Sistemul de control distribuit este cel mai popular, care este special conceput cu capacități de redundanță și diagnostic pentru a îmbunătăți fiabilitatea și performanța controlului. Oferă o mai mare flexibilitate pentru a controla dispozitivele de câmp discret distribuite și stațiile sale de operare
În această eră a tehnologiei revoluției, sistemul de automatizare industrială se ocupă de tehnologii avansate de control al automatizării pentru a avea o performanță mai bună de control asupra proceselor complexe.
Sistem de control distribuit
Pentru a crește fiabilitatea, productivitatea și calitatea, reducând în același timp costurile de producție, industriile de control al proceselor trebuie să fie conduse de controlere integrate cu capacitate de control distribuită ridicată.
Ce este un sistem de control distribuit
Sistemul de control distribuit este un sistem de control special conceput, utilizat pentru a controla aplicații complexe, mari și distribuite geografic în procesele industriale. În aceasta, controlerele sunt distribuite în întreaga zonă a plantei.
Aceste controlere distribuite sunt conectate atât la dispozitivele de teren, cât și la computerele care operează prin rețele de comunicații de mare viteză, așa cum se arată în figură.
Dispozitivele de câmp discret, cum ar fi senzorii și actuatoarele, sunt conectate direct la modulele de control de intrare și ieșire printr-o magistrală de comunicații. Aceste dispozitive de câmp sau instrumente inteligente sunt capabile să comunice cu PLC-uri sau cu alte controlere în timp ce interacționează cu parametrii din lumea reală, cum ar fi temperatura, presiunea etc.
DCS Architecture
Controlerele sunt distribuite geografic în diferite secțiuni ale zonei de control și sunt conectate la stațiile de operare și de inginerie care sunt utilizate pentru monitorizarea datelor, înregistrarea datelor, alarmare și controlul scopului printr-o altă magistrală de comunicații de mare viteză.
Aceste protocoale de comunicații sunt de diferite tipuri, cum ar fi magistrala de fundație, HART, Profibus, Modbus etc. DCS oferă informații pentru mai multe afișaje pentru interfața cu utilizatorul.
4 Elemente de bază ale sistemului de control distribuit
Sistemul de control distribuit interacționează continuu cu procesele din aplicațiile de control al proceselor, obține instrucțiuni de la operator. De asemenea, facilitează punctele de reglare variabile și deschiderea și închiderea supapelor pentru control manual de către operator. Interfața sa om-mașină (HMI), plăcile frontale și afișarea tendințelor oferă monitorizarea eficientă a proceselor industriale.
Elemente de DCS
Inginerie PC sau controler
Acest controler este controlerul de supraveghere asupra tuturor controlerelor de procesare distribuite. Algoritmii de control și configurația diferitelor dispozitive sunt executate în acest controler. Comunicarea în rețea între procesare și PC-ul de inginerie poate fi implementată printr-o configurație simplex sau redundantă.
Controler distribuit sau unitate de control locală
Poate fi amplasat în apropierea dispozitivelor de câmp (senzori și actuatori) sau a anumitor locații în care aceste dispozitive de câmp sunt conectate prin intermediul legăturii de comunicație. Acesta primește instrucțiunile de la stația de inginerie, cum ar fi set point și alți parametri și controlează direct dispozitivele de teren.
Poate detecta și controla atât intrările / ieșirile analogice, cât și cele digitale prin intermediul modulelor I / O analogice și digitale. Aceste module sunt extensibile în funcție de numărul de intrări și ieșiri. Colectează informațiile de pe dispozitive de câmp discrete și trimite aceste informații către stațiile de operare și inginerie.
În figura de mai sus, controlerele AC 700F și AC 800F acționează ca o interfață de comunicație între dispozitivele de teren și stațiile de inginerie. Majoritatea cazurilor acestea acționează ca control local pentru instrumentele de teren.
Stație de operare sau HMI
Este folosit pentru a monitoriza grafic parametrii întregi ai instalației și pentru a înregistra datele în sistemele de baze de date ale instalației. Afișarea tendinței diferiților parametri de proces oferă afișare eficientă și monitorizare ușoară.
Aceste stații de operare sunt de diferite tipuri, cum ar fi unele stații de operare (PC-uri) utilizate pentru a monitoriza numai parametrii, unele pentru afișarea doar a tendințelor, altele pentru înregistrarea datelor și cerințe alarmante. Acestea pot fi, de asemenea, configurate pentru a avea capacități de control.
Medii de comunicare și protocol
Mijloacele de comunicație sunt formate din cabluri de transmisie pentru a transmite date, cum ar fi cabluri coaxiale, fire de cupru, cabluri de fibră optică și uneori ar putea fi fără fir. Protocoale de comunicare selectate depind de numărul de dispozitive care vor fi conectate la această rețea.
