Arquitectura DCS versus PLC

La principal diferencia entre DCS y PLC es el modelo de negocio que analizamos comparando la arquitectura DCS versus PLC.

Arquitectura DCS versus PLC

Se puede decir que el modelo de negocio DCS se basa en un sistema integrado monolítico de un solo fabricante.

Arquitectura DCS

Para un DCS, el controlador, el subsistema de E/S, el software del servidor de base de datos, el software de ingeniería y el software del operador son todos una única unidad monolítica diseñada en conjunto y solo funcionan entre sí.

No es posible utilizar componentes de terceros. No es posible utilizar ninguno de estos componentes en ningún otro sistema.

Un DCS utiliza una red de subsistema de E/S y una red de control basada en Ethernet estándar, pero con un protocolo de aplicación propietario y, por lo general, solo con un modelo particular aprobado de conmutadores Ethernet.

Figura 1 En un DCS todos los componentes provienen del mismo fabricante

Solo se permite una versión específica de Windows y solo en un tipo de computadora aprobada enviada por el fabricante del DCS.

Estas restricciones permiten al fabricante de DCS probar todo en conjunto de manera muy exhaustiva, a gran escala, con mucha carga y con muchos controladores y estaciones de trabajo.

También se prueban juntas aplicaciones como control de lotes, control avanzado y ajuste automático, etc. Esto garantiza que no haya conflictos de compatibilidad ni dependencias imprevistas.

Es posible realizar pruebas exhaustivas a gran escala porque básicamente hay un solo tipo de cada componente, por lo que solo hay una o muy pocas combinaciones.

El software de terceros solo está permitido en “estaciones de aplicaciones” separadas donde no puede entrar en conflicto con las aplicaciones nativas del DCS y debe ser probado y aprobado por el fabricante del DCS; en la lista blanca.

Un DCS es monolítico y utiliza el mismo subsistema de E/S, controlador y software de la misma marca, y una única plataforma de computadora y sistema operativo. Esto ha sido probado exhaustivamente a muy gran escala.

Soporte a largo plazo de DCS

Los sistemas suelen permanecer operativos durante 15 años o más. Durante este tiempo, habrá varias versiones de Windows, paquetes de servicio, revisiones, muchas actualizaciones de definiciones de virus y también será necesario reemplazar el hardware de la computadora.

Por lo general, DCS solo admite un único tipo de software antivirus y cada vez que hay una nueva definición de virus o cuando hay un paquete de servicio o revisión del sistema operativo Windows, el sistema prueba nuevamente todo el conjunto monolítico de todo el hardware y software. proveedor antes del lanzamiento, lo que garantiza que la definición de virus y el paquete de servicio se puedan implementar sin conflictos de compatibilidad.

Actualización del DCS

Las versiones de DCS también se actualizan como una única unidad monolítica de todo el hardware y software, como el firmware de la tarjeta de E/S, el firmware del controlador, el software del servidor, el software de la estación de ingeniería, el software de la estación del operador y cualquier otro software, todos se actualizan juntos.

Cada vez que hay una nueva versión del sistema, el fabricante del sistema ha probado minuciosamente todos estos componentes juntos a gran escala para garantizar que todos sean compatibles entre sí.

Además, el proceso de transferencia directa en línea de la versión anterior a la nueva versión se ha probado minuciosamente a gran escala, lo que garantiza una implementación sin problemas en el sitio.

Es esta tranquilidad que proporcionan las pruebas exhaustivas y a gran escala lo que hace que el DCS sea muy popular en grandes instalaciones como complejos petroquímicos. Estas pruebas resultan prácticas gracias a las pocas combinaciones en un sistema monolítico.

Arquitectura PLC / Modelo de Negocio

Se puede decir que el modelo de negocio de PLC se basa en una arquitectura flexible realizada por un integrador de sistemas (SI).

Arquitectura PLC

La arquitectura del PLC es muy flexible y cada componente se puede seleccionar libremente entre cualquiera de los muchos proveedores. El PLC es la CPU con software de configuración y subsistema IO.

A veces, el subsistema de E/S puede provenir de un tercero. Incluso las tarjetas de E/S que se conectan al backplane pueden provenir de terceros.

El software HMI suele ser de terceros. Normalmente es mejor un servidor OPC nativo del fabricante del PLC, pero a veces se utilizan servidores OPC de terceros.

