Ассоциация Предприятий Промышленной Автоматизации Украины

PLC или DCS: мнение ABB + инструмент для выбора

Тема «PLC по сравнению с DCS» является одной из наиболее популярных в мире автоматизации и дискутируется на западе лет 20, как минимум. На просторах СНГ эта тема слабо освещена.

Западные поставщики PLC успешно преодолели все рыночные барьеры вхождения в Украину еще в 90-ые и частично захватили рынки DCS – технологии process control (АСУ ТП с непрерывным управлением).

С другой стороны, если смотреть на мировые рынки, именно DCS принадлежит львиная доля инсталляций в таких отраслях как химия, нефтехимия, энергетика, сахарная и многие другие. Итак, в чем отличия обоих направлений? Мы открываем серию публикаций постом с блога ABB, - мирового лидера в направлении Process Automation

Давным давно, на одном заводе, однажды …

Как молодой инженер, около двух десятилетий назад, я работал для компании, которая производила готовые изделия. Не буду входить в реальный продукт, чтобы не вдаваться в детали технологии. Скажу только, что вначале технология была нацелена на производство порошкообразного вещества с процессами смешивания, экструзии, сушки и т.д., после чего была сборка готового изделия на производственных линиях.

На этом предприятии в то время были большие дебаты – ставить ли платформы PLC или  DCS на различные части технологии (на разные - что-то одно), или же 1 платформу на весь завод. Мы так и не пришли к единому мнению, но я думаю, что мы сделали хорошую работу, используя обе платформы автоматизации. Критерии, которые мы использовали для выбора систем, выходили за рамки платформ и были скорее привязаны к эффективности в работе технологий. Мы также рассматривали уровень обслуживающего персонала, т.е. их навыки по владению той или иной техникой, а также требования по легкости обслуживания.  

Категории ….

20 лет назад поставщики PLC заявили, что они могут делать на своих контроллерах задачи распределенного управления. Но поставщики DCS скзали то же самое о PLC. И на первый, поверхностный взгляд – ничего сильно не поменялось, с точки зрения контроллерной техники и софта – и тогда было многое возможно. Однако, если копнуть глубже, мы видим другие категории, которые стоит рассмотреть для сравнения, и где продукты обеих направлений слегка по разному отвечают требованиям. Заметьте, я сказал «слегка», так как большинство решений автоматизации имеют блоки регулирования PID, могут делать релейную логику, имеют разные наборы входов-выходов…, таким образом, все они могут управлять насосом или регулировать температуру.  Поэтому, речь о том, что лучше подходит и для каких задач.

Чтобы понять это сравнение, возьмем в качестве аналогов автомобили. Много лет назад наиболее популярными моделями были седаны и грузовики. Сегодня, опций выбора гораздо больше.  Есть купе, гибриды, 3 и 5 дверные хэтчбеки, внедорожники, 4-х дверные грузовики, и, конечно, мини-вэны... Это просто то, что сразу приходит в голову.  Аналогично, сегодня есть много решений автоматизации на стыке классических PLC и DCS.  В этом нашем упражнении давайте ограничимся рассмотрением процессов непрерывного управления (process control) и сравним классические решения, хотя некоторые новейшие категории, как PAC (Programmable Automation Controllers) тоже, вероятно, заслуживают внимания. Однако, здесь мы рассмотрим классические технологии автоматизации как: 

  • Решения на ПЛК (PLC) – Программируемый Логический Контроллер, который соединен с HMI/SCADA системой или операторской панелью.  
  • Решения Process PLC –  Контроллер с улучшенной функциональностью по обработке аналоговых входов-выходов и регулирования, но содержащий также функции управления релейной логикой и другими для соответствия требованиям ОЕМ и проектных задач. Это решение также включает возможности стыковки с HMI/SCADA.
  • Малые решении РСУ (DCS)  –  Распределенные Системы Управления, которые содержат Человеко-Машинный Интерфейс (HMI), полевые шины, а также пред-конфигурированные инстурменты разработки. Такие системы – более простые, чем крупные традиционные DCS.   Они недорогие в начальной цене, обладают единой базой данных и имеют низкую общую стоимость владения. 
  • Большие решения DCS  – Распределенные Системы Управления с расширенной функциональностью для управления большими приложениями и интегрирующие различные по своей природе задачи (технологии, распределение электроэнергии, безопасность, управление инфраструктурой…) и интеграцию в бизнес системы. Такие системы могут оптимизировать различные активы предприятия в средне-долгосрочном периоде времени.

Критерии … 

Или другими словами – какая информация является минимальной, чтобы предпочесть одно решение другому? Вот наиболее адекватные критерии: 

  • Модули ввода - вывода -  конфигурации ввода-вывода стоит рассматривать в случае больших проектов, а также для преимущественного аналогового контроля. Например: да - PLC может делать аналоговый контроль, а DCS – дискретный. Но только одно решение будет лучшим, если мы идем в рассмотрение деталей управления ПИД-регулированием и опциями аналогового контроля-управления. 
  • Тип процесса  – зная тип и скорость процессов, мы также увидим разницу.  Является процесс непрерывным или групповым? Требует ли он скорости цикла менее 100 мс? Это групповой процесс с требованиями ISA, где есть повышенные требования возможностям SFC?  Пример:  да, вы можете сделать групповой процесс на PLC, но пред-конфигурированные решения гораздо легче конфигурировать, обслуживать и расширять. Другой пример: да, DCS может делать решения до 100 мсек, но, как правило, это предел их возможностей. 
  • Требования по управлению – Потребуются ли в решении автоматизации коммуникации между контроллерами, чтобы обеспечить полное скоординированное решение всей системы, или это автономные участки с невысокими требованиями по координации и синхронизации данных? Требуется ли резервирование устройств? Пример: Да, PLC может быть резервированным на уровне процессов. Но DCS решения резервируют контроллер, полевую шину и уровень ввода-вывода.  
  • Требования по операторскому интерфейсу – Как много операторских станций требуется? Это будет централизованное управление и мониторинг, или это будут разные операторские в различных помещениях, или это будут автономные панели прямо по технологическим участкам?  Какой будет уровень обработки аварийно-предупредительных сигналов? Если вы пытаетесь соответствовать требованиям  EEMUA 191 или ISA 18.2, то решение точно будет определенного типа и никак иначе.  
  • Требования к обслуживающему персоналу и выполнению проекта – Уровень знаний заказчика, сложность управления проектом также могут быть критериями. Вы, скорее всего, не доверите Мазерати подростку, который только получил водительские права.  Кто будет выполнять проект и далее вести обслуживание оказывает большое влияние на то, какое решение должно быть выбрано. 

Наблюдения с полей … 

Работая сегодня на поставщика автоматизации, я бываю часто на встречах, где есть много вопросов по позиционированию различных систем автоматизации, с целью помочь системным интеграторам лучше реализовать проект и разобраться какой продукт лучше подходит для различных проектов. К счастью, мы имеем различные решения автоматизации, чтобы предложить им. И обычно мы говорим, что нет правильных или неправильных ответов. Техническое соответствие, рыночные тренды и предпочтения заказчиков, уровень персонала – все это влияет. Такие дискуссии напоминают мне о начале моей карьеры и о дебатах на том заводе. Однако, чтобы помочь в ориентации, и избегать каждый раз потерь времени на такие дискуссии, мы решили сделать инструмент, которые может выдавать рекомендации, базируясь на главных критериях по скоринговой системе. Инструмент называется  ABB Process Automation Decision Tool.  

Инструмент …

Чтобы использовать этот инструмент, вам достаточно просто знать основные требования своего проекта и ответить на 14 вопросов. Отчет будет сразу отослан на ваш е-мейл. Отчет включает решение с обоснованием причин, почему вы должны рассматривать это конкретное решние, и почему другие решения менее предпочтительны. 

Пробуйте этот инструмент и дайте нам знать, что вы об этом думаете. 


Рой Таннер (Roy Tanner), АВВ, перевод АППАУ, 2013 г.

Комментарии: