[제어] DCS 란

■ DCS_분산제어시스템

 

<참고자료>

DCS 개념 및 발전과정 http://www.kemco.or.kr/up_load/blog/DCS.ppt
DCS 개념 및 발전과정 https://m.blog.naver.com/sthole/220230048979
DCS 구성 https://blog.naver.com/dohyuni1018/80042831296
DCS 구성 https://bitbong.tistory.com/387
DCS 구성 http://meccatech.co.kr/dcs.html
DCS와 PLC의 차이 https://blog.naver.com/vkqkqkt/120144579973

 

1. DCS 개념

DCS : Distributed Control System, 분산제어시스템

제어시스템 구성 방법으로 전체 공정제어를 소단위 공정제어로 나누고, 각각의 소단위 공정제어는 소단위 시스템에서 역할을 수행하며, 상호간에 통신이 가능하도록 한 것. 구조적으로는 소형 DDC 여러개를 유기적으로 연결하여 전체 시스템을 구성한 것.

 

2. DCS 발전과정(DDC와 비교)

 

▲ DDC 시스템 구성

▲ DCS 시스템 구성

DDC(Direct Digital Control) 시스템은 한 대의 컴퓨터에 모든 데이터를 집중화 시켜 제어하고 관리하는 시스템이다. DDC 시스템의 경우 한 대의 컴퓨터에 모든 제어기능이 집중되어 있으므로 컴퓨터에 이상이 발생하면 공정 전체가 제어 불능 상태가 된다. 이를 보완하기 위해 하나의 중앙처리 장치를 여러개의 작은 중앙처리 장치로 나누어 기능별로 분리하고 작은 용량의 중앙처리 장치를 갖는 각각의 컴퓨터를 통신 네트워크로 연결시켜 전체 시스템을 구성하도록 한 것이 DCS의 발전과정이다.

 

3. DCS 구성

▲ DCS 구성

가. System Interface(그림 속 Data Highway와 Controller)

1) CPU(Central Processing Unit)제어대상인 플랜트의 프로세스 상태량(Analog or Digital)에 따라 다르나 32Bit 마이크로프로세서가 많이 사용되고 있다.
2) 제어대상(기계설비, Plant Process)은 실시간에 변화하므로 엄격한 실시간 처리(Real Time)가 요구된다.
3) Data Highway 광케이블이나 동축 케이블로 통신선로를 연결한 LAN (Local Area Network：근거리통신망)의 하나이며 전송 거리는 보통 수 Km 이다.
4) 분산제어시스템의 유일한 집중화 부분으로서 정보교환을 고속으로 하고 응답성도 좋아야 한다.

나. Process Interface(그림 속 Controller 이하 연결되는 입출력-공정)

1) 제어 대상과 직결해서 제어정보의 처리를 행하기 위한 컴퓨터의 입출력을 말하며 Analog 입력 및 출력, Digital 입력 및 출력 등이 있다.
2) 24시간 연속 운전되는 공업시스템에 사용되어 기계설비의 제어나 감시를 행하기 때문에 신뢰성이 좋고 확장성이 좋아야 한다.

다. Operator Interface(그림 속 Operator's Console)

1) 운영자가 필요에 따라서 제어대상을 제어하기도 하고 공정상태를 감시하기 위해서 준비
된 조작스위치 및 상태표시 장치를 총칭하여 말한다.
2) 최근에는 MMI(Man Machine Interface)기능을 강화하여 운영자의 부담을 경감하고,
고도의 상황판단 능력을 가지는 방향으로 발전되고 있다.

※MMI = HMI : Human Machine Interface.

 

4. DCS 와 PLC 차이

DCS는 제어 시스템 방법을 말하며, PLC는 Programmable Logic Controller의 약자로 프로그램 제어에 사용하는 장비이다. DCS 구성 중 Controller에 포함된다고 생각하면 쉽다. 기능적으로 같은 기능을 수행하기 때문에 나누는 것은 사실 큰 의미가 없다. 그래서 1개의 PLC를 사용하는 시스템을 집중시스템, 2개 이상의 PLC를 이용하여 통신으로 연계하는 시스템을 분산시스템이라고 말할 수도 있다.

 

그렇지만 발전과정에서의 구조적 차이와 기능적 차이를 강조하는 사람들도 있다.

 

PLC는 Hard-wired Controller인 릴레이 제어판넬의 보조릴레이, 컨트롤릴레이, 타이머, 카운터 등의 기능을 반도체와 IC등의 소자로 대체시킨 기기이다. 즉 소규모 시퀀스 제어에 적합하도록 설계되어 발전되어 왔기 때문에 통합기능에 대해 단순한 기능만 적용할 수 있는 반면,
DCS는 대규모 시스템을 통합하여 관리하는 기능에 적합하도록 설계되어 왔기 때문에 통합관리에 대한 여러가지 기능을 적용할 수 있다.
하지만 DCS보다 PLC가 응답속도가 빠르며, 가격이 저렴한 장점이 있다는게 통상적으로 알고있는 내용이다. 하지만 점점 차이는 없어지고, 또 새로운 시스템이 개발되고 있다.

 

※PC(Programmable Controller)이라고도 하는데 개인용컴퓨터의 약자인 PC(Personal Computer)와 혼돈을 피하기 위해 PLC라고 많이 사용한다.