El sistema de control distribuït és el més popular, especialment dissenyat amb capacitats de redundància i diagnòstic per millorar la fiabilitat i el rendiment del control. Ofereix una major flexibilitat per controlar els dispositius de camp discrets distribuïts i les seves estacions operatives
En aquesta era de la tecnologia revolucionària, el sistema d’automatització industrial tracta de tecnologies avançades de control d’automatització per tenir un millor rendiment de control sobre processos complexos.
Sistema de control distribuït
Per augmentar la fiabilitat, la productivitat i la qualitat, tot minimitzant el