Nejpopulárnější je systém distribuovaného řízení, který je speciálně navržen s redundancí a diagnostickými schopnostmi pro zlepšení spolehlivosti a výkonu řízení. Poskytuje větší flexibilitu při řízení distribuovaných diskrétních polních zařízení a jejich operačních stanic
V této éře revoluční technologie systém průmyslové automatizace se zabývá pokročilými technologiemi řízení automatizace, aby měl lepší výkon kontroly nad složitými procesy.
Distribuovaný kontrolní systém
Pro zvýšení spolehlivosti, produktivity a kvality při minimalizaci výrobních nákladů musí být průmyslová odvětví řízení procesů řízena integrovanými řadiči s vysokou distribuovanou schopností řízení.
Co je to distribuovaný kontrolní systém
Distribuovaný řídicí systém je speciálně navržený řídicí systém používaný k řízení složitých, velkých a geograficky distribuovaných aplikací v průmyslových procesech. Regulátory jsou v tomto případě rozmístěny po celé ploše závodu.
Tyto distribuované řadiče jsou připojeny k polním zařízením i operačním počítačům prostřednictvím vysokorychlostních komunikačních sítí, jak je znázorněno na obrázku.
Diskrétní polní zařízení, jako jsou senzory a akční členy, jsou přímo připojena ke vstupním a výstupním modulům řadiče prostřednictvím komunikační sběrnice. Tato polní zařízení nebo inteligentní přístroje jsou schopny komunikovat s PLC nebo jinými řídicími jednotkami při interakci s reálnými parametry, jako je teplota, tlak atd.
Architektura DCS
Řídicí jednotky jsou geograficky distribuovány v různých částech řídicí oblasti a jsou připojeny k provozním a technickým stanicím, které se používají pro monitorování dat, protokolování dat, alarmování a řízení prostřednictvím jiné vysokorychlostní komunikační sběrnice.
Tyto komunikační protokoly jsou různých typů, jako je sběrnice základového pole, HART, Profibus, Modbus atd. DCS poskytuje informace pro více displejů pro uživatelské rozhraní.
4 základní prvky distribuovaného řídicího systému
Distribuovaný řídicí systém neustále interaguje s procesy v aplikacích řízení procesů, které získává pokyny od operátora. Rovněž umožňuje variabilní žádané hodnoty a otevírání a zavírání ventilů pro ruční ovládání obsluhou. Jeho rozhraní člověk-stroj (HMI), čelní desky a zobrazení trendů umožňují efektivní monitorování průmyslových procesů.
Prvky DCS
Inženýrský počítač nebo ovladač
Tento řadič je kontrolním nad všemi distribuovanými řadiči zpracování. V tomto řadiči jsou prováděny řídicí algoritmy a konfigurace různých zařízení. Síťovou komunikaci mezi zpracovatelským a technickým počítačem lze realizovat simplexní nebo redundantní konfigurací.
Distribuovaný řadič nebo místní řídicí jednotka
Může být umístěn v blízkosti polních zařízení (senzory a akční členy) nebo určitých míst, kde jsou tato polní zařízení připojena přes komunikační linku. Přijímá pokyny od technické stanice, jako je nastavená hodnota a další parametry, a přímo ovládá polní zařízení.
Může snímat a ovládat analogové i digitální vstupy / výstupy pomocí analogových a digitálních I / O modulů. Tyto moduly lze rozšiřovat podle počtu vstupů a výstupů. Shromažďuje informace z diskrétních polních zařízení a odesílá je do provozních a technických stanic.
Na výše uvedeném obrázku fungují řadiče AC 700F a AC 800F jako komunikační rozhraní mezi polními zařízeními a technickými stanicemi. Ve většině případů se jedná o místní ovládání polních přístrojů.
Operační stanice nebo HMI
Slouží ke grafickému monitorování celých parametrů zařízení a protokolování dat do databázových systémů zařízení. Trendové zobrazení různých parametrů procesu umožňuje efektivní zobrazení a snadné monitorování.
Tyto operační stanice jsou různých typů, například některé operační stanice (PC) používané ke sledování pouze parametrů, některé pouze pro zobrazení trendů, jiné pro protokolování dat a alarmující požadavky. Lze je také nakonfigurovat tak, aby měly možnosti ovládání.
Komunikační média a protokol
Komunikační média se skládají z přenosových kabelů pro přenos dat, jako jsou koaxiální kabely, měděné vodiče, kabely z optických vláken a někdy může být bezdrátová. Komunikační protokoly vybrané závisí na počtu zařízení, která mají být připojena k této síti.
