은 크게 줄었습니다. 이를 위해서는 정보를 전송하는 케이블의 능력이 크게 향상되어야 하며, 사이트와 제어 장치 간에 이동하는 정보의 양을 줄이기 위해 많은 양의 정보가 현장에서 처리되어야 합니다. 방. 필드버스의 핵심은 정보처리를 현장에서 구현하는 것이라고 할 수 있다.

정보 왕복을 줄이는 것은 네트워크 설계 및 시스템 구성에 있어서 중요한 원칙입니다. 정보 왕복을 줄이면 시스템 응답 시간이 향상되는 경우가 많습니다. 따라서 네트워크를 설계할 때, 정보 교환량이 많은 노드를 동일한 지점에 배치하는 것이 우선적으로 고려되어야 합니다.

정보의 왕복을 줄이는 것과 시스템의 케이블 수를 줄이는 것은 때로는 서로 모순됩니다. 이때에도 여전히 투자 절약의 원칙에 따라 선택을 해야 합니다. 선택한 시스템의 응답 시간이 허용하는 경우 케이블 절약 솔루션을 선택해야 합니다. 선택한 시스템의 응답 시간이 상대적으로 빡빡하고 정보 전송을 약간 줄여도 충분하다면 정보 전송을 줄이는 솔루션을 선택해야 합니다.

요즘에는 Fieldbus가 있는 일부 필드 계측기에는 많은 기능 블록이 장착되어 있습니다. 제품마다 동일한 기능 블록의 성능이 약간 다르지만 네트워크 분기에는 유사한 기능을 가진 기능 블록이 많이 있습니다. 객관적으로 존재합니다. 현장계측기에서 어떤 펑션블록을 선택하느냐는 시스템 구성에서 해결해야 할 문제이다.

이 문제를 고려하는 원칙은 버스 내 정보의 왕복을 최소화하는 것입니다. 일반적으로 이 기능과 관련된 정보를 가장 많이 출력하는 기능 블록을 장비에서 선택할 수 있습니다.

3.2 일반적인 시스템 비교

필드버스를 사용하면 사용자는 필드 배선을 크게 줄일 수 있고, 단일 필드 장비를 사용하여 다변수 통신을 달성할 수 있으며, 여러 제조업체에서 생산한 장치를 완전히 사용할 수 있습니다. 상호 운용이 가능하고 현장 수준 제어 기능을 추가하여 시스템 통합을 크게 단순화하고 유지 관리를 매우 쉽게 만듭니다. 일반적인 필드버스 시스템 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 그림 1에서 볼 수 있듯이 기존 프로세스 제어 장비 시스템에서 각 필드 장치는 4~20mA 신호를 제어실로 전송하기 위해 한 쌍의 전용 연선을 사용해야 합니다. 그림 2에 표시된 필드버스 시스템에서는 각 연선이 필요합니다. 현장 장치에서 정션 박스까지의 쌍은 계속 사용할 수 있지만 현장 정션 박스에서 중앙 제어실까지의 디지털 통신에는 연선 하나만 사용됩니다.

그림 1: 기존 프로세스 제어 시스템

편집자는 아직 필드버스 제어 시스템을 사용하여 얼마나 많은 케이블을 절약할 수 있는지 계산하지 않았습니다.

그러나 DCS 시스템을 이용한 자동 제어 시스템과 관련된 발전소에서 사용되는 케이블의 수(km)로는 인프라 투자에서 케이블이 차지하는 비중을 확인할 수 없습니다.

2×300MW 석탄화력발전소. 열 시스템은 단위 시스템입니다. 각 장치에는 기계, 용광로 및 전기 장치의 중앙 제어 방식을 채택하는 중앙 제어 건물이 장착되어 있습니다. 단위제어실의 높이는 12.6미터로 수술층의 높이와 일치한다. DCS는 WDPF-II를 채택하고 각 장치는 4500개의 I/O 포인트로 설계되었습니다.