De exemplu, RS232 acceptă numai pentru 2 dispozitive și Profibus pentru 126 de dispozitive sau noduri. Unele dintre aceste protocoale includ Ethernet, DeviceNet, magistrala de fundație, Modbus, CAN etc.
În DCS, două sau mai multe protocoale de comunicații sunt utilizate între două sau mai multe zone, cum ar fi între dispozitivele de control pe teren și controlere distribuite și altul între controlere distribuite și stații de control de supraveghere, cum ar fi stațiile de operare și inginerie.
7 Caracteristici importante ale DCS
• Pentru a gestiona procese complexe:
În structura de automatizare a fabricii, Controler logic de programare PLC este utilizat pentru a controla și monitoriza parametrii procesului la cerințe de mare viteză. Cu toate acestea, datorită limitării unui număr de dispozitive I / O, PLC-urile nu pot gestiona structuri complexe.
Gestionarea proceselor complexe
Prin urmare, DCS este preferat pentru aplicații de control complexe, cu mai multe I / O-uri cu controlere dedicate. Acestea sunt utilizate în procesele de fabricație în care proiectarea mai multor produse se realizează în mai multe proceduri, cum ar fi controlul proceselor în serie.
Redundanță a sistemului:
Redundanță de sistem
DCS facilitează disponibilitatea sistemului atunci când este nevoie de funcțiile redundante la fiecare nivel.
Reluarea operației în regim de echilibru după orice întrerupere, indiferent dacă este planificată sau neplanificată, este oarecum mai bună în comparație cu alte dispozitive de control al automatizării.
Redundanța crește fiabilitatea sistemului, menținând funcționarea continuă a sistemului, chiar și în anumite anomalii, în timp ce sistemul este în funcțiune.
O mulțime de blocuri funcționale predefinite:
Bloc funcțional predefinit
DCS oferă numeroși algoritmi, biblioteci de aplicații mai standard, funcții pre-testate și predefinite pentru a face față sistemelor complexe mari. Acest lucru face ca programarea pentru controlul diferitelor aplicații să fie ușoară și să consume mai puțin timp pentru programare și control.
Limbaje de programare puternice:
Oferă un număr mai mare de limbaje de programare, cum ar fi o scară, un bloc funcțional, secvențial etc. pentru crearea unei programări personalizate pe baza interesului utilizatorului.
HMI mai sofisticat:
Similar cu SCADA system , DCS poate, de asemenea, să monitorizeze și să controleze prin HMI’s (Human Machine Interface), care oferă operatorului date suficiente pentru a încărca diferite procese și acționează ca inima sistemului. Dar acest tip de sistem de control industrial acoperă arii geografice mari, în timp ce DCS acoperă zonele restrânse.
HMI sofisticat
DCS duce complet întreaga instalație de proces la camera de control ca o fereastră pentru PC. Tendințele, înregistrarea și reprezentarea grafică a HMI-urilor oferă o interfață de utilizator eficientă. Sistemul de alarmă puternic al DCS ajută operatorii să răspundă mai rapid la condițiile instalației
Platformă scalabilă:
Structura DCS poate fi scalabilă pe baza numărului de I / O de la sistemele de server mici la mari prin adăugarea mai multor clienți și servere în sistemul de comunicații și, de asemenea, prin adăugarea mai multor module I / O în controlere distribuite.
Securitatea sistemului:
Accesul la controlul diferitelor procese duce la siguranța plantelor. Designul DCS oferă un sistem securizat perfect pentru a gestiona funcțiile sistemului pentru un control mai bun al automatizării din fabrică. Securitatea este, de asemenea, asigurată la diferite niveluri, cum ar fi nivelul inginerului, nivelul antreprenorului, nivelul operatorului etc.
Aplicarea sistemului de control distribuit
Sistemul DCS poate fi implementat într-o aplicație simplă, cum ar fi gestionarea sarcinii, utilizând o rețea de microcontrolere.
Aplicarea DCS
Aici intrarea este dată de la o tastatură la un microcontroler, care comunică cu celelalte două microcontrolere. Unul dintre microcontrolere este utilizat pentru a afișa starea procesului, precum și sarcinile, în timp ce celălalt microcontroler controlează driverul de releu. Driverul releului, la rândul său, acționează releul pentru a opera sarcina.
Sper că ați înțeles conceptul sistemului de control distribuit și importanța acestuia. Iată o întrebare de bază pentru dvs. - Dați orice aplicație a unui DCS, de care știți.
Vă rugăm să împărtășiți ideile și sugestiile dvs. despre acest articol în secțiunea de comentarii de mai jos.
Credite foto:
Sistem de control distribuit (DCS) de către dihor
Arhitectura DCS de servicii pentru plante
Elemente DCS de automatizare
Structura complexului industrial de congatec
Redundanța sistemului de către kepware
Blocare funcțională predefinită de tracemod
HMI sofisticat de tradeindia
