Een DCS (distributed control system, gedistribueerd besturingssysteem) is een besturingssysteem waarin een centrale, toezichthoudende regeling een groep lokale controllers aanstuurt, die samen een volledig productieproces uitvoeren. Volgens het Amerikaanse NIST wordt een DCS gebruikt om productiesystemen op één geografische locatie te besturen, bijvoorbeeld in olieraffinaderijen, water- en afvalwaterzuivering, energieopwekking, chemie, automobielproductie en farmacie.
Het verschil met SCADA zit in de spreiding: een DCS bestuurt een installatie op één terrein, SCADA bewaakt en bestuurt installaties die over een groot gebied verspreid liggen. Het verschil met een MES zit in de taak: een DCS regelt het proces, een MES beheert de productie eromheen, zoals orders, ploegen en stilstanden.
Hoe een DCS is opgebouwd
NIST beschrijft een DCS als een architectuur met een toezichthoudend niveau boven meerdere deelsystemen die elk een lokaal proces in detail regelen. De onderdelen:
| Onderdeel |
Taak |
| Toezichthoudende controller (control server) | stuurt setpoints naar de lokale controllers en vraagt hun data op |
| Lokale controllers in het veld | procescontrollers, machinecontrollers of PLC's die elk een deelproces regelen op basis van sensorwaarden en de opdrachten van de control server |
| Besturingsnetwerk en veldbus | verbindt de niveaus; een veldbus vervangt de aparte bedrading tussen controller en elke sensor of actuator |
| Bedienstation (HMI) | operators bewaken het proces, passen setpoints aan en zien actuele en historische waarden |
| Engineering-werkstation en historian | configuratie van de regelingen; de historian is een centrale database voor analyse van de procesdata |
Omdat het productiesysteem in modules is opgedeeld, beperkt een DCS volgens NIST de gevolgen van een enkele storing voor het hele systeem. In een DCS voor discrete productie kan er een tussenniveau bestaan, bijvoorbeeld een supervisor per productiecel met een machinecontroller en een robotcontroller.
DCS, PLC, SCADA en MES: het verschil
De vier begrippen worden vaak door elkaar gebruikt, omdat ze in dezelfde fabriek naast elkaar bestaan. De tabel zet ze naast elkaar.
| Systeem |
Kerntaak |
Bereik |
ISA-95 |
| PLC | bestuurt een machine of deelproces: in- en uitgangen, logica, tijden, tellen, PID-regeling | machine of deelproces; ook als lokale controller in DCS en SCADA | niveau 2 |
| DCS | regelt een heel productieproces met een centrale regeling boven lokale controllers | één installatie of terrein | niveau 2 |
| SCADA | verzamelt data van en bestuurt installaties waarbij centrale data-acquisitie even belangrijk is als de besturing | verspreide installaties, zoals leidingnetten | bij ISA genoemd op niveau 3, in veel indelingen op niveau 2 |
| MES | beheert de productie-operaties: orders, ploegen, stilstanden, kwaliteit | fabriek of meerdere fabrieken | niveau 3 |
De indeling volgt de ISA-95-beschrijving van ISA: niveau 2 omvat het bewaken en sturen van de fysieke processen met PLC's, DCS'en en andere besturingsapparatuur, niveau 3 de systemen die de productie-operaties beheren, waaronder MES en SCADA. In andere indelingen staat SCADA op niveau 2, omdat het ook direct bestuurt. Voor de praktijk is de vraag belangrijker welk systeem welke beslissing neemt dan op welk niveau het staat. Meer over SCADA leest u in SCADA: betekenis en werking.
Wanneer welk systeem
| Situatie |
Gebruikelijke keuze |
| continu proces met veel samenhangende regelkringen op één terrein | DCS |
| losse machines in discrete productie, elk met een eigen besturing | een PLC per machine, eventueel met een bedienpaneel; kleine configuraties hebben volgens NIST doorgaans geen centrale server of HMI |
| installaties verspreid over een groot gebied | SCADA met lokale controllers |
| vragen over orders, ploegen, OEE en stilstandsredenen, over alle installaties heen | MES boven de besturing, ongeacht of daaronder een DCS of PLC's werken |
Valkuil: de DCS-historian als productierapportage
Een DCS heeft een historian en dus veel data. Het ligt voor de hand om daar ook de productierapportage uit te halen. NIST omschrijft de historian als een centrale database voor data-analyse met technieken van statistische procesbeheersing: hij slaat procesmeetwaarden in de tijd op. Voor een productierapport zijn andere vragen nodig: welke order liep er, in welke ploeg, waarom stond de installatie stil, hoeveel was goed. Die vragen horen volgens ISA-95 bij niveau 3. Wie ze in de historian nabouwt, onderhoudt dan per installatie eigen afleidingen uit tags, die bij elke wijziging van de besturing moeten worden bijgewerkt.
De omgekeerde fout bestaat ook: een MES vervangt geen DCS. Een MES regelt geen procesregelkringen en grijpt niet in de veiligheid van de installatie in. Het leest data uit de besturing en gebruikt die voor de productie-operaties.
Zo in SYMESTIC
SYMESTIC is een cloud-native MES en wordt gebruikt in discrete en continue productie, ook in de procesindustrie. Biedt de besturing een OPC UA-interface, dan leest de gratis Cloud Gateway-software de procesdata daarover in, meestal zonder extra hardware. Wat OPC UA is, leest u in het glossarium. Hoe het platform is opgebouwd, staat op de pagina MES-platform. Wilt u zien hoe dat bij uw installaties werkt, plan dan een gratis live demo van 30 minuten op uw eigen toepassing.
Bronnen
- NIST SP 800-82 Rev. 3: Guide to Operational Technology (OT) Security, september 2023, paragrafen 2.3.2 tot 2.3.4
- ISA: ISA-95 Standard, Enterprise-Control System Integration
Gerelateerd: PLC · SCADA · OPC UA · MES en ERP · MES-platform
