Wszystko, co musisz wiedzieć o rozproszonym systemie sterowania

Wszystko, co musisz wiedzieć o rozproszonym systemie sterowania

Najbardziej popularny jest rozproszony system sterowania, który został specjalnie zaprojektowany z funkcjami redundancji i diagnostyki w celu poprawy niezawodności i wydajności sterowania. Daje większą elastyczność w sterowaniu rozproszonymi dyskretnymi urządzeniami polowymi i ich stacjami operacyjnymi



W erze rewolucyjnej technologii system automatyki przemysłowej zajmuje się zaawansowanymi technologiami sterowania automatyzacją, aby zapewnić lepszą kontrolę nad złożonymi procesami.


Rozproszony system sterowania

Rozproszony system sterowania





Aby zwiększyć niezawodność, produktywność i jakość przy jednoczesnym zminimalizowaniu kosztów produkcji, branże sterowania procesami muszą być napędzane przez zintegrowane sterowniki z wysokimi możliwościami sterowania rozproszonego.

Co to jest rozproszony system sterowania

Rozproszony system sterowania to specjalnie zaprojektowany system sterowania używany do sterowania złożonymi, dużymi i rozproszonymi geograficznie aplikacjami w procesach przemysłowych. W tym przypadku sterowniki są rozmieszczone na całym obszarze zakładu.



Te rozproszone sterowniki są połączone zarówno z urządzeniami polowymi, jak i komputerami roboczymi za pośrednictwem szybkich sieci komunikacyjnych, jak pokazano na rysunku.

Dyskretne urządzenia polowe, takie jak czujniki i siłowniki, są bezpośrednio podłączone do modułów kontrolera wejść i wyjść poprzez magistralę komunikacyjną. Te urządzenia polowe lub inteligentne przyrządy są zdolne do komunikowania się ze sterownikami PLC lub innymi sterownikami podczas interakcji z rzeczywistymi parametrami, takimi jak temperatura, ciśnienie itp.


Architektura DCS

Architektura DCS

Kontrolery są rozmieszczone geograficznie w różnych sekcjach obszaru sterowania i są podłączone do stacji operacyjnych i inżynieryjnych, które są używane do monitorowania danych, rejestrowania danych, alarmowania i sterowania za pośrednictwem innej szybkiej magistrali komunikacyjnej.

Te protokoły komunikacyjne są różnego typu, takie jak magistrala podstawowa, HART, Profibus, Modbus, itp. DCS dostarcza informacje do wielu wyświetlaczy dla interfejsu użytkownika.

4 Podstawowe elementy rozproszonego systemu sterowania

Rozproszony system sterowania w sposób ciągły współdziała z procesami w aplikacjach sterujących procesami, które otrzymuje instrukcje od operatora. Ułatwia również zmienne nastawy oraz otwieranie i zamykanie zaworów do ręcznego sterowania przez operatora. Interfejs człowiek-maszyna (HMI), stacyjki i wyświetlacz trendów zapewniają efektywne monitorowanie procesów przemysłowych.

Elementy DCS

Elementy DCS

Komputer inżynierski lub kontroler

Ten administrator jest administratorem nadzorczym wszystkich administratorów przetwarzania rozproszonego. W kontrolerze realizowane są algorytmy sterowania i konfiguracja różnych urządzeń. Komunikację sieciową między komputerem przetwarzającym a komputerem inżynierskim można zaimplementować w konfiguracji simplex lub redundantnej.

Sterownik rozproszony lub lokalna jednostka sterująca

Może być umieszczony w pobliżu urządzeń polowych (czujników i aktuatorów) lub w niektórych miejscach, w których te urządzenia są połączone za pomocą łącza komunikacyjnego. Otrzymuje instrukcje ze stacji inżynierskiej, takie jak wartość zadana i inne parametry oraz bezpośrednio steruje urządzeniami polowymi.

Może wykrywać i sterować analogowymi i cyfrowymi wejściami / wyjściami za pomocą analogowych i cyfrowych modułów I / O. Moduły te są rozszerzalne w zależności od liczby wejść i wyjść. Zbiera informacje z dyskretnych urządzeń polowych i przesyła je do stacji operacyjnych i inżynieryjnych.

Na powyższym rysunku kontrolery AC 700F i AC 800F działają jako interfejs komunikacyjny między urządzeniami polowymi a stacjami inżynierskimi. W większości przypadków działają one jako kontrola lokalna dla przyrządów polowych.

Stacja obsługi lub HMI

Służy do graficznego monitorowania parametrów całej instalacji oraz do rejestrowania danych w systemach baz danych. Wyświetlanie trendów różnych parametrów procesu zapewnia efektywne wyświetlanie i łatwe monitorowanie.

Te stacje operacyjne są różnego typu, takie jak niektóre stacje operacyjne (komputery PC) używane do monitorowania tylko parametrów, niektóre tylko do wyświetlania trendów, inne do rejestrowania danych i wymagań alarmowych. Można je również skonfigurować tak, aby miały możliwości sterowania.

Media i protokół komunikacyjny

Media komunikacyjne składają się z kabli transmisyjnych do przesyłania danych, takich jak kable koncentryczne, przewody miedziane, kable światłowodowe, a czasami mogą być bezprzewodowe. Protokoły komunikacyjne wybrane zależą od liczby urządzeń, które mają być podłączone do tej sieci.

Na przykład RS232 obsługuje tylko 2 urządzenia, a Profibus dla 126 urządzeń lub węzłów. Niektóre z tych protokołów obejmują Ethernet, DeviceNet, magistralę podstawową, Modbus, CAN itp.