Figura 2 Para un PLC se integran componentes de diferentes fabricantes

Básicamente, cualquier PLC funciona con cualquier subsistema de E/S, servidor OPC y software HMI porque se utilizan protocolos estándar como PROFIBUS-DP, PROFINET, Modbus/RTU, Modbus/TCP, DeviceNet y EtherNet/IP, así como OPC, etc. .

El equipo de red, las computadoras y la versión de Windows se pueden seleccionar libremente. Algunos componentes que no funcionan están en la lista negra.

Figura 3 DCS utiliza un único proveedor, mientras que las soluciones PLC combinan varios proveedores, lo que genera una gran cantidad de combinaciones.

Nota: Actualmente también está disponible un proveedor de paquete de PLC único

Esta flexibilidad permite cientos de combinaciones de hardware y software, lo que hace imposible que estos fabricantes se reúnan para probar todas las combinaciones posibles de su hardware y software en cada versión de Windows antes de que una planta decida comprar.

Los fabricantes involucrados pueden probar algunas combinaciones, pero pueden o no ser a gran escala con cargas pesadas.

Un PLC permite cualquier combinación de subsistema de E/S, CPU y software HMI/SCADA, en una amplia variedad de plataformas informáticas y de sistemas operativos. No se pueden probar todas las combinaciones.

El fabricante de PLC puede suministrar todos los componentes de hardware y software, todos del mismo fabricante, ya que muchos fabricantes de PLC han adquirido empresas de HMI. Si es así, es posible que esta combinación en particular haya sido probada más exhaustivamente que las otras combinaciones probadas.

Las aplicaciones auxiliares de terceros, como control de lotes, control avanzado y autoajuste, etc., generalmente no se prueban juntas, ya que dan como resultado un número aún mayor de combinaciones.

PLC utiliza software de configuración propietario al igual que DCS. Es decir, no puede utilizar software de configuración de terceros para su PLC, al igual que un DCS.

Un servidor OPC nativo para el PLC es mejor que un servidor OPC de terceros porque el software de configuración del PLC generalmente configura automáticamente el espacio de direcciones para el servidor OPC.

Soporte a largo plazo para PLC

Durante los 15 años o más de funcionamiento típico del sistema, habrá varias versiones de Windows, paquetes de servicio, revisiones, muchas actualizaciones de definiciones de virus y también será necesario reemplazar el hardware de la computadora.

Normalmente, los PLC no tienen restricciones en cuanto al software antivirus o la versión del sistema operativo Windows, por lo que nuevamente el número de combinaciones de definiciones de virus, paquetes de servicios y revisiones se vuelve demasiado amplio y poco práctico para que estos fabricantes se reúnan para probar cada nueva combinación posible antes de una implementación en plantas para garantizar que no habrá conflictos de compatibilidad cuando se implemente en una gran cantidad de combinaciones de hardware y software.

El fabricante del PLC puede limitar a un único software antivirus y versión de Windows. Si es así, es posible que esta combinación en particular haya sido probada más exhaustivamente que las otras combinaciones que prueban.

Actualización de PLC

Para un PLC, los componentes de hardware y software se actualizan individualmente. Es decir, el firmware del subsistema de E/S, el firmware de la CPU y el software de configuración, el servidor OPC, el software HMI y cualquier otro software se actualizan de forma independiente entre sí.

Teniendo en cuenta diferentes versiones para cada opción de componentes, el número de combinaciones aumenta en órdenes de magnitud.

Esta flexibilidad hace que no sea práctico que estos fabricantes se reúnan para probar todas las combinaciones posibles de nuevas versiones antes de su implementación en las plantas.

Probar la transferencia en caliente de una combinación de versiones a otra combinación de versiones se vuelve casi imposible.

El fabricante del PLC puede suministrar todos los componentes de hardware y software, limitarse a un único software antivirus y una versión de Windows que se prueban antes de la implementación, y limitarse a un único controlador de servidor de base de datos de subsistema de E/S/estación de operador de PLC/HMI, DCS, sistema PLC. actualizaciones de versiones amplias y pruebe la transferencia directa antes de la implementación.

De esta forma se abandonaría la flexibilidad del PLC para alcanzar la robustez de un DCS.