Το Κατανεμημένο Σύστημα Ελέγχου είναι το πιο δημοφιλές, το οποίο είναι ειδικά σχεδιασμένο με πλεονασμούς και διαγνωστικές δυνατότητες για τη βελτίωση της αξιοπιστίας και της απόδοσης του ελέγχου. Δίνει μεγαλύτερη ευελιξία στον έλεγχο κατανεμημένων διακριτών πεδίων και των λειτουργικών σταθμών του
Σε αυτήν την εποχή της τεχνολογίας της επανάστασης, το βιομηχανικό σύστημα αυτοματισμού ασχολείται με προηγμένες τεχνολογίες ελέγχου αυτοματισμού για καλύτερη απόδοση ελέγχου σε περίπλοκες διαδικασίες.
Κατανεμημένο σύστημα ελέγχου
Για να αυξηθεί η αξιοπιστία, η παραγωγικότητα και η ποιότητα ενώ ελαχιστοποιείται το κόστος παραγωγής, οι βιομηχανίες ελέγχου διεργασιών πρέπει να καθοδηγούνται από ολοκληρωμένους ελεγκτές με υψηλή ικανότητα ελέγχου κατανεμημένων.
Τι είναι ένα κατανεμημένο σύστημα ελέγχου
Το Κατανεμημένο Σύστημα Ελέγχου είναι ένα ειδικά σχεδιασμένο σύστημα ελέγχου που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο πολύπλοκων, μεγάλων και γεωγραφικά κατανεμημένων εφαρμογών σε βιομηχανικές διαδικασίες. Σε αυτό, οι ελεγκτές διανέμονται σε ολόκληρη την περιοχή της εγκατάστασης.
Αυτοί οι κατανεμημένοι ελεγκτές συνδέονται τόσο με συσκευές πεδίου όσο και σε λειτουργικούς υπολογιστές μέσω δικτύων επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Οι συσκευές χωριστού πεδίου όπως οι αισθητήρες και οι ενεργοποιητές συνδέονται απευθείας με τις μονάδες ελέγχου εισόδου και εξόδου μέσω ενός διαύλου επικοινωνίας. Αυτές οι συσκευές πεδίου ή έξυπνα όργανα είναι σε θέση να επικοινωνούν με PLC ή άλλους ελεγκτές, ενώ αλληλεπιδρούν με πραγματικές παραμέτρους όπως θερμοκρασία, πίεση κ.λπ.
Αρχιτεκτονική DCS
Οι ελεγκτές κατανέμονται γεωγραφικά σε διάφορα τμήματα της περιοχής ελέγχου και συνδέονται με λειτουργικούς και μηχανικούς σταθμούς που χρησιμοποιούνται για παρακολούθηση δεδομένων, καταγραφή δεδομένων, ανησυχητικό και σκοπό ελέγχου μέσω ενός άλλου διαύλου επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας.
Αυτά τα πρωτόκολλα επικοινωνίας είναι διαφορετικών τύπων, όπως bus αρχειοθέτησης θεμάτων, HART, Profibus, Modbus κ.λπ. Το DCS παρέχει πληροφορίες σε πολλές οθόνες για τη διεπαφή χρήστη.
4 Βασικά στοιχεία του κατανεμημένου συστήματος ελέγχου
Το Κατανεμημένο Σύστημα Ελέγχου αλληλεπιδρά συνεχώς με τις διαδικασίες σε εφαρμογές ελέγχου διεργασιών, τις οποίες λαμβάνει οδηγίες από τον χειριστή. Διευκολύνει επίσης μεταβλητά σημεία ρύθμισης και άνοιγμα και κλείσιμο βαλβίδων για χειροκίνητο έλεγχο από τον χειριστή. Η διεπαφή ανθρώπου-μηχανής (HMI), οι πλάκες προσώπου και η εμφάνιση τάσεων παρέχουν την αποτελεσματική παρακολούθηση των βιομηχανικών διεργασιών.
Στοιχεία του DCS
Μηχανικός υπολογιστής ή ελεγκτής
Αυτός ο ελεγκτής είναι ο εποπτικός ελεγκτής όλων των κατανεμημένων ελεγκτών επεξεργασίας. Οι αλγόριθμοι ελέγχου και η διαμόρφωση διαφόρων συσκευών εκτελούνται σε αυτόν τον ελεγκτή. Η επικοινωνία δικτύου μεταξύ επεξεργασίας και μηχανικής Η / Υ μπορεί να υλοποιηθεί με απλές ή περιττές διαμορφώσεις.
Κατανεμημένος ελεγκτής ή τοπική μονάδα ελέγχου
Μπορεί να τοποθετηθεί κοντά σε συσκευές πεδίου (αισθητήρες και ενεργοποιητές) ή σε ορισμένες τοποθεσίες όπου αυτές οι συσκευές πεδίου συνδέονται μέσω του συνδέσμου επικοινωνίας. Λαμβάνει τις οδηγίες από το μηχανολογικό σταθμό όπως το σημείο ρύθμισης και άλλες παραμέτρους και ελέγχει άμεσα τις συσκευές πεδίου.
Μπορεί να ανιχνεύσει και να ελέγξει τόσο αναλογικές όσο και ψηφιακές εισόδους / εξόδους με αναλογικές και ψηφιακές ενότητες I / O. Αυτές οι ενότητες μπορούν να επεκταθούν ανάλογα με τον αριθμό εισόδων και εξόδων. Συλλέγει τις πληροφορίες από διακριτές συσκευές πεδίου και στέλνει αυτές τις πληροφορίες σε λειτουργικούς και μηχανικούς σταθμούς.
Στο παραπάνω σχήμα, οι ελεγκτές AC 700F και AC 800F λειτουργούν ως διεπαφή επικοινωνίας μεταξύ συσκευών πεδίου και μηχανολογικών σταθμών. Οι περισσότερες περιπτώσεις λειτουργούν ως τοπικός έλεγχος για όργανα πεδίου.
Λειτουργικός σταθμός ή HMI
Χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση ολόκληρων παραμέτρων εγκατάστασης γραφικά και για την καταγραφή των δεδομένων σε συστήματα βάσης δεδομένων εγκατάστασης. Η εμφάνιση τάσεων διαφόρων παραμέτρων διαδικασίας παρέχει αποτελεσματική απεικόνιση και εύκολη παρακολούθηση.
Αυτοί οι λειτουργικοί σταθμοί είναι διαφορετικών τύπων, όπως ορισμένοι λειτουργικοί σταθμοί (υπολογιστές) που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση μόνο παραμέτρων, ορισμένοι μόνο για εμφάνιση τάσεων, ορισμένοι για καταγραφή δεδομένων και ανησυχητικές απαιτήσεις. Αυτά μπορούν επίσης να ρυθμιστούν ώστε να έχουν δυνατότητες ελέγχου.
Μέσα επικοινωνίας και πρωτόκολλο
Τα μέσα επικοινωνίας αποτελούνται από καλώδια μετάδοσης για τη μετάδοση δεδομένων όπως ομοαξονικά καλώδια, καλώδια χαλκού, καλώδια οπτικών ινών και μερικές φορές μπορεί να είναι ασύρματα. Πρωτόκολλα επικοινωνίας επιλεγμένα εξαρτώνται από τον αριθμό των συσκευών που θα συνδεθούν σε αυτό το δίκτυο.
Για παράδειγμα, το RS232 υποστηρίζει μόνο για 2 συσκευές και το Profibus για 126 συσκευές ή κόμβους. Ορισμένα από αυτά τα πρωτόκολλα περιλαμβάνουν το Ethernet, το DeviceNet, το bus file, Modbus, CAN κ.λπ.
Στο DCS, δύο ή περισσότερα πρωτόκολλα επικοινωνίας χρησιμοποιούνται μεταξύ δύο ή περισσότερων περιοχών, όπως μεταξύ συσκευών ελέγχου πεδίου και κατανεμημένων ελεγκτών και ενός άλλου μεταξύ κατανεμημένων ελεγκτών και εποπτικών σταθμών ελέγχου, όπως σταθμοί λειτουργίας και μηχανικής.
7 Σημαντικά χαρακτηριστικά του DCS
• Για να χειριστείτε σύνθετες διαδικασίες:
Στη δομή αυτοματισμού του εργοστασίου, Ελεγκτής λογικής προγραμματισμού PLC χρησιμοποιείται για τον έλεγχο και την παρακολούθηση των παραμέτρων της διαδικασίας σε απαιτήσεις υψηλής ταχύτητας. Ωστόσο, λόγω του περιορισμού ενός αριθμού συσκευών I / O, τα PLC δεν μπορούν να χειριστούν σύνθετες δομές.
Χειρισμός σύνθετων διαδικασιών
Ως εκ τούτου, το DCS προτιμάται για σύνθετες εφαρμογές ελέγχου με μεγαλύτερο αριθμό I / O με αποκλειστικούς ελεγκτές. Αυτά χρησιμοποιούνται σε διαδικασίες κατασκευής όπου ο σχεδιασμός πολλαπλών προϊόντων βρίσκεται σε πολλαπλές διαδικασίες όπως ο έλεγχος της διαδικασίας παρτίδας.
Απόλυση συστήματος:
Απόλυση συστήματος
Το DCS διευκολύνει τη διαθεσιμότητα του συστήματος όταν απαιτείται από περιττές λειτουργίες σε κάθε επίπεδο.
Η συνέχιση της λειτουργίας σταθερής κατάστασης μετά από διακοπές, είτε προγραμματισμένη είτε μη προγραμματισμένη, είναι κάπως καλύτερη σε σύγκριση με άλλες συσκευές ελέγχου αυτοματισμού.
Ο πλεονασμός αυξάνει την αξιοπιστία του συστήματος διατηρώντας τη λειτουργία του συστήματος συνεχώς ακόμη και σε ορισμένες ανωμαλίες ενώ το σύστημα βρίσκεται σε λειτουργία.