그림 2: 필드버스 제어 시스템

케이블 부설에는 EC 소프트웨어가 사용되었습니다. 주 공장에서 각 300MW 장치의 케이블 부설 설계 작업을 완료하는 데 8명이 1.5개월이 걸렸습니다. 건물은 전문적으로 자동화되어 있습니다. 케이블 수는 4038개입니다. 주 공장의 각 300MW 장치에 대한 자동화 케이블 길이는 350km입니다. 위 케이블의 수와 길이에는 화재 경보용으로 공장에서 공급하는 케이블이 포함되지 않습니다. 전체 공장 및 전체 공장의 보조 생산 작업장 케이블 교량의 기둥, 교량 및 작은 여물통 상자는 모두 아연 도금 강철로 만들어졌으며 각 단위는 약 95톤입니다. 기타 케이블 트레이로는 직선형, 곡선형, 티형, 4방향, 커버 플레이트, 터미널 헤드, 폭 조정 피스, 다이렉트 피스 등이 알루미늄 합금으로 제작되며, 각 300MW 단위는 약 55톤이다. 액세서리(예: 볼트, 너트)는 케이블 트레이와 함께 제공됩니다.

발전소, 4×MW 석유 및 가스 발전소. 열 시스템은 단위 시스템입니다. DCS는 TELEPERM-XP를 사용합니다. 각 유닛의 설계된 I/O 포인트는 5804 포인트입니다.

케이블 부설에는 EC 소프트웨어가 사용되었으며, 케이블 부설 설계 작업을 완료하는 데 12명이 2.5개월이 걸렸습니다. 본 공장의 325MW 단위당 자동화 케이블 수는 235MW 단위당 4413개입니다. 본 공장에서 장치 자동화를 위한 케이블 길이는 360km이며, 각 장치는 무게가 약 200톤에 달하는 아연 도금 강철 케이블 브리지를 사용합니다. 발전소의 케이블은 고전압 전원 케이블, 저전압 전원 케이블, 제어 케이블, 열 제어 케이블, 약전류 케이블(주로 컴퓨터 케이블) 및 기타 케이블의 6가지 범주로 나눌 수 있습니다. 300MW 유닛 2대가 동시에 케이블을 포설한다면 자동화 전문 케이블의 수는 약 8,500개가 된다. 그 중 온도제어 케이블과 약전류 케이블의 개수가 5,000개 이상으로 약 60%(케이블 개수로 측정)를 차지하게 된다.

페이지 3.3 디자인, 투자 및 사용

위 비교는 순전히 기술적입니다. 다음 비교는 경제적 요소를 포함하기 위한 것입니다.

비교의 전제는 DCS 시스템과 일반적이고 이상적인 FCS 시스템을 비교하는 것입니다. 왜 그런 가정을 하는가? DCS 시스템이 오늘날까지 발전하면서 개발 초기 단계에서 제시한 기술 요구 사항이 충족되고 개선되었으며 현재 상황은 더욱 개선되었으므로 일반적이거나 이상적인 진술은 없습니다. FCS 시스템은 1990년대에야 실용화되기 시작했으며, 개발 초기 단계의 기술적 요구 사항으로는 호환성 및 개방성, 양방향 디지털 통신, 디지털 지능형 필드 장치, 고속 버스 등이 있습니다. 아직은 이상적이지 않으며 개선이 필요합니다. 이 상태는 국제 필드버스 표준 제정과 아무런 관련이 없다고 말할 수 없습니다. 지난 10여 년 동안 다양한 버스 조직은 국제 표준을 장악하고 더 큰 시장을 합법적으로 점유하기 위해 표준을 제정하고, 제품을 개발하고, 더 많은 시장을 점유하는 데 바빴습니다. 이제 국제 표준을 둘러싼 싸움이 끝났으니, 주요 기업과 기관은 진정한 시장 선점을 위해서는 시스템과 관련 제품을 개선해야 한다는 사실을 깨달았습니다. 우리는 가까운 미래에 완전한 Fieldbus 시스템과 관련 제품이 전 세계 Fieldbus 기술의 주류가 될 것이라고 예측할 수 있습니다.