W DCS dwa lub więcej protokołów komunikacyjnych są używane między dwoma lub więcej obszarami, takimi jak między urządzeniami sterującymi w terenie i sterownikami rozproszonymi, a drugi między sterownikami rozproszonymi i nadrzędnymi stacjami sterującymi, takimi jak stacje operacyjne i inżynieryjne.

7 Ważne cechy DCS

• Aby obsługiwać złożone procesy:

W strukturze automatyki fabryki Sterownik logiczny do programowania PLC służy do kontroli i monitorowania parametrów procesu przy dużych prędkościach. Jednak ze względu na ograniczenie liczby urządzeń we / wy, sterowniki PLC nie mogą obsługiwać złożonych struktur.

Obsługa złożonych procesów

Obsługa złożonych procesów

W związku z tym DCS jest preferowany w przypadku złożonych aplikacji sterowania z większą liczbą wejść / wyjść z dedykowanymi kontrolerami. Są one używane w procesach produkcyjnych, w których projektowanie wielu produktów odbywa się w ramach wielu procedur, takich jak kontrola procesu wsadowego.

Nadmiarowość systemu:

Nadmiarowość systemu

Nadmiarowość systemu

DCS ułatwia dostępność systemu w razie potrzeby dzięki nadmiarowym funkcjom na każdym poziomie.

Wznowienie pracy w stanie ustalonym po wszelkich wyłączeniach, czy to planowanych, czy nieplanowanych, jest nieco lepsze w porównaniu z innymi urządzeniami sterującymi automatyką.

Redundancja zwiększa niezawodność systemu, utrzymując działanie systemu w sposób ciągły, nawet w przypadku niektórych nieprawidłowości podczas pracy systemu.

Wiele predefiniowanych bloków funkcyjnych:

Predefiniowany blok funkcyjny

Predefiniowany blok funkcyjny

DCS oferuje wiele algorytmów, bardziej standardowe biblioteki aplikacji, wstępnie przetestowane i wstępnie zdefiniowane funkcje do obsługi dużych, złożonych systemów. To sprawia, że ​​programowanie do sterowania różnymi aplikacjami jest łatwe i zajmuje mniej czasu na programowanie i sterowanie.

Potężne języki programowania:

Zapewnia większą liczbę języków programowania, takich jak drabina, bloki funkcyjne, sekwencyjne itp. Do tworzenia niestandardowego programowania w oparciu o zainteresowania użytkownika.

Bardziej wyrafinowany interfejs HMI:

Podobny do System SCADA DCS może również monitorować i sterować poprzez HMI (interfejs człowiek-maszyna), który dostarcza operatorowi wystarczających danych do ładowania różnych procesów i działa jako serce systemu. Ale tego typu przemysłowy system sterowania obejmuje duże obszary geograficzne, podczas gdy DCS obejmuje obszary ograniczone.

Zaawansowany interfejs HMI

Zaawansowany interfejs HMI

DCS całkowicie przenosi całą instalację technologiczną do sterowni jako okno komputera. Trendy, rejestrowanie i graficzne przedstawienie interfejsów HMI zapewniają efektywny interfejs użytkownika. Potężny system alarmowy DCS pomaga operatorom szybciej reagować na warunki panujące w zakładzie

Skalowalna platforma:

Struktura DCS może być skalowalna w oparciu o liczbę wejść / wyjść od małych do dużych systemów serwerowych poprzez dodanie większej liczby klientów i serwerów w systemie komunikacyjnym, a także poprzez dodanie większej liczby modułów we / wy w rozproszonych kontrolerach.

Bezpieczeństwo systemu:

Dostęp do kontroli różnych procesów prowadzi do bezpieczeństwa zakładu. Konstrukcja DCS zapewnia doskonale zabezpieczony system do obsługi funkcji systemu w celu lepszej kontroli automatyzacji fabryki. Zapewnia się również bezpieczeństwo na różnych poziomach, takich jak poziom inżyniera, poziom przedsiębiorcy, poziom operatora itp.

Zastosowanie rozproszonego systemu sterowania

System DCS można zaimplementować w prostej aplikacji, takiej jak zarządzanie obciążeniem za pomocą sieci mikrokontrolerów.

Zastosowanie DCS

Zastosowanie DCS

Tutaj wejście jest podawane z klawiatury do mikrokontrolera, który komunikuje się z pozostałymi dwoma mikrokontrolerami. Jeden z mikrokontrolerów służy do wyświetlania stanu procesu oraz obciążeń, podczas gdy drugi mikrokontroler steruje sterownikiem przekaźnika. Sterownik przekaźnika z kolei steruje przekaźnikiem w celu obsługi obciążenia.

Mam nadzieję, że zrozumieliście koncepcję rozproszonego systemu sterowania i jego znaczenie. Oto podstawowe pytanie do ciebie - podaj dowolne zastosowanie DCS, o którym wiesz.

Podziel się swoimi pomysłami i sugestiami dotyczącymi tego artykułu w sekcji komentarzy poniżej.

Kredyty fotograficzne:

Distributed Control System (DCS) wg fretka
Architektura DCS wg usługi roślin
Elementy DCS wg automatyzacja
Złożona struktura przemysłowa wg congatec
Nadmiarowość systemu wg kepware
Wstępnie zdefiniowany blok funkcjonalny wg tracemode
Sophesticated HMI autorstwa tradeindia