Het gedistribueerde controlesysteem is het populairst, dat speciaal is ontworpen met redundantie en diagnostische mogelijkheden om de betrouwbaarheid en prestaties van de controle te verbeteren. Het geeft meer flexibiliteit om gedistribueerde discrete veldapparaten en de bedieningsstations ervan te bedienen
In dit tijdperk van revolutie-technologie, het industriële automatiseringssysteem behandelt geavanceerde automatiseringstechnologieën om betere controleprestaties over complexe processen te hebben.
Gedistribueerd controlesysteem
Om de betrouwbaarheid, productiviteit en kwaliteit te verhogen en tegelijkertijd de productiekosten te minimaliseren, moeten procesbesturingsindustrieën worden aangestuurd door geïntegreerde besturingen met een hoog gedistribueerd besturingsvermogen.
Wat is een gedistribueerd controlesysteem
Gedistribueerd controlesysteem is een speciaal ontworpen controlesysteem dat wordt gebruikt om complexe, grote en geografisch verspreide toepassingen in industriële processen te besturen. Hierin zijn controllers verdeeld over het hele plantgebied.
Deze gedistribueerde controllers zijn verbonden met zowel veldapparatuur als werkende pc's via supersnelle communicatienetwerken, zoals weergegeven in de afbeelding.
Discrete veldapparatuur zoals sensoren en actuatoren zijn rechtstreeks verbonden met ingangs- en uitgangscontrolemodules via een communicatiebus. Deze veldapparatuur of slimme instrumenten kunnen communiceren met PLC's of andere controllers terwijl ze interageren met real-world parameters zoals temperatuur, druk, enz.
DCS-architectuur
Controllers zijn geografisch verdeeld in verschillende secties van het regelgebied en zijn verbonden met bedienings- en engineeringstations die worden gebruikt voor datamonitoring, datalogging, alarmering en controledoeleinden via een andere snelle communicatiebus.
Deze communicatieprotocollen zijn van verschillende typen, zoals foundation filed bus, HART, Profibus, Modbus, etc. DCS geeft informatie aan meerdere displays voor de gebruikersinterface.
4 basiselementen van gedistribueerd controlesysteem
Het gedistribueerde besturingssysteem staat continu in wisselwerking met de processen in procesbesturingstoepassingen die instructies krijgen van de operator. Het vergemakkelijkt ook variabele instelpunten en het openen en sluiten van kleppen voor handmatige bediening door de operator. De mens-machine-interface (HMI), frontjes en trenddisplay zorgen voor een effectieve bewaking van industriële processen.
Elementen van DCS
Engineering-pc of controller
Deze controller is de toezichthoudende controller over alle gedistribueerde verwerkingscontrollers. In deze controller worden besturingsalgoritmen en configuratie van verschillende apparaten uitgevoerd. Netwerkcommunicatie tussen verwerkings- en engineering-pc kan worden geïmplementeerd door middel van een simplex of redundante configuraties.
Gedistribueerde controller of lokale besturingseenheid
Het kan in de buurt van veldapparatuur (sensoren en actuatoren) worden geplaatst of op bepaalde locaties waar deze veldapparaten via de communicatieverbinding zijn verbonden. Het ontvangt de instructies van het engineeringstation, zoals het instelpunt en andere parameters, en stuurt direct veldapparatuur aan.
Het kan zowel analoge als digitale in- / uitgangen detecteren en besturen via analoge en digitale I / O-modules. Deze modules zijn uitbreidbaar volgens het aantal in- en uitgangen. Het verzamelt de informatie van discrete veldapparaten en stuurt deze informatie naar bedienings- en engineeringstations.
In de bovenstaande afbeelding fungeren AC 700F- en AC 800F-controllers als een communicatie-interface tussen veldapparatuur en engineeringstations. Deze fungeren in de meeste gevallen als lokale controle voor veldinstrumenten.
Bedieningsstation of HMI
Het wordt gebruikt om volledige installatieparameters grafisch te bewaken en om de gegevens in installatiedatabasesystemen te loggen. De trendweergave van verschillende procesparameters zorgt voor een effectieve weergave en eenvoudige bewaking.
Deze bedieningsstations zijn van verschillende typen, zoals sommige bedieningsstations (pc's) die alleen worden gebruikt om parameters te bewaken, sommige alleen voor trendweergave, sommige voor datalogging en alarmerende vereisten. Deze kunnen ook worden geconfigureerd om controlemogelijkheden te hebben.
Communicatiemedia en protocol
Communicatiemedia bestaan uit transmissiekabels om de gegevens over te dragen, zoals coaxkabels, koperdraden, glasvezelkabels en soms kan het draadloos zijn. Communicatieprotocollen geselecteerd hangt af van het aantal apparaten dat op dit netwerk moet worden aangesloten.