구체적인 비교:

(1) DCS 시스템은 대규모 시스템이며 컨트롤러는 강력한 기능을 갖고 있으며 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다. 따라서 전체 투자는 한 단계로 완료되어야 하며 후속 확장은 더욱 어렵습니다. 그러나 FCS 기능이 더욱 철저하게 분산되고, 정보처리가 현장에서 이뤄지고, 디지털 지능형 현장장치가 널리 채택되면서 컨트롤러의 기능과 중요성이 상대적으로 약화됐다. 따라서 FCS 시스템에 대한 투자 시작점이 낮고 사용, 확장 및 운영이 동시에 가능합니다.

(2) DCS 시스템은 폐쇄형 시스템으로, 여러 회사의 제품은 기본적으로 호환되지 않습니다. FCS 시스템은 개방형 시스템이므로 사용자는 다양한 제조업체 및 브랜드의 다양한 장치를 선택하여 필드버스에 연결하여 최상의 시스템 통합을 달성할 수 있습니다.

(3) DCS 시스템의 정보는 모두 바이너리 또는 아날로그 신호로 구성되며 D/A 및 A/D 변환이 필요합니다. FCS 시스템은 완전 디지털 방식이므로 D/A 및 A/D 변환이 필요하지 않으며 고집적이며 성능이 뛰어나 정확도를 ±0.5%에서 ±0.1%로 높일 수 있습니다.

(4) FCS 시스템은 PID 폐쇄 루프 제어 기능을 트랜스미터 또는 액추에이터에 설치하여 제어 주기를 현재 DCS의 초당 2~5회에서 매회까지 늘릴 수 있습니다. 초당 10~20회씩 조정 성능을 향상시킵니다.

(5) DCS는 프로세스의 전체 프로세스를 제어 및 모니터링하고 자체적으로 진단, 유지 관리 및 구성할 수 있습니다. 그러나 자체 치명적인 약점으로 인해 I/O 신호는 기존 아날로그 신호를 사용하므로 DCS 엔지니어링 스테이션에서 현장 장비(트랜스미터, 액추에이터 등 포함)의 원격 진단, 유지 관리 및 구성을 수행할 수 없습니다. FCS는 완전한 디지털 기술을 채택합니다. 디지털 지능형 현장 장치는 단일 변수 정보뿐만 아니라 다중 변수 정보를 전송하고 정보 오류를 감지하는 기능도 갖추고 있습니다.

FCS는 양방향 디지털 통신 fieldbus 신호 시스템을 사용합니다. 따라서 현장 장치(트랜스미터, 액추에이터 등 포함)의 원격 진단, 유지 관리 및 구성을 수행할 수 있습니다. FCS의 이러한 우수성은 DCS와 비교할 수 없습니다.

(6) FCS는 현장 정보 처리로 인해 DCS에 비해 상당한 수의 절연체, 단자 캐비닛, I/O 단자, I/O 카드, I/O 파일을 저장할 수 있습니다. . /O 캐비닛을 사용하면 I/O 장치 및 장치실의 공간과 바닥 면적도 절약됩니다. 일부 전문가들은 60%를 절약할 수 있다고 믿습니다.

(7),(6)과 같은 이유로 FCS는 케이블과 케이블 트레이 등의 수를 대폭 줄이는 동시에 설계, 설치, 유지 관리 비용도 절약할 수 있습니다. 일부 전문가들은 이를 통해 66%를 절약할 수 있다고 믿습니다.

(6)과 (7)에 대해서는 FCS 시스템을 활용함으로써 투자 절감 효과에 대해서는 의심의 여지가 없지만, 일부 전문가들은 60~66%에 이를 수 있을지도 모른다는 점을 덧붙여야 한다. 말하다. 이 수치는 여러 기사에 등장합니다. 편집자는 이 수치의 원본 출처를 아직 찾지 못한 것으로 보고 있습니다. 따라서 독자들은 이 수치를 인용할 때 주의해야 합니다.

(8) FCS는 표준화된 구조와 성능으로 인해 DCS보다 구성이 간단하며 설치, 운영 및 유지 관리가 쉽습니다.

