Διαφέρει από το κεντρικό σύστημα ελέγχου, όπου ένας μόνο ελεγκτής σε κεντρική θέση χειρίζεται τη λειτουργία ελέγχου, αλλά στο DCS κάθε στοιχείο διεργασίας ή μηχανή ή ομάδα μηχανών ελέγχεται από έναν ειδικό ελεγκτή.
Το DCS αποτελείται από μεγάλο αριθμό τοπικών ελεγκτών σε διάφορα τμήματα της περιοχής ελέγχου εγκαταστάσεων και συνδέεται μέσω δικτύου επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας.
Στο σύστημα ελέγχου DCS διεξάγονται λειτουργίες συλλογής δεδομένων και ελέγχου μέσω ενός αριθμού ελεγκτών DCS οι οποίοι είναι μονάδες με βάση μικροεπεξεργαστή που κατανέμονται λειτουργικά και γεωγραφικά πάνω στην εγκατάσταση και βρίσκονται κοντά στην περιοχή όπου εκτελούνται λειτουργίες ελέγχου ή συλλογής δεδομένων όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Αυτοί οι ελεγκτές είναι σε θέση να επικοινωνούν μεταξύ τους αλλά και με άλλους ελεγκτές, όπως τερματικά ελέγχου, τερματικά χειριστών, ιστορικούς κλπ.
Οι κατανεμημένοι μεμονωμένοι αυτόματοι ελεγκτές συνδέονται με συσκευές πεδίου, όπως αισθητήρες και ενεργοποιητές. Αυτοί οι ελεγκτές εξασφαλίζουν την κοινή χρήση των συλλεγόμενων δεδομένων σε άλλους ιεραρχικούς ελεγκτές μέσω διαφορετικών λεωφορείων πεδίου. Διαφορετικοί λεωφορεία πεδίου ή πρότυπα πρωτόκολλα επικοινωνίας χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της επικοινωνίας μεταξύ των ελεγκτών. Ορισμένα από αυτά περιλαμβάνουν το Profibus, το HART, το τόξο, το Modbus κ.λπ.
Το DCS είναι το πλέον κατάλληλο για εργοστάσια μεγάλης κλίμακας επεξεργασίας ή παραγωγής, όπου πρέπει να παρακολουθείται και να ελέγχεται μεγάλος αριθμός συνεχόμενων βρόχων ελέγχου.
Το κύριο πλεονέκτημα της διαίρεσης των καθηκόντων ελέγχου για διανεμημένους ελεγκτές είναι ότι εάν κάποιο τμήμα του DCS αποτύχει, η μονάδα μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί ανεξάρτητα από το τμήμα που έχει αποτύχει.
Αρχιτεκτονική του Κατανεμημένου Συστήματος Ελέγχου
Όπως υποδηλώνει το όνομα, η DCS έχει τρεις βασικές ιδιότητες.
Ο πρώτος είναι η κατανομή των διαφόρων λειτουργιών ελέγχου σε σχετικά μικρά σύνολα υποσυστημάτων, τα οποία είναι ημιαυτόνομου και διασυνδέονται μέσω ενός διαύλου επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας. Ορισμένες από αυτές τις λειτουργίες περιλαμβάνουν την απόκτηση δεδομένων, την παρουσίαση δεδομένων, τον έλεγχο της διαδικασίας, την εποπτεία της διαδικασίας, την αναφορά πληροφοριών, την αποθήκευση και την ανάκτηση πληροφοριών.
Το δεύτερο χαρακτηριστικό της DCS είναι η αυτοματοποίηση της διαδικασίας παραγωγής με την ενσωμάτωση προηγμένων στρατηγικών ελέγχου.
Και το τρίτο χαρακτηριστικό είναι η οργάνωση των πραγμάτων ως συστήματος.
Η DCS οργανώνει ολόκληρη τη δομή ελέγχου ως ένα ενιαίο σύστημα αυτοματισμού όπου διάφορα υποσυστήματα ενοποιούνται μέσω μιας σωστής δομής εντολών και ροής πληροφοριών.
Αυτά τα χαρακτηριστικά του DCS μπορούν να παρατηρηθούν στην αρχιτεκτονική του που φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα.
Τα βασικά στοιχεία που περιλαμβάνονται σε ένα DCS περιλαμβάνουν σταθμό εργασίας, σταθμό λειτουργίας ή HMI, μονάδα ελέγχου διαδικασίας ή τοπική μονάδα ελέγχου, έξυπνες συσκευές και σύστημα επικοινωνίας.
