سیستم کنترل و نظارت

سیستم کنترل توزیع ‌شده (DCS) چیست؟

در طول سالیان، واژه DCS از عبارت «سیستم کنترل توزیع شده» به اصطلاح «سیستم کنترل غیرمتمرکز» تبدیل شده است. سیستم اتوماسیون دی سی اس (DCS) یا (Distributed Control System) یکی از هوشمندترین سیستم‌هایی است که در کارخانه‌ها و مراکز کنترل استفاده می‌شود.

سیستم DCS
بررسی و نظارت فرایند توسط اپراتور با DCS

حال می خواهیم از نظر ساختاری این سیستم را بررسی کنیم. DCS، سیستمی است که تمام کارخانه‌های مختلف و فرآیندهای متفاوت را با یکدیگر هماهنگ می‌کند و بر آن‌ها نظارت دارد.

مروری بر سیستم های DCS و PLC

به طور خلاصه، به عنوان نقطه‌ای برای بررسی، هنگامی که PLCها اختراع شدند، واقعاً در پردازش فرآیندها مهارت خوبی داشتند و در درجه اول برای کنترل فرآیندهای تکرای و گسسته استفاده می‌شدند.

ظهور DCS، برای کنترل بسیاری از کنترلرهای مستقل بود که بسیاری از عملیات‌های پیوسته را عمدتا با استفاده از کنترل به شکل آنالوگ انجام می دادند.

با گذشت زمان و نوآوری، مرز بین این دو سیستم کمی تار شده است، اما هر کدام امروزه تفاوت‌های اساسی دارند.

مقایسه سیستم های PLC و DCS

PLCها، به طور سنتی، برای کنترل سیستم‌هایی سرعت بالا استفاده می‌شوند، دارای طراحی نسبتاً ساده و کم هزینه هستند و هسته اصلی سیستم محسوب می‌شوند. طراحی آن‌ها انعطاف‌پذیر و کاربرپسند است. همینطور کاملاً قابل تنظیم هستند.

PLC
نمای یک PLC

معمولاً زمان پردازش وظایف بسیار سریع است، اپراتورها با استفاده از نوعی نمایش گرافیکی مانند SCADA، با سیستم تعامل داشته و آن را کنترل می‌کنند.

DCS برای کنترل‌ به شکل پیوسته و پیچیده استفاده می‌شود. همچنین دارای مرکز کنترل یکپارچه بسیار شبیه به SCADA می‌باشد که هسته اصلی سیستم در برابر پردازنده‌های PLC است.

DCS دارای تعدادی توابع از پیش تعریف شده است که آماده سفارشی سازی و پیاده سازی در برنامه‌های مختلف می‌باشند.

همچنین ادعا می شود که DCS هنگامی که ایمنی در اولویت اول است، قابل اطمینان‌ترین سیستم می‌باشد.

در واقع سناریوهایی وجود دارد که در آن‌ها سیستم PLC بهترین گزینه خواهد بود، همانند فرآیندهای کوچکتر که در آن‌ها می‌توانید احتمال خاموشی فرآیند را به مقدار زیادی کاهش دهید.

همانطور که شرایطی برای استفاده از یک سیستم PLC وجود دارد، شرایطی برای استفاده از DCS در فرآیندهای بزرگتر و پیچیده تر وجود دارد که نیاز به تعامل زیادی بین بسیاری از پردازنده‌ها می‌باشد.

اکنون که برخی از تفاوت‌های سیستم‌ها را بیان کردیم، اجازه دهید روی DCS و برخی از اجزای آن تمرکز کنیم.

DCS یک سیستم فرآیند محور است که از کنترل حلقه بسته استفاده می کند.

اجزایِ اساسی یک شبکه DCS معمولی

  1. ایستگاه‌های اپراتور
    ایستگاه اپراتور
    ایستگاه اپراتور برای بررسی و نظارت دستگاه‌ها و فرآیند‌ها

    ایستگاه اپراتور برای بررسی و نظارت دستگاه‌ها و فرآیند‌ها

یک کارخانه متداول، با یک مرکز کنترل متمرکز شروع به کار می‌کند که معمولاً ایستگاه‌های اپراتور نامیده می‌شوند.