Například RS232 podporuje pouze pro 2 zařízení a Profibus pro 126 zařízení nebo uzly. Mezi tyto protokoly patří Ethernet, DeviceNet, sběrnice základové sběrnice, Modbus, CAN atd.
V DCS se používají dva nebo více komunikačních protokolů mezi dvěma nebo více oblastmi, například mezi polními řídicími zařízeními a distribuovanými řadiči a další mezi distribuovanými řadiči a dozorčími řídicími stanicemi, jako jsou provozní a technické stanice.
7 Důležité vlastnosti DCS
• Zpracování složitých procesů:
Ve struktuře automatizace továrny Logický automat programování PLC se používá k řízení a monitorování parametrů procesu při vysokorychlostních požadavcích. Kvůli omezení řady I / O zařízení však PLC nemohou zpracovat složité struktury.
Manipulace se složitými procesy
Proto je DCS preferován pro komplexní řídicí aplikace s větším počtem I / O s dedikovanými řadiči. Používají se ve výrobních procesech, kde navrhování více produktů probíhá v několika postupech, jako je dávkové řízení procesů.
Redundance systému:
Redundance systému
DCS usnadňuje dostupnost systému v případě potřeby díky redundantním funkcím na všech úrovních.
Obnovení provozu v ustáleném stavu po jakýchkoli výpadcích, ať plánovaných nebo neplánovaných, je v porovnání s jinými automatizačními ovládacími zařízeními o něco lepší.
Redundance zvyšuje spolehlivost systému tím, že udržuje nepřetržitý provoz systému i při některých abnormalitách, když je systém v provozu.
Mnoho předdefinovaných funkčních bloků:
Předdefinovaný funkční blok
DCS nabízí mnoho algoritmů, více standardních knihoven aplikací, předem otestované a předdefinované funkce pro řešení velkých komplexních systémů. Díky tomu je programování pro ovládání různých aplikací snadné a náročné na programování a ovládání.
Výkonné programovací jazyky:
Poskytuje více programovacích jazyků, jako je žebřík, funkční blok, sekvenční atd. Pro vytváření vlastního programování na základě zájmu uživatele.
Sofistikovanější HMI:
Podobně jako u SCADA systém , DCS může také monitorovat a ovládat prostřednictvím rozhraní HMI (Human Machine Interface), které poskytuje operátorovi dostatečné množství dat pro nabíjení různých procesů a funguje jako srdce systému. Ale tento typ průmyslový kontrolní systém pokrývá velké zeměpisné oblasti, zatímco DCS pokrývá uzavřené oblasti.
Sofistikované HMI
DCS kompletně přenese celý procesní závod do velínu jako okno PC. Trendy, protokolování a grafické znázornění rozhraní HMI poskytují efektivní uživatelské rozhraní. Výkonný výstražný systém DCS pomáhá operátorům rychleji reagovat na podmínky závodu
Škálovatelná platforma:
Struktura DCS může být škálovatelná na základě počtu I / O od malých až po velké serverové systémy přidáním více klientů a serverů do komunikačního systému a také přidáním více I / O modulů v distribuovaných řadičích.
Zabezpečení systému:
Přístup k řízení různých procesů vede k bezpečnosti zařízení. Design DCS nabízí perfektně zabezpečený systém pro zpracování systémových funkcí pro lepší řízení automatizace z výroby. Zabezpečení je také poskytováno na různých úrovních, jako je úroveň inženýra, úroveň podnikatele, úroveň operátora atd.
Aplikace distribuovaného kontrolního systému
Systém DCS lze implementovat v jednoduché aplikaci, jako je správa zátěže, pomocí sítě mikrokontrolérů.
Aplikace DCS
Zde se vstup zadává z klávesnice do mikrokontroléru, který komunikuje s dalšími dvěma mikrokontroléry. Jeden z mikrokontrolérů se používá k zobrazení stavu procesu a zátěží, zatímco druhý mikrokontrolér ovládá ovladač relé. Ovladač relé zase pohání relé k ovládání zátěže.
Doufám, že jste pochopili koncept distribuovaného řídicího systému a jeho důležitost. Zde je základní otázka pro vás - Podejte jakoukoli aplikaci DCS, o které víte.
Sdělte nám své nápady a návrhy týkající se tohoto článku v sekci komentářů níže.
Fotografické kredity:
Distribuovaný kontrolní systém (DCS) od fretka
DCS architektura od rostlinné služby
Prvky DCS podle automatizace
Struktura průmyslového komplexu podle congatec
Redundance systému do kepware
Předdefinovaný funkční blok podle tracemode
Sofistikované HMI od tradeindia
