מערכת בקרה מבוזרת פופולרית ביותר אשר תוכננה במיוחד עם יתירות ואפשרויות אבחון לשיפור אמינות הבקרה וביצועיה. זה נותן גמישות רבה יותר לשלוט בהתקני שדה בדידים מבוזרים ובתחנות ההפעלה שלו
בעידן זה של טכנולוגיית המהפכה, מערכת האוטומציה התעשייתית עוסק בטכנולוגיות בקרת אוטומציה מתקדמות כדי לקבל ביצועי בקרה טובים יותר על תהליכים מורכבים.
מערכת שליטה מבוזרת
כדי להגדיל את האמינות, הפרודוקטיביות והאיכות תוך מינימום עלות הייצור, על ענפי בקרת התהליך להיות מונעים על ידי בקרים משולבים עם יכולת בקרה מבוזרת גבוהה.
מהי מערכת בקרה מבוזרת
מערכת בקרה מבוזרת היא מערכת בקרה שתוכננה במיוחד המשמשת לבקרת יישומים מורכבים, גדולים ומופצים גאוגרפית בתהליכים תעשייתיים. בכך מופצים בקרים בכל שטח המפעל.
בקרים מבוזרים אלה מחוברים לשני התקני השדה ולמחשבי הפעלה באמצעות רשתות תקשורת מהירות כפי שמוצג באיור.
התקני שדה בדידים כגון חיישנים ומפעילים מחוברים ישירות למודולי בקר כניסה ופלט באמצעות אוטובוס תקשורת. מכשירי שדה אלה או מכשירים חכמים מסוגלים לתקשר עם PLC או בקרים אחרים תוך אינטראקציה עם פרמטרים בעולם האמיתי כמו טמפרטורה, לחץ וכו '.
אדריכלות DCS
בקרים מופצים גיאוגרפית בחלקים שונים של אזור הבקרה ומחוברים לתחנות הפעלה והנדסה המשמשות לניטור נתונים, רישום נתונים, התראה ובקרה באמצעות אוטובוס תקשורת מהיר אחר.
פרוטוקולי תקשורת אלה הם מסוגים שונים, כגון אוטובוס תיקים בסיסי, HART, Profibus, Modbus וכו '. DCS מספק מידע למספר תצוגות עבור ממשק המשתמש.
4 אלמנטים בסיסיים של מערכת בקרה מבוזרת
מערכת בקרה מבוזרת מקיימת אינטראקציה רציפה עם התהליכים ביישומי בקרת תהליכים שהיא מקבלת הוראות מהמפעיל. זה גם מאפשר נקודות סט משתנות ופתיחה וסגירה של שסתומים לשליטה ידנית על ידי המפעיל. ממשק האדם-מכונה (HMI), לוחות הפנים ותצוגת המגמה נותנים מעקב יעיל אחר תהליכים תעשייתיים.
אלמנטים של DCS
מחשב הנדסי או בקר
בקר זה הוא הבקר המפקח על כל בקרי העיבוד המבוזרים. אלגוריתמי בקרה ותצורה של מכשירים שונים מבוצעים בבקר זה. תקשורת רשת בין עיבוד למחשב הנדסי יכולה להיות מיושמת באמצעות תצורות פשוטות או מיותרות.
בקר מבוזר או יחידת בקרה מקומית
ניתן להציב אותו בסמוך למכשירי שטח (חיישנים ומפעילים) או למיקומים מסוימים שבהם מכשירי שדה אלה מחוברים באמצעות קישור התקשורת. הוא מקבל את ההוראות מתחנת ההנדסה כמו נקודת הגדרה ופרמטרים אחרים ושולט ישירות על התקני השדה.
הוא יכול לחוש ולשלוט על כניסות / יציאות אנלוגיות ודיגיטליות באמצעות מודולי קלט / פלט אנלוגיים. מודולים אלה ניתנים להרחבה בהתאם למספר הכניסות והיציאות. הוא אוסף את המידע מהתקני שטח נפרדים ושולח מידע זה לתחנות הפעלה והנדסה.
באיור לעיל, בקרי AC 700F ו- AC 800F משמשים כממשק תקשורת בין התקני שטח לתחנות הנדסה. ברוב המקרים אלה משמשים כבקרה מקומית על מכשירי שטח.
תחנת הפעלה או HMI
הוא משמש לניטור פרמטרים שלמים של המפעל בצורה גרפית ולרישום הנתונים במערכות בסיס נתונים של צמחים. תצוגת המגמה של פרמטרים שונים של התהליך מספקת תצוגה יעילה ומעקב קל.
תחנות הפעלה אלה הן מסוגים שונים, כגון תחנות הפעלה מסוימות (מחשבי PC) המשמשות לניטור פרמטרים בלבד, חלקן לתצוגת מגמות בלבד, חלקן לרישום נתונים ודרישות מדאיגות. אלה יכולים להיות מוגדרים כך שיהיו להם יכולות שליטה.
מדיה ופרוטוקול תקשורת
אמצעי תקשורת מורכבים מכבלי שידור להעברת הנתונים כגון כבלים קואקסיאליים, חוטי נחושת, כבלים סיביים ולעיתים הם עשויים להיות אלחוטיים. פרוטוקולי תקשורת שנבחרו תלוי במספר ההתקנים שיש לחבר לרשת זו.
לדוגמה, RS232 תומך רק בשני מכשירים ו- Profibus עבור 126 מכשירים או צמתים. חלק מהפרוטוקולים הללו כוללים אתרנט, DeviceNet, האוטובוס שהוגש ביסוס, Modbus, CAN וכו '.
ב- DCS משתמשים בשני פרוטוקולי תקשורת או יותר בין שניים או יותר אזורים כגון בין התקני בקרת שדה לבקרים מבוזרים ועוד אחד בין בקרים מבוזרים ותחנות בקרה פיקוחיות כגון תחנות הפעלה והנדסה.
7 תכונות חשובות של DCS
• לטיפול בתהליכים מורכבים:
במבנה האוטומציה של המפעל, בקר לוגיקה לתכנות PLC משמש לבקרה וניטור של פרמטרי התהליך בדרישות מהירות גבוהה. עם זאת, בשל המגבלה של מספר התקני קלט / פלט, PLCs אינם יכולים להתמודד עם מבנים מורכבים.
טיפול בתהליכים מורכבים
מכאן ש- DCS מועדף ליישומי בקרה מורכבים עם מספר רב יותר של קלט / פלט עם בקרים ייעודיים. אלה משמשים בתהליכי ייצור כאשר תכנון של מספר מוצרים נמצא בהליכים מרובים כגון בקרת תהליכי אצווה.
יתירות מערכת:
יתירות מערכת
DCS מאפשר זמינות מערכת בעת הצורך על ידי תכונות מיותרות בכל רמות.
חידוש פעולת המצב היציב לאחר הפסקות כלשהן, בין אם מתוכנן ובין אם לא מתוכנן, טוב יותר במקצת לעומת מכשירי בקרת אוטומציה אחרים.
יתירות מעלה את אמינות המערכת על ידי שמירה על פעולת המערכת באופן רציף, גם בחלק מהפרעות בזמן שהמערכת פועלת.
הרבה חסימות פונקציה מוגדרות מראש:
חסימת פונקציות מוגדרת מראש
DCS מציעה אלגוריתמים רבים, ספריות יישומים סטנדרטיות יותר, פונקציות שנבדקו מראש והוגדרו מראש להתמודדות עם מערכות מורכבות גדולות. זה הופך את התכנות לבקרה על יישומים שונים להיות קלים ולוקח פחות זמן לתכנות ולבקרה.
שפות תכנות חזקות:
הוא מספק מספר רב יותר של שפות תכנות כמו סולם, בלוק פונקציות, רציף וכו 'ליצירת תכנות מותאם אישית המבוסס על עניין המשתמש.
HMI מתוחכם יותר:
דומה ל מערכת SCADA , DCS יכולה גם לפקח ולשלוט באמצעות HMI's (ממשק מכונה אנושית) המספק נתונים מספיקים למפעיל כדי לחייב אותם על תהליכים שונים והוא משמש כלב המערכת. אבל סוג זה של מערכת בקרה תעשייתית מכסה אזורים גיאוגרפיים גדולים ואילו DCS מכסה את האזורים הסגורים.
HMI מתוחכם
DCS לוקח לחלוטין את כל מפעל התהליך לחדר הבקרה כחלון מחשב. ייצוג מגמתי, רישום וגרפי של ה- HMI נותנים ממשק משתמש יעיל. מערכת DCS מדאיגה עוצמתית מסייעת למפעילים להגיב מהר יותר לתנאי המפעל
פלטפורמה ניתנת להרחבה:
מבנה ה- DCS יכול להיות ניתן להרחבה על סמך מספר קלט / פלט ממערכות שרתים קטנות לגדולות על ידי הוספת עוד לקוחות ושרתים במערכת התקשורת וגם על ידי הוספת עוד מודולי קלט / פלט בבקרים מבוזרים.
אבטחת מערכת:
גישה לבקרה על תהליכים שונים מובילה לבטיחות המפעל. תכנון DCS מציע מערכת מאובטחת מושלמת לטיפול בפונקציות המערכת לבקרת אוטומציה מפעלית טובה יותר. אבטחה ניתנת גם ברמות שונות כגון רמת מהנדס, רמת יזם, רמת מפעיל וכו '.
יישום מערכת בקרה מבוזרת
ניתן ליישם את מערכת DCS ביישום פשוט כמו ניהול עומסים באמצעות רשת של מיקרו-בקרים.
יישום DCS
כאן הקלט ניתן ממקלדת למיקרו-בקר, שמתקשר עם שני המיקרו-בקרים האחרים. אחד המיקרו-בקרים משמש להצגת מצב התהליך כמו גם העומסים, ואילו המיקרו-בקר השני שולט במנהל הממסר. נהג הממסר, מצדו, מניע את הממסר להפעלת העומס.
אני מקווה שהבנת את הרעיון של מערכת הבקרה המבוזרת ואת חשיבותה. הנה שאלה בסיסית עבורך - תן כל יישום של DCS שאתה מודע לו.
אנא שתף את הרעיונות וההצעות שלך לגבי מאמר זה בקטע ההערות למטה.
נקודות זיכוי:
מערכת בקרה מבוזרת (DCS) מאת סַמוּר
ארכיטקטורת DCS מאת צמחייה
אלמנטים של DCS מאת אוטומציה
מבנה מורכב תעשייתי מאת קונגטק
יתירות המערכת על ידי kepware
הגדרת תפקוד מוגדרת מראש מאת מסלול מסלול
HMI מתוחכם על ידי טריידינדיה