RS232 ondersteunt bijvoorbeeld slechts 2 apparaten en Profibus voor 126 apparaten of knooppunten. Enkele van deze protocollen zijn Ethernet, DeviceNet, de foundation filed bus, Modbus, CAN, etc.
In DCS worden twee of meer communicatieprotocollen gebruikt tussen twee of meer gebieden, zoals tussen veldcontroleapparaten en gedistribueerde controllers, en een andere tussen gedistribueerde controllers en toezichthoudende controlestations zoals bedienings- en engineeringstations.
7 Belangrijke kenmerken van DCS
• Om complexe processen af te handelen:
In de fabrieksautomatiseringsstructuur, PLC-programmerende logische controller wordt gebruikt voor het regelen en bewaken van de procesparameters bij hoge snelheidsvereisten. Vanwege de beperking van een aantal I / O-apparaten kunnen PLC's echter geen complexe structuren aan.
Omgaan met complexe processen
Daarom heeft DCS de voorkeur voor complexe besturingstoepassingen met meer I / O's met speciale controllers. Deze worden gebruikt in productieprocessen waarbij het ontwerpen van meerdere producten in meerdere procedures plaatsvindt, zoals batchprocesbeheersing.
Systeemredundantie:
Systeemredundantie
DCS vergemakkelijkt de systeembeschikbaarheid wanneer dat nodig is door redundante functies op elk niveau.
Het hervatten van de stationaire werking na eventuele uitval, of deze nu gepland of ongepland is, is iets beter in vergelijking met andere automatiseringsbesturingsapparatuur.
Redundantie verhoogt de betrouwbaarheid van het systeem doordat het systeem continu blijft werken, zelfs bij bepaalde afwijkingen terwijl het systeem in bedrijf is.
Veel vooraf gedefinieerde functieblokken:
Vooraf gedefinieerd functieblok
DCS biedt veel algoritmen, meer standaard applicatiebibliotheken, vooraf geteste en vooraf gedefinieerde functies om met grote complexe systemen om te gaan. Dit maakt het programmeren om verschillende applicaties te besturen eenvoudig en kost minder tijd om te programmeren en te besturen.
Krachtige programmeertalen:
Het biedt meer programmeertalen zoals een ladder, functieblok, sequentieel, enz. Voor het maken van aangepaste programmering op basis van gebruikersinteresse.
Meer geavanceerde HMI:
Net als bij de SCADA-systeem Kan DCS ook bewaken en besturen via HMI's (Human Machine Interface), die de operator voldoende gegevens verschaft om verschillende processen door te voeren en het fungeert als het hart van het systeem. Maar dit soort industrieel controlesysteem bestrijkt grote geografische gebieden, terwijl DCS de besloten gebieden bestrijkt.
Geavanceerde HMI
DCS brengt de volledige procesinstallatie volledig als pc-venster naar de controlekamer. Trending, logging en grafische weergave van de HMI's zorgen voor een effectieve gebruikersinterface. Krachtig alarmsysteem van DCS helpt operators om sneller te reageren op de fabrieksomstandigheden
Schaalbaar platform:
De structuur van DCS kan schaalbaar zijn op basis van het aantal I / O's van kleine tot grote serversystemen door meer clients en servers toe te voegen aan het communicatiesysteem en ook door meer I / O-modules toe te voegen in gedistribueerde controllers.
Systeembeveiliging:
Toegang tot controle over verschillende processen leidt tot fabrieksveiligheid. DCS-ontwerp biedt een perfect beveiligd systeem voor het afhandelen van systeemfuncties voor een betere fabrieksautomatisering. Beveiliging wordt ook geboden op verschillende niveaus, zoals ingenieursniveau, ondernemersniveau, operatorniveau, enz.
Toepassing van gedistribueerd controlesysteem
Het DCS-systeem kan worden geïmplementeerd in een eenvoudige applicatie zoals belastingsbeheer met behulp van een netwerk van microcontrollers.
Toepassing van DCS
Hier wordt de input gegeven van een toetsenbord naar een microcontroller, die communiceert met de andere twee microcontrollers. Een van de microcontrollers wordt gebruikt om de status van het proces en de belastingen weer te geven, terwijl de andere microcontroller de relaisstuurprogramma bestuurt. De relaisstuurprogramma drijft op zijn beurt het relais aan om de belasting te bedienen.
Ik hoop dat je het concept van het gedistribueerde controlesysteem en het belang ervan hebt begrepen. Hier is een basisvraag voor u: geef een toepassing van een DCS, waarvan u op de hoogte bent.
Deel uw ideeën en suggesties over dit artikel in het commentaargedeelte hieronder.
Fotocredits:
Distributed Control System (DCS) door fret
DCS-architectuur door plantendiensten
Elementen van DCS door automatisering
Industriële complexe structuur door congatec
Systeemredundantie door kepware
Vooraf gedefinieerd functieblok door tracemode
Geavanceerde HMI door tradeindia