Πολλά προκαθορισμένα μπλοκ λειτουργίας:
Προκαθορισμένο μπλοκ λειτουργιών
Το DCS προσφέρει πολλούς αλγόριθμους, πιο τυπικές βιβλιοθήκες εφαρμογών, προ-δοκιμασμένες και προκαθορισμένες λειτουργίες για την αντιμετώπιση μεγάλων σύνθετων συστημάτων. Αυτό καθιστά τον προγραμματισμό για τον έλεγχο διαφόρων εφαρμογών να είναι εύκολο και να καταναλώνει λιγότερο χρόνο για προγραμματισμό και έλεγχο.
Ισχυρές γλώσσες προγραμματισμού:
Παρέχει μεγαλύτερο αριθμό γλωσσών προγραμματισμού, όπως σκάλα, λειτουργικό μπλοκ, διαδοχικό κλπ για τη δημιουργία προσαρμοσμένου προγραμματισμού με βάση το ενδιαφέρον των χρηστών.
Πιο εξελιγμένο HMI:
Παρόμοιο με το Σύστημα SCADA , Το DCS μπορεί επίσης να παρακολουθεί και να ελέγχει μέσω του HMI (Human Machine Interface), το οποίο παρέχει επαρκή δεδομένα στον χειριστή για τη φόρτιση διαφόρων διαδικασιών και ενεργεί ως η καρδιά του συστήματος. Αλλά αυτός ο τύπος βιομηχανικό σύστημα ελέγχου καλύπτει μεγάλες γεωγραφικές περιοχές ενώ το DCS καλύπτει τις περιορισμένες περιοχές.
Εξελιγμένο HMI
Το DCS μεταφέρει πλήρως ολόκληρο το εργοστάσιο επεξεργασίας στο δωμάτιο ελέγχου ως παράθυρο υπολογιστή. Οι τάσεις, η καταγραφή και η γραφική αναπαράσταση των HMI παρέχουν μια αποτελεσματική διεπαφή χρήστη. Το ισχυρό ανησυχητικό σύστημα DCS βοηθά τους χειριστές να ανταποκρίνονται πιο γρήγορα στις συνθήκες της εγκατάστασης
Εξελικτική πλατφόρμα:
Η δομή του DCS μπορεί να είναι επεκτάσιμη με βάση τον αριθμό I / O από μικρά έως μεγάλα συστήματα διακομιστών προσθέτοντας περισσότερους πελάτες και διακομιστές στο σύστημα επικοινωνίας και επίσης προσθέτοντας περισσότερες μονάδες I / O σε κατανεμημένους ελεγκτές.
Ασφάλεια συστήματος:
Η πρόσβαση σε διάφορες διαδικασίες οδηγεί στην ασφάλεια των φυτών. Ο σχεδιασμός DCS προσφέρει ένα τέλειο ασφαλές σύστημα για χειρισμό λειτουργιών συστήματος για καλύτερο έλεγχο αυτοματισμού εργοστασίου. Η ασφάλεια παρέχεται επίσης σε διαφορετικά επίπεδα όπως επίπεδο μηχανικού, επίπεδο επιχειρηματία, επίπεδο χειριστή κ.λπ.
Εφαρμογή Κατανεμημένου Συστήματος Ελέγχου
Το σύστημα DCS μπορεί να εφαρμοστεί σε μια απλή εφαρμογή όπως η διαχείριση φορτίων χρησιμοποιώντας ένα δίκτυο μικροελεγκτών.
Εφαρμογή DCS
Εδώ η είσοδος δίνεται από ένα πληκτρολόγιο σε έναν μικροελεγκτή, το οποίο επικοινωνεί με τους άλλους δύο μικροελεγκτές. Ένας από τους μικροελεγκτές χρησιμοποιείται για την εμφάνιση της κατάστασης της διαδικασίας καθώς και των φορτίων, ενώ ο άλλος μικροελεγκτής ελέγχει το πρόγραμμα οδήγησης ρελέ. Το πρόγραμμα οδήγησης ρελέ, με τη σειρά του, οδηγεί το ρελέ για τη λειτουργία του φορτίου.
Ελπίζω να έχετε κατανοήσει την έννοια του κατανεμημένου συστήματος ελέγχου και τη σημασία του. Εδώ είναι μια βασική ερώτηση για εσάς - Δώστε οποιαδήποτε εφαρμογή DCS, γνωρίζετε.
Μοιραστείτε τις ιδέες και τις προτάσεις σας σχετικά με αυτό το άρθρο στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
Φωτογραφικές μονάδες:
Κατανεμημένο σύστημα ελέγχου (DCS) από κουνάβι
Αρχιτεκτονική DCS από υπηρεσίες φυτών
Στοιχεία DCS από αυτοματοποίηση
Βιομηχανική σύνθετη δομή από congatec
Απόλυση συστήματος από kepware
Προκαθορισμένο λειτουργικό μπλοκ από tracemode
Sophesticated HMI από εμπόριο
