En el campo del control de automatización, el controlador lógico programable (PLC) y el sistema de control distribuido (DCS) son dos tecnologías fundamentales, cada una con diferentes misiones históricas y escenarios de aplicación. Aunque ambos son componentes importantes del control de automatización industrial, tienen diferencias significativas en origen, áreas de aplicación, características técnicas y diseño redundante. ¿Cuál es la diferencia entre el sistema de control plc y dcs ?
1.Origen y evolución histórica
El nacimiento del PLC es un hito importante en el proceso de automatización industrial. Fue diseñado originalmente para abordar las limitaciones de los dispositivos de control de relés tradicionales en tareas de control lógico complejas. En la década de 1960, Digital Equipment Corporation de los Estados Unidos desarrolló la primera generación de controladores programables en respuesta a las necesidades de General Motors (GM), lo que marcó el lanzamiento oficial del PLC. Con el rápido desarrollo de la tecnología de circuitos integrados y la tecnología informática, el PLC ha experimentado una evolución continua desde la primera generación hasta la quinta generación. Sus funciones se han vuelto cada vez más potentes y sus áreas de aplicación han seguido expandiéndose. La principal ventaja del PLC radica en su potente capacidad de control secuencial discreto, lo que lo hace funcionar bien en el procesamiento del control lógico de conmutación.
Por el contrario, el DCS se creó para satisfacer las necesidades de control de procesos continuos. El concepto de diseño del DCS enfatiza el "control descentralizado, la gestión centralizada" y apunta a lograr la descentralización de las funciones de control a través de la tecnología de microprocesador para mejorar la seguridad y la confiabilidad del sistema. El DCS integra tecnología informática, tecnología de comunicación, tecnología de pantalla CRT (tubo de rayos catódicos) y tecnología de control avanzada para formar un sistema de control automático altamente integrado. Este sistema no solo puede lograr un control preciso del proceso de producción, sino que también realiza una gestión y monitoreo centralizados de los datos, mejorando en gran medida la eficiencia de la producción y el nivel de gestión.
2. Campos de aplicación y escenarios
En términos de áreas de aplicación, los PLC y DCS tienen sus propios enfoques. Con sus potentes capacidades de control discreto, los PLC se utilizan ampliamente en la industria aeroespacial, siderúrgica, tabacalera, farmacéutica, alimentaria, metalúrgica, minera, de tratamiento de agua, de transporte y otros campos. Especialmente en algunas ocasiones que requieren operaciones de conmutación frecuentes, como el taller auxiliar de una central eléctrica, el sistema de control principal de una central hidroeléctrica, etc., los PLC desempeñan un papel irreemplazable.
El DCS se centra más en el control de procesos continuos , y sus principales áreas de aplicación incluyen la generación de energía, petroquímica, acero, petroquímica, metalurgia y otras industrias con un alto grado de automatización. Especialmente en las principales unidades de control de la industria aeroespacial, energía térmica, energía nuclear, gran petroquímica, acero y otras industrias, el DCS se ha convertido en un sistema de control indispensable en estos campos debido a su alto grado de integración y confiabilidad.
3. Características técnicas y métodos de programación
Desde la perspectiva de las características técnicas, existen diferencias significativas entre PLC y DCS en términos de gestión de bases de datos, lenguaje de programación y métodos de procesamiento de señales.
El PLC generalmente contiene dos bases de datos: la computadora host y la computadora esclava , que se utilizan principalmente para el control secuencial. Su lenguaje de programación se basa principalmente en el diagrama de escalera, que utiliza cantidades lógicas para juzgar y emitir señales de control. La computadora host generalmente utiliza SCADA (Control de supervisión y adquisición de datos) como interfaz de control para lograr el monitoreo y la gestión de datos en tiempo real.
DCS adopta un diseño de base de datos superior e inferior unificado , que garantiza que los datos puedan permanecer consistentes y precisos en todos los aspectos del sistema. Los bloques de funciones inferiores de DCS son las herramientas principales para la programación, mientras que la computadora superior tiene su propia interfaz de control del sistema de control de vista independiente. Este diseño hace que DCS sea más eficiente y conveniente en el procesamiento y monitoreo de datos.
En términos de procesamiento de señales, los fabricantes de PLC tienden a convertir todas las señales en cantidades digitales para su procesamiento. Este método de procesamiento simplifica el diseño lógico del sistema, pero también puede provocar la pérdida de cierta información analógica. El DCS se centra más en el procesamiento de cantidades analógicas. Puede procesar directamente señales analógicas de los sensores para lograr un control preciso del proceso de producción.
4. Diseño de redundancia y escalabilidad del sistema
En términos de diseño redundante, el PLC y el DCS también exhiben características diferentes. El modo de redundancia de reserva activa de hardware del PLC generalmente adopta la configuración de bastidores duales, fuentes de alimentación duales, procesadores duales y tarjetas de red duales, lo que equivale a dos conjuntos de redundancia de equipos de hardware. Aunque este método de redundancia mejora la confiabilidad del sistema, también aumenta el costo del sistema, por lo que no es común en aplicaciones prácticas.
DCS adopta una arquitectura redundante de reserva activa más avanzada, que generalmente consta de dos DPU (unidades de procesamiento distribuidas) integradas. Este método de redundancia no solo mejora la confiabilidad del sistema, sino que también reduce los costos, lo que hace que DCS sea más ventajoso en escenarios de aplicación que requieren alta confiabilidad.
En términos de escalabilidad del sistema, el PLC tiene más ventajas en trabajos de control discreto de tamaño pequeño y mediano debido a su ventaja de costo en sistemas pequeños. Especialmente en SIS (sistema instrumentado de seguridad) o ESD (sistema de apagado de emergencia), el PLC se ha convertido en el controlador preferido para estos sistemas debido a su flexibilidad y confiabilidad.
DCS es más como un sistema empaquetado, que se puede configurar fácilmente utilizando los módulos correspondientes. Desde la perspectiva de la escalabilidad del sistema horizontal, DCS funciona muy bien en términos de conveniencia y seguridad. Sin embargo, debido a la complejidad y el alto costo de DCS, no es adecuado para su uso en sistemas SIS/ESD.
En resumen, el PLC y el DCS, como dos tecnologías centrales en el campo del control de la automatización, cada uno tiene sus propios antecedentes históricos, campos de aplicación y características técnicas únicos. Al elegir qué sistema de control utilizar, se deben considerar exhaustivamente factores como escenarios de aplicación específicos, requisitos de control y presupuesto de costos. En el futuro, con el desarrollo continuo de la Industria 4.0 y la fabricación inteligente, el PLC y el DCS continuarán integrándose e innovando, brindando más posibilidades y oportunidades al campo de la automatización industrial.