Σταθμός εργασίας Μηχανικών:
Είναι ο εποπτικός ελεγκτής σε όλο το κατανεμημένο σύστημα ελέγχου.
Μπορεί να είναι ένας υπολογιστής ή οποιοσδήποτε άλλος υπολογιστής που διαθέτει αποκλειστικό λογισμικό μηχανικής (για παράδειγμα, σταθμός ελέγχου εργοταξίου F στο μηχανογραφικό σύστημα ABB freelance).
Ο μηχανικός αυτός σταθμός προσφέρει ισχυρά εργαλεία διαμόρφωσης που επιτρέπουν στο χρήστη να εκτελεί λειτουργίες μηχανικής όπως δημιουργία νέων βρόχων, δημιουργία διαφόρων σημείων εισόδου και εξόδου, τροποποίηση διαδοχικών και συνεχών λογικών ελέγχου, διαμόρφωση διαφόρων κατανεμημένων συσκευών, προετοιμασία τεκμηρίωσης για κάθε συσκευή εισόδου / εξόδου κ.λπ. .
Λειτουργικό σταθμό ή HMI
Χρησιμοποιείται για τη λειτουργία, την παρακολούθηση και τον έλεγχο των παραμέτρων των εγκαταστάσεων. Μπορεί να είναι ένας υπολογιστής ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή παρακολούθησης που διαθέτει ένα ξεχωριστό εργαλείο λογισμικού στον οποίο ο χειριστής μπορεί να δει τιμές παραμέτρων διεργασίας και συνεπώς να αναλάβει δράση ελέγχου.
Για παράδειγμα, είναι ένα εργαλείο λογισμικού DigiVis που μπορεί να τρέξει σε ένα απλό περιβάλλον υπολογιστή σε περίπτωση που η ABB DCS.
Οι λειτουργικοί σταθμοί μπορούν να είναι μια ενιαία μονάδα ή πολλαπλές μονάδες όπου μια ενιαία μονάδα εκτελεί λειτουργίες όπως εμφάνιση τιμών παραμέτρων, εμφάνιση τάσης, συναγερμού κλπ. Ενώ πολλές μονάδες ή υπολογιστές εκτελούν μεμονωμένες λειτουργίες, όπως μερικές παραμέτρους οθόνης, μερικές για αρχεία τάσεων, καταγραφή και απόκτηση δεδομένων κ.λπ.
Μονάδα ελέγχου διαδικασίας DCS
Καλείται επίσης ως τοπική μονάδα ελέγχου, ελεγκτής διανομής ή σταθμός επεξεργασίας. Ένα κατανεμημένο σύστημα ελέγχου μπορεί να αποτελείται από έναν ή περισσότερους σταθμούς επεξεργασίας που μπορούν να επεκταθούν με διαφορετικούς τύπους μονάδων εισόδου / εξόδου. Αυτοί οι ελεγκτές αποτελούνται από μια ισχυρή λειτουργική μονάδα CPU, διαύλου πεδίου ή μονάδα επικοινωνίας με εκτεταμένη ικανότητα διαύλου πεδίου και απευθείας ή απομακρυσμένα συνδεδεμένα I / Os.
Οι συσκευές πεδίου, όπως οι αισθητήρες και οι ενεργοποιητές, συνδέονται με μονάδες εισόδου / εξόδου της μονάδας. Ορισμένες συσκευές πεδίου μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο δίαυλο πεδίου (όπως το Profibus) χωρίς κάποια μονάδα I / O, η οποία μπορεί να χαρακτηριστεί ως συσκευή έξυπνου πεδίου.
Αυτές οι μονάδες αποκτούν τις πληροφορίες από διάφορους αισθητήρες μέσω της μονάδας εισόδου, την αναλύουν και επεξεργάζονται με βάση την εφαρμοζόμενη λογική ελέγχου και στέλνουν τα σήματα εξόδου μέσω των μονάδων εξόδου για να ελέγχουν τους ενεργοποιητές και τους ηλεκτρονόμους.
Στην περίπτωση nofollow "> module ABB DCS, AC800F για παράδειγμα ενεργεί ως σταθμός διεργασίας, ο οποίος είναι υπεύθυνος για την απόκτηση και τον έλεγχο των δεδομένων από τη διαδικασία.
Αυτή η μονάδα αποτελείται από τροφοδοτικό μαζί με το τμήμα CPU, το τμήμα Ethernet, το τμήμα Profibus και τη μονάδα διασύνδεσης απομακρυσμένης επικοινωνίας για διασύνδεση I / Os όπως φαίνεται στο σχήμα όπου η πρώτη μονάδα είναι μονάδα AC 800F και άλλη είναι απομακρυσμένη είσοδος / ως μονάδα διασύνδεσης επικοινωνίας).
YOu μπορεί επίσης να διαβάσει: Μια Overvew των DC Drives
Σύστημα επικοινωνίας
Το μέσο επικοινωνίας διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε ολόκληρο το κατανεμημένο σύστημα ελέγχου. Συνδέει το μηχανολογικό σταθμό, τον σταθμό λειτουργίας, τον σταθμό επεξεργασίας και τις έξυπνες συσκευές μεταξύ τους. Μεταφέρει τις πληροφορίες από το ένα σταθμό στο άλλο. Τα κοινά πρωτόκολλα επικοινωνίας που χρησιμοποιούνται στο DCS περιλαμβάνουν τα Ethernet, Profibus, Bus Field Foundation, DeviceNet, Modbus κ.λπ.
Δεν είναι υποχρεωτικό να χρησιμοποιείται ένα πρωτόκολλο για ολόκληρο το DCS, ορισμένα επίπεδα μπορούν να χρησιμοποιούν ένα δίκτυο, ενώ ορισμένα επίπεδα χρησιμοποιούν διαφορετικό δίκτυο.
Για παράδειγμα, θεωρήστε ότι οι συσκευές πεδίου, οι κατανεμημένες μονάδες εισόδου / εξόδου και ο σταθμός επεξεργασίας είναι διασυνδεδεμένες με το Profibus, ενώ η επικοινωνία μεταξύ μηχανολογικού σταθμού, HMI και σταθμού διεργασίας πραγματοποιείται μέσω Ethernet, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Το κύριο πλεονέκτημα του DCS είναι ο πλεονασμός ορισμένων ή όλων των επιπέδων της περιοχής ελέγχου. Οι περισσότερες από τις περιπτώσεις κρίσιμες διαδικασίες εγκαθίστανται με περιττούς ελεγκτές και περιττά δίκτυα επικοινωνιών, έτσι ώστε το πρόβλημα στην κύρια γραμμή επεξεργασίας να μην επηρεάζει τις λειτουργίες παρακολούθησης και ελέγχου εξαιτίας του πλεονάζοντος τμήματος επεξεργασίας.
Έξυπνες συσκευές
Οι έξυπνες συσκευές πεδίων και η τεχνολογία διαύλου πεδίου είναι προηγμένα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας DCS που αντικαθιστά τα παραδοσιακά υποσυστήματα I / O (μονάδες I / O).
Αυτές οι έξυπνες συσκευές ενσωματώνουν τις πληροφορίες που απαιτούνται για απλές τεχνικές ανίχνευσης και ελέγχου στις κύριες συσκευές ανίχνευσης και ενεργοποίησης.
Και ως εκ τούτου, αντικαθιστά την ανάγκη για έναν ελεγκτή DCS να εκτελεί διαδικασία ρουτίνας ανίχνευσης και ελέγχου.
Αυτές οι συσκευές πεδίου μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο δίαυλο πεδίου έτσι ώστε να είναι δυνατή η προμήθεια πολλαπλών μετρήσεων στον επόμενο σταθμό ελέγχου υψηλότερου επιπέδου μέσω γραμμής ψηφιακής μετάδοσης εξαλείφοντας εξωγενές υλικό όπως τοπικές μονάδες I / O και ελεγκτές.
Εργασία και λειτουργία του συστήματος DCS
Οι αισθητήρες ανιχνεύουν τις πληροφορίες διεργασίας και τις αποστέλλουν στις τοπικές μονάδες I / O, στις οποίες είναι επίσης συνδεδεμένοι οι ενεργοποιητές έτσι ώστε να ελέγχουν τις παραμέτρους της διαδικασίας.Οι πληροφορίες ή τα δεδομένα από αυτές τις απομακρυσμένες μονάδες συλλέγονται στη μονάδα ελέγχου διαδικασίας μέσω του διαύλου πεδίου. Εάν χρησιμοποιούνται συσκευές έξυπνου πεδίου, οι πληροφορίες ανίχνευσης μεταφέρονται απευθείας στη μονάδα ελέγχου διαδικασίας μέσω διαύλου πεδίου.
Οι συλλεγείσες πληροφορίες επεξεργάζονται περαιτέρω, αναλύονται και παράγουν τα αποτελέσματα εξόδου βάσει της λογικής ελέγχου που εφαρμόζεται στον ελεγκτή. Τα αποτελέσματα ή οι ενέργειες ελέγχου μεταφέρονται στη συσκευή ενεργοποίησης μέσω του διαύλου πεδίου. Η υλοποίηση λογικής ρύθμισης, θέσης σε λειτουργία και έλεγχος DCS διεξάγεται στον σταθμό μηχανικής όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Ο χειριστής είναι σε θέση να προβάλλει και να αποστέλλει χειροκίνητα τις ενέργειες ελέγχου στους σταθμούς λειτουργίας.
Οι λειτουργικοί σταθμοί μπορούν να είναι μια ενιαία μονάδα ή πολλαπλές μονάδες όπου μια ενιαία μονάδα εκτελεί λειτουργίες όπως εμφάνιση τιμών παραμέτρων, εμφάνιση τάσης, συναγερμού κλπ. Ενώ πολλές μονάδες ή υπολογιστές εκτελούν μεμονωμένες λειτουργίες, όπως μερικές παραμέτρους οθόνης, μερικές για αρχεία τάσεων, καταγραφή και απόκτηση δεδομένων κ.λπ.
Μονάδα ελέγχου διαδικασίας DCS
Οι συσκευές πεδίου, όπως οι αισθητήρες και οι ενεργοποιητές, συνδέονται με μονάδες εισόδου / εξόδου της μονάδας. Ορισμένες συσκευές πεδίου μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο δίαυλο πεδίου (όπως το Profibus) χωρίς κάποια μονάδα I / O, η οποία μπορεί να χαρακτηριστεί ως συσκευή έξυπνου πεδίου.
Στην περίπτωση
YOu μπορεί επίσης να διαβάσει: Μια Overvew των DC Drives
Σύστημα επικοινωνίας
Το μέσο επικοινωνίας διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε ολόκληρο το κατανεμημένο σύστημα ελέγχου. Συνδέει το μηχανολογικό σταθμό, τον σταθμό λειτουργίας, τον σταθμό επεξεργασίας και τις έξυπνες συσκευές μεταξύ τους. Μεταφέρει τις πληροφορίες από το ένα σταθμό στο άλλο. Τα κοινά πρωτόκολλα επικοινωνίας που χρησιμοποιούνται στο DCS περιλαμβάνουν τα Ethernet, Profibus, Bus Field Foundation, DeviceNet, Modbus κ.λπ.
Δεν είναι υποχρεωτικό να χρησιμοποιείται ένα πρωτόκολλο για ολόκληρο το DCS, ορισμένα επίπεδα μπορούν να χρησιμοποιούν ένα δίκτυο, ενώ ορισμένα επίπεδα χρησιμοποιούν διαφορετικό δίκτυο.
Το κύριο πλεονέκτημα του DCS είναι ο πλεονασμός ορισμένων ή όλων των επιπέδων της περιοχής ελέγχου. Οι περισσότερες από τις περιπτώσεις κρίσιμες διαδικασίες εγκαθίστανται με περιττούς ελεγκτές και περιττά δίκτυα επικοινωνιών, έτσι ώστε το πρόβλημα στην κύρια γραμμή επεξεργασίας να μην επηρεάζει τις λειτουργίες παρακολούθησης και ελέγχου εξαιτίας του πλεονάζοντος τμήματος επεξεργασίας.
Έξυπνες συσκευές
Οι έξυπνες συσκευές πεδίων και η τεχνολογία διαύλου πεδίου είναι προηγμένα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας DCS που αντικαθιστά τα παραδοσιακά υποσυστήματα I / O (μονάδες I / O).
Αυτές οι συσκευές πεδίου μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο δίαυλο πεδίου έτσι ώστε να είναι δυνατή η προμήθεια πολλαπλών μετρήσεων στον επόμενο σταθμό ελέγχου υψηλότερου επιπέδου μέσω γραμμής ψηφιακής μετάδοσης εξαλείφοντας εξωγενές υλικό όπως τοπικές μονάδες I / O και ελεγκτές.
Εργασία και λειτουργία του συστήματος DCS
Οι συλλεγείσες πληροφορίες επεξεργάζονται περαιτέρω, αναλύονται και παράγουν τα αποτελέσματα εξόδου βάσει της λογικής ελέγχου που εφαρμόζεται στον ελεγκτή. Τα αποτελέσματα ή οι ενέργειες ελέγχου μεταφέρονται στη συσκευή ενεργοποίησης μέσω του διαύλου πεδίου. Η υλοποίηση λογικής ρύθμισης, θέσης σε λειτουργία και έλεγχος DCS διεξάγεται στον σταθμό μηχανικής όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Ο χειριστής είναι σε θέση να προβάλλει και να αποστέλλει χειροκίνητα τις ενέργειες ελέγχου στους σταθμούς λειτουργίας.
Αναρτήσεις
?){kind=link}