(9) 공정 제어를 위한 FCS 설계 및 개발의 핵심 사항. 이 점은 DCS와의 비교로 사용되지 않고 공정 제어 또는 연속 공정 시뮬레이션에 사용되는 FCS의 설계 및 개발 중에 고려해야 할 문제를 설명하기 위한 것입니다.

1) 버스 본질안전 방폭 기능이 요구되며 무엇보다 중요합니다.

2) 유량, 물질 수위, 온도, 압력 등 기본 모니터링은 천천히 변화하며 히스테리시스 효과가 있으므로 노드 모니터링에는 빠른 전자 장치의 응답 시간이 필요하지 않습니다. 복잡한 아날로그 처리 기능이 필요합니다. 이러한 물리적 특성은 시스템이 기본적으로 마스터와 슬레이브 간의 중앙 집중식 폴링 시스템을 채택한다는 것을 결정하며 이는 기술적으로 합리적이고 경제적으로 이익이 됩니다.

3) 유량, 물질 수위, 온도, 압력 등 매개변수를 측정하는 물리적 원리는 고전적이지만 센서, 트랜스미터 및 컨트롤러는 디지털 지능을 향해 발전해야 합니다.

4) FCS는 연속 프로세스 및 해당 장비를 위해 개발되었으므로 저속 버스 H1의 설계 및 개선에 중점을 두어야 합니다.

4. PLC와 DCS의 전망

우리는 이미 일부 FCS가 PLC에서 개발되고 일부 FCS가 DCS에서 개발된다는 것을 알고 있습니다. 따라서 오늘날 FCS는 실용화되었으며 PLC와 DCS의 전망이 바뀌었습니다. 어떻게 될까요?

PLC는 1960년대 후반 미국에서 처음 등장했으며, 릴레이를 대체하고 로직, 타이밍, 카운팅 등 순차 제어 기능을 수행하며 유연한 프로그램 제어 시스템을 구축하기 위해 만들어졌습니다. 1976년에 공식적으로 명명되고 다음과 같이 정의됩니다. PLC는 프로그래밍 가능한 메모리를 사용하여 명령을 저장하고 로직, 시퀀스, 타이밍, 카운팅 및 계산과 같은 기능을 수행하고 아날로그 및 디지털 입력, 출력 및 기타 기능을 사용하는 디지털 제어 전용 전자 컴퓨터입니다. 다양한 기계나 작업 절차를 제어하는 ​​부품. 30년 이상의 개발 끝에 PLC는 매우 성숙하고 완벽해졌으며 아날로그 폐쇄 루프 제어 기능을 개발했습니다. FCS 시스템에서 PLC의 위치는 별다른 논쟁 없이 결정된 것 같습니다. 그림 3: IEC 권장 필드버스 제어 시스템 아키텍처를 참조하세요. PLC는 고속버스에 스테이션으로 걸려있습니다. 스위칭 수량 처리 시 PLC의 장점을 최대한 활용하십시오. 또한 공급수 처리 작업장, 순환수 작업장, 회분 및 슬래그 제거 작업장, 석탄 운송 작업장 등과 같은 화력 발전소의 보조 작업장에서는 이러한 작업장의 프로세스가 대부분 순서 제어를 기반으로 합니다. PLC는 시퀀스 제어에 있어 고유한 장점을 가지고 있습니다. 편집자는 보조 작업장의 제어 시스템이 필드버스 통신 프로토콜을 따르는 PLC이거나 FCS와 통신하고 정보를 교환할 수 있는 PLC여야 한다고 믿습니다.

그림 3: IEC에서 권장하는 필드버스 제어 시스템 아키텍처

1973년 최초의 마이크로프로세서 기반 컨트롤러가 제안된 이후 점진적으로 개선되어 마침내 완벽한 기능을 갖추고 안전하며 안정적인 디지털 분산제어 시스템 DCS. 그 성능은 이전의 어떤 제어 시스템보다 훨씬 좋습니다. 이는 화력 발전소의 DAS, MCS, SCS 및 APS 시스템의 다양한 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 현재 점점 까다로워지는 화력 발전소의 관리 요구 사항을 충족하기 위해 산업용 이더넷을 통해 관리 네트워크를 구축할 수도 있습니다. DCS 시스템의 모니터링은 대형 화력발전소의 전 과정을 포괄할 수 있다고 할 수 있습니다.

그러나 1990년대 FCS의 등장과 실용화 이후 공공 간행물에는 다음과 같은 주장이 발표됐다. DCS"; "조정 기능이 현장에 분산되면 기존 DCS는 더 이상 필요하지 않으며 자동으로 사라질 것입니다."; "향후 10년 내에 기존의 4~20mA 아날로그 신호 시스템은 점차적으로 2개의 아날로그 신호 시스템으로 대체될 것입니다. 디지털 통신 필드버스 방식 신호 시스템이 교체되고 아날로그 및 디지털 분산 제어 시스템 DCS가 완전 디지털 필드버스 제어 시스템 FCS로 업데이트됩니다.... 이러한 주장은 한 문장으로 요약될 수 있습니다. FCS가 DCS를 대체하고 DCS는 이제부터 사라집니다.

위 주장은 모두 권위 있는 전문가의 입에서 나온 것이며, 참으로 타당하다. 디지털 커뮤니케이션은 기술적 진보를 대표하는 트렌드로 누구도 막을 수 없습니다.

양방향 디지털 통신 필드버스 신호 시스템과 이에 의해 생성되는 거대한 원동력은 현장 장치 및 제어 기기의 변혁을 가속화하고 완전한 기능을 갖춘 점점 더 많은 디지털 지능형 현장 장치를 개발합니다. 이는 DCS 시스템에서는 사용할 수 없으며, 화력 발전소의 설계, 구성, 구성, 운영, 유지 관리 및 관리에 제공되는 이점은 DCS 시스템의 범위를 벗어납니다. 또한 FCS는 DCS와 PLC를 기반으로 개발되었습니다. 즉, FCS는 DCS의 수년간의 개발 연구 및 현장 실습 경험을 흡수합니다. 이로부터 "FCS가 DCS를 대체할 것"이라는 결론을 내리는 것이 논리적인 것 같습니다.

동시에 DCS 시스템이 거의 30년 동안 개발되어 화력 발전소에서 널리 사용되었다는 점도 보아야 합니다. 설계 아이디어, 구성 구성, 기능 일치 등은 매우 완전한 수준에 도달했으며(물론 DCS에도 정보 통합 요구 사항을 충족하기 위한 고급 소프트웨어 개발과 같은 추가 개발이 필요함) 제어에 침투했습니다. 화력발전소 시스템 등 다양한 분야에 적용되며 FCS 시스템에도 반영됩니다. 이런 관점에서 보면 DCS 시스템은 죽은 것 같지 않습니다. 더욱이, 이전 장에서 언급했듯이 DCS 시스템은 FCS 시스템이 그 특성과 장점을 충분히 발휘할 수 없는 영역에서 여전히 역할을 할 수 있습니다.

텍스트에 대해 너무 많은 논쟁을 벌일 필요는 없을 것 같습니다. 누가 누구를 대신하는지 강조해야 합니다. 기존의 DCS와 새로운 PLC처럼 수년간의 개발과 연구로 인해 각각 고유한 특성을 유지하고 서로 보완하여 새로운 시스템을 형성합니다. 새로운 PLC는 개발 초기 단계의 PLC가 아닙니다. DCS가 PLC를 대체했거나 PLC가 DCS를 대체했다고 말할 수 있는데 이는 분명히 부적절합니다.

5． 결론

위의 분석과 논의를 통해 다음과 같은 간단한 결론을 내릴 수 있습니다. 필드버스 제어 시스템 FCS의 출현으로 디지털 분산 제어 DCS는 사라지지 않고 제어의 중심 위치만 차지할 것입니다. 과거에는 DCS가 필드버스의 사이트로 이동되었습니다. 이제부터 DCS가 제어시스템의 중심에 있는 상황은 무너진다고도 할 수 있다. 앞으로 화력발전소의 제어시스템은 FCS를 중심으로 DCS 시스템 철학을 적용한 새로운 형태의 제어시스템이 될 것이다.