Haben Sie schon einmal von einem Prozessleitsystem (DCS) gehört? Selbst wenn nicht, können Sie sich wahrscheinlich vorstellen, was es mit seinem Namen auf sich hat.

In der Prozessautomatisierung stellt ein DCS nur eine Ihrer Möglichkeiten dar, wenn es um Steuerungssysteme geht. In der Schule hört man viel über SPS (speicherprogrammierbare Steuerungen) und SCADA Systeme (Überwachungs- und Datenerfassungssysteme). Aber sollten man eine Anlage mit Tausenden von Feldgeräten haben, kann die Verwaltung dieser vielen SP Steuerungen kompliziert und aufwendig werden.

Deshalb gibt es das DCS, welches weitaus skalierfähiger als eine SPS ist. Wir werden gleich dazu kommen. Fürs Erste wollen wir uns darauf konzentrieren zu verstehen, was genau ein DCS ist.

Das System

Wie vorher schon erwähnt, sagt der Name eigentlich bereits alles. Jetzt wollen wir darüber sprechen, wie es alles funktioniert. Lassen Sie uns hier unsere Parameter definieren. Ein DCS verbindet eine zentrale Steuerung mit einer Anzahl von automatisierten lokalen Steuerungen über eine Prozessanlage durch ein Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsnetzwerk.

Diese lokalen Steuerungen wiederum verbinden die zentrale Steuerung mit Ihren Feldgeräten. Dieses Netzwerk verbindet auch Steuerungen und Geräte mit Überwachungs-Terminals, Bedienungs-Terminals und Geschichtsschreibern.

Feldbusse und Standard-Kommunikationsprotokolle ermöglichen diese Verbindung. Sie können HART , PROFIBUS, Modbus, FOUNDATION Fieldbus (FF) und andere verwenden.

Dieses System eignet sich am besten für große Prozesse oder Produktionsanlagen, in denen Sie eine erhebliche Anzahl von Endlosschleifen überwachen und steuern müssen. Es funktioniert auch gut für Systeme, die sich keine Ausfallzeiten leisten können, denn der Rest der Anlage kann trotzdem weiterarbeiten, selbst wenn ein Abschnitt offline geht.

Die Elemente


Nun, da wir ein Gesamtbild eines DCS haben, lassen Sie uns einen genaueren Blick auf seine Architektur werfen. Wir können es in vier Grundelemente unterteilen:

Engineering-Steuerung
Bedienstation
Lokale Steuerung
Kommunikationsmedien

Überprüfen wir sie im Folgenden.

Technische Steuerung


Die Technische Steuerung überwacht das gesamte DCS. Sie können einen PC oder einen anderen Computer verwenden, auf dem eine spezielle Techniker Software installiert ist.

Auch Ihre Konfigurations Werkzeuge sind hier vorhanden. Sie können einen Steuerungsalgorithmus ausführen, neue Schleifen erstellen, Geräte konfigurieren und vieles andere mehr. Sie fungiert im Grunde genommen als das Gehirn des gesamten Prozesses.

Bedienstation


Diese Station überwacht, betreibt und steuert die Anlagenparameter. Hier können Sie zum Beispiel Alarme einstellen. Die Datenerfassung findet ebenfalls hier statt. Mit diesen protokollierten Daten können Sie Trends in Ihrem Steuerungssystem verfolgen.

Genauso wie die Technische Station können Sie nahezu jeden Computer verwenden, sofern die richtige Software installiert ist, wie zum Beispiel die DigiVis von ABB. Sie können auch mehrere PCs mit bestimmten Funktionen verwenden, beispielsweise eine für die Datenprotokollierung und Alarme und eine andere für Parameter und Trends.

Lokale Steuerung


Die lokale oder verteilte Steuerung besteht aus einem CPU-Modul, einem Feldbus oder einem Kommunikationsmodul mit entfernten oder direkt angeschlossenen Eingängen/Ausgängen (E/As). Sie ruft Daten von Feldgeräten durch ein Eingangsmodul ab, analysiert den Prozess mit seinen Algorithmen und steuert das Ausgangssignal mithilfe der Ausgangsmodule.

Ihre Feldgeräte verbinden sich mit dieser Einheit, die über eine oder mehrere E / A-Einheiten verfügt. Wenn Sie intelligente Geräte und eine Feldbusanbindung wie PROFIBUS haben, ist es sogar möglich, das E/A-Modul zu überspringen und sich direkt an den Feldbus anzuschließen.

Kommunikationsmedien


Kommunikationsmedien umfassen alle Komponenten, welche die anderen drei Elemente des DC Systems verbinden, wie Drähte und Kabel sowie Protokolle.
Es versteht sich von selbst, dass Sie in der heutigen Zeit und Epoche unter Umständen über ein drahtloses System verfügen, aber Sie verstehen, was ich meine.

Das Kommunikationssystem überträgt Daten von einer Station zur anderen und Sie haben eine Vielzahl von Protokollen zur Auswahl – PROFIBUS, Ethernet, DeviceNet, FF und viele mehr.

Sie sollten auch wissen, dass Sie mehr als ein Protokoll in Ihrem DCS verwenden können. Sie können beispielsweise E/A-Module und Prozessanlagen mit PROFIBUS und Ethernet für Ihre Technische Steuerung und Bedienstationen verbunden haben.

DCS gegen PLC


Gut, jetzt da wir wissen, wie ein DCS funktioniert, seine Elemente und alles weitere kennen, wollen wir uns einer neuen Frage zuwenden. Nämlich, wann sollten Sie ein DCS anstelle eines SPS-Systems verwenden? Lassen Sie uns die beiden Systeme vergleichen, damit Sie entscheiden können, welches für Ihren Prozess am besten.
geeignet ist.

Antwort

SP Steuerungen haben schnellere Reaktionsgeschwindigkeiten als DC Systeme, das steht außer Frage. Wenn Sie in Ihrem Prozess Echtzeitsteuerung und -aktionen wünschen, brauchen Sie eine SPS. Ein DCS dauert viel länger, um Daten zu verarbeiten.

Skalierbarkeit


Obwohl eine SPS in der Lage ist viele E/A-Punkte zu verarbeiten, kann ein DCS viele tausend E/A-Punkte verarbeiten. Mit einer modularen oder Subsystem-Architektur können Sie einem DCS den ganzen Tag über neue Geräte hinzufügen.

Insofern Sie eine große Anlage haben, in der Teile Ihres Prozesses überall verstreut sind, dann unterstützt Sie ein DCS wesentlich besser.

Redundanz


In gleicher Weise hat das DCS auch hier einen Vorteil gegenüber einer SPS. Sie können so viele Steuerungen und Netzwerke hinzufügen, wie Sie es sich leisten können. Und wenn ein Problem auftritt, hat dies keine Auswirkungen auf Ihre Überwachung und Kontrolle, vorausgesetzt, dass Sie Ihre redundanten Geräte richtig eingestellt haben.

Diese Eigenschaft macht Ihr System zuverlässiger, da es ungeachtet möglicher Probleme, weiterlaufen kann.

Komplexität


Hier erwartet Sie keine Überraschung! Je komplexer Ihr System wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass Sie sich für ein DCS anstelle einer SPS entscheiden. Ein DCS ermöglicht mehrere Verfahren und Produkte ebenso wie mehrere Geräte in Ihrem System.

Um mehr über DCS zu erfahren, please ask our engineers! 


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