انتخاب سیستم کنترل مناسب
انتخاب بین کنترلر قابل برنامه ریزی یا همان PLC و سیستم کنترل توزیع شده DCS، بستگی به نوع پروژه و پلنت دارد. هر کدام مزیت‌های کاربردی متفاوتی نسبت به دیگری دارند.
در هر پروژه موفق اتوماسیون صنعتی، مهندسین متخصص طراحی و اتوماسیون باید نیازمندی‌های کار را بسنجند و بهترین سیستم کنترل را انتخاب کنند. این تصمیم، روی کارایی تاسیسات طی ۲۵ سال یا بعضا بیشتر اثر دارد.
اولین تصمیم گیری راجع به انتخاب سیستم کنترل ، انتخاب بین PLC و DCS است. در برخی موارد، یکی از این دو گزینه مطلقاً بهتر است، اما در برخی موارد این طور نیست. فاکتورهای بسیاری در این انتخاب دخیل هستند که در رسیدن به اهداف کوتاه مدت و بلند مدت کمک می‌کنند.
سیستم‌های کنترل روی اینکه سیستم اتوماسیون چطور نیازهای بهینه‌سازی تولید را رفع می‌کنند، قابلیت اطمینان را حفظ می‌کند و داده را جمع آوری می‌کند اثرگذار است. اگر انتخاب سیستم کنترل بدون آینده نگری انجام شود، عواقب آن جلوگیری از گسترش، عدم بهینه‌سازی پروسه، کاهش رضایت کاربران و در نهایت کاهش سود شرکت شود.
نکات مهم در انتخاب سیستم کنترل مناسب
- سهولت نصب
- امکانات گسترش
- تعمیر
- بروز نگه داشتن سیستم
اگر بخواهیم از نظر هزینه نگاه کنیم، با وجودی که احتمالاً PLCها برای تأسیسات کوچک از نظر هزینه به صرفه هستند، انتخاب DCS، می‌تواند توسعه‌ی بسیار اقتصادی‌تری برای پلنت فراهم آورد، که سرمایه گذاری اولیه را باز می‌گرداند.
یک PLC در واقع یک کامپیوتر صنعتی است که برای کنترل فرایندهای تولیدی مانند ربات‌ها، سیستم‌های بسته‌بندی سریع، پر کردن بطری مایعات، و کنترل حرکت ساخته شده است. در ۲۰ سال گذشته، PLCها پیشرفت کردند و برای کار در پلنت‌های کوچک مناسب شدند. طراحی PLCها به صورتی است که در کل به عنوان جزایر اتوماسیون عمل می‌کنند و در عین حال امکان یکپارچه شدن و ارتباط با یکدیگر را نیز دارند. برای برقراری این ارتباط، پیکربندی و مهندسی نیاز است تا به نحوی نگاشت متناظر بین کنترلرها تعریف شود، زیرا هر PLC دیتابیس مخصوص خود را دارد. این خصوصیت باعث می‌شود PLCها برای کاربردهای کوچک که نیازی به گسترش ندارند، کاملاً مناسب باشند.
مقاله مرتبط : انواع plc
در مقابل یک DCS کنترلرها را در سیستم اتوماسیون توزیع می‌کند و از یک رابط مشترک برخوردار است، امکانات کنترل پیشرفته در دسترس می‌گذارد، دیتابیس برای کل سیستم دارد و نیز اطلاعات به راحتی در بین اجزاء آن به اشتراک گذاشته می‌شود. از قدیم DCSها در کاربردهای فرایندی و پلنت‌های بزرگتر استفاده می‌شده‌اند و برای سیستم‌های بزرگ، تعمیر و نگهداری آنها طی طول عمر پلنت راحت‌تر است.
کاربرد، بستر سیستم کنترل را تعیین می‌کند
به طور کلی PLCها و DCSها برای اتوماسیون و کنترل برنامه ریزی شده‌ی تأسیسات تولیدی بکار می‌روند. تأسیسات تولیدی در صنعت را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: آنهایی که پردازش گسسته نیاز دارند و آنهایی که پیوسته یا فرایندی هستند. تأسیسات تولید گسسته، که معمولاً برای اتوماسیون آنها از PLCها استفاده می‌شود، از بخش‌های مجزای تولید محصول تشکیل شدند که اجزاء را سرهم می‌کنند، کارخانه‌ها، خطوط تولید و بسته‌بندی از نمونه چنین کاربردهایی است. سیستم‌های کنترل توزیع شده (DCS) اغلب برای تأسیسات فرایندی استفاده می‌شوند، تأسیساتی که محاسبات پیوسته دارند، و در آنها مقادیر آنالوگ و کنترل حلقه بسته بیشتر از کنترل دیجیتال بکار می‌رود. به عنوان مثال برای اتوماسیون پالایشگاه‌ها و پلنت‌های پتروشیمی از DCS استفاده می‌شود. برخی کاربردهای ترکیبی هم وجود دارد که از هر دو نوع سیستم کنترل برای اتوماسیون آنها بهره می‌گیرند.
برای انتخاب کنترلر مناسب یک کاربرد، باید حجم پردازش، برنامه ریزی برای گسترش و اعمال تغییرات، نیازمندی‌های یکپارچه‌سازی و ادغام با سایر سیستم‌ها، کاربردها و قابلیت‌ّها، نیاز به دسترس‌پذیری بالا، و بازگشت سرمایه در طول عمر تأسیسات صنعتی را در نظر گرفت.
حجم پردازش سیستم کنترل:
چه تعداد نقطه ورودی/خروجی (I/O) مورد نیاز است؟ اگر سیستم شما کمتر از ۳۰۰ نقطه دارد، و احتمالاً بودجه کمتری به سیستم کنترل آن اختصاص یافته، PLC انتخاب بهتری می‌تواند باشد. اکثر DCSها در مقیاس کوچک کاربردی ندارند و در واقع در پلنت‌های بزرگ بهتر عمل می‌کنند.
اعمال تغییرات:
فرایندهای کوچک می‌توانند از PLCها استفاده کنند، اما اگر این فرایند بخواهد گسترش یابد یا تغییراتی در آن اعمال شود، باید PLCهای بیشتری به آن اضافه شود و هر PLC دیتابیس مخصوص به خود را دارد که به طور جداگانه به مهندسی و نگهداری احتیاج دارد. در چنین پلنت‌هایی با گذشت زمان مشکلات زیادی ایجاد می‌شود. این در حالی است که مدیریت و بروزرسانی DCSها آسان‌تر است زیرا یک دیتابیس دارند و تغییرات در کل سیستم به طور جامع اعمال می‌شود.
نیازمندی‌های یکپارچه‌سازی:
وقتی پلنت کوچک است و به خودی خود قابل کنترل است، PLC انتخاب ایده‌آلی است. اما جایی که چندین PLC برای یک پلنت استفاده می‌شود، ارتباط داخلی بین PLCها لازم می‌شود. برقراری این ارتباط در این شرایط یک مقدار کار سختی است، چون باید از طریق پروتکل‌های ارتباطی، نگاشت بین داده‌‌های کنترلرها را تعریف کرد. یکپارچه کردن و برقراری ارتباط بین PLCها غیر ممکن نیست، اما وقتی تغییراتی روی یک PLC اعمال می‌شود که روی دو PLC اثر می‌گذارد، نگاشت داده‌ها را خراب می‌کند و باعث قطعی ارتباط بین آنها می‌شود، کاربر سیستم را به دردسر می‌اندازد. تعریف نگاشت در DCSها لازم نیست، و اعمال تغییر در پیکربندی یک فرایند ساده است و تمام کنترلرها را به طور یکپارچه بروز می‌شوند.
قابلیت‌ها:
بعضی از صنایع و تأسیسات به ابزارهای هیستورین (ثبت تاریخچه)، مدیریت آلارم و یک اتاق کنترل مرکزی با رابط‌های کاربری یکسان نیاز دارند. در برخی موارد سیستم کنترل ملزم به ادغام با سیستم‌های مدیریت اجرا (MES)، سیستم‌های کنترل پیشرفته و یا سیستم‌های مدیریت منابع (مانند سیستم‌های کالیبراسیون و مدیریت تعمیر و نگهداری تجهیزات) است. این قابلیت‌ها در سیستم‌های DCS پیاده سازی شده‌اند، که در واقع پلنت را از هزینه‌های اضافی برای تجهیزات و سرویس‌های مجزا بی‌نیاز می‌کند. این نکته بسیار مهم است، زیرا غیر از صرفه‌جویی در هزینه، کارایی را افزایش می‌دهد و ریسک‌های کمتری نیز دارد.
قابلیت دسترسی بالا:
برای فرایندهای با اهمیت و حساس، قابلیت افزونگی و قابلیت دسترسی بالا توسط DCSها پشتیبانی می‌شود.
بازگشت سرمایه در طول عمر:
در مورد بازگشت سرمایه، انتظار تأسیسات در صنایع مختلف متغیر است. در فرایندهایی که توسعه نمی‌یابند و کوچک هستند و نیازی به ادغام با سایر فرایندها ندارند، PLCها بازگشت سرمایه‌ی عالی دارند. زیرا قیمت آنها کم و طول عمر آنها زیاد است. اما DCS ممکن است قیمت بالایی برای نصب داشته باشد، اما در دراز مدت، قابلیت توسعه پلنت و ایمنی کل مجموعه ثابت می‌کند که سرمایه‌گذاری منطقی انجام شده است.
تنظیم نیازمندی‌های کوتاه‌مدت با برنامه‌های بلند مدت برای اطمینان و خاطر جمعی در بهره‌برداری حیاتی است، و کارایی و تعمیرات پلنت را بهبود می‌بخشد.