ایستگاه‌های اپراتور در DCS، قلب سیستم هستند.

(ایستگاه‌های اپراتور) جایی است که اپراتور می‌تواند کارکردهای کارخانه، هشدارها و آلارم‌های یک فرآیند را مشاهده کند، بر تولید نظارت داشته باشد و موارد دیگر.

  1. سرورها، کامپیوتر های بایگانی و ایستگاه های مهندسی

سطح بعدی اجزاء ممکن است شامل سرورها، کامپیوترهای بایگانی و ایستگاه‌های مهندسی باشد.

ارتباطات با سطح ایستگاه اپراتور، معمولاً اترنت صنعتی است. سرورها، برای جمع آوری داده‌ در سطح پردازنده استفاده می‌شوند. همچنین مسئول داده‌هایی که بین ایستگاه اپراتور و پردازنده‌ها در کارخانه جریان دارند هستند.

از کامپیوترهای بایگانی برای ذخیره داده‌های قدیمی استفاده می‌شود که ممکن است برای پروژه‌های جدید استفاده شوند.

ایستگاه‌های مهندسی برای ایجاد پروژه‌هایی که فرآیندی روی آن‌ها انجام می‌گیرد، استفاده می‌شوند. این امر شامل موارد زیر می‌شود؛

– تنظیمات سخت‌افزاری

– نمایش‌های گرافیکی برای تعامل با اپراتور

– مدیریت تمامی وظایف از طریق بسته‌های نرم‌افزای نصب شده

ایستگاه‌های مهندسی برای بارگیری پروژه‌ها روی پردازنده‌ها و نظارت به شکل گرافیکی استفاده می‌شود.

  1. کنترلرهای DCS
    کنترل و نظارت
    مانیتورینگ و کنترل خط تولید

    مانیتورینگ و کنترل خط تولید

در سطح بعدی، کنترلرهای اصلی (Master) را دارید که بر پردازنده‌های جداگانه (Slave) و همچنین ماژول‌های ورودی/خروجی نظارت می‌کنند.

این کنترلرها همچنین مسئول فراهم آوردن داده‌ها برای سرورها هستند.

اترنت صنعتی معمولاً برای ارتباط با سطح قبلی استفاده می‌شود. وقتی کابل کشی اترنت بیش از حد طولانی باشد، ممکن است از فیبر نوری استفاده شود.

در این سطح، پردازنده برنامه منطقی را اجرا می‌کند و آنچه را که برای کنترل فرآیند مورد نیاز است، انجام می‌دهد.

  1. دستگاه‌های Field

سطح بعدی سطح Field است. ارتباطات بین این سطح و سطح پردازنده می‌تواند تقریباً از هر نوعی باشد.

این موارد شامل اترنت صنعتی، Profibus DP، EtherCAT، فیبر نوری یا سایر پروتکل‌های ارتباطی اختصاصی است.

اجزای این سطح دستگاه‌هایی مانند فرستنده، سوئیچ، شیر (Valve)، موتور، ورودی/خروجی از راه دور غیره خواهند بود.

خلاصه

به طور خلاصه، PLC و DCS امروزه جایگاه خود را در بازار دارند.PLCها در یک محیط تولید کوچک بهتر کار می‌کنند و عمل کنترل و برنامه‌ریزی سیستم را آسان‌تر می‌کنند

DCS بهتر است در محیطی استفاده شود که تعداد ورودی و خروجی زیادی در فرآیند وجود دارد.همچنین در این سیستم خرابی پردازنده در قسمتی از کارخانه مشکلی برای تولید ایجاد نمی‌کند.

مرز بین این دو سیستم امروزه تقریباً نامرئی است و ممکن است طولی نکشد که هیچ تفاوتی دیگر وجود نداشته باشد.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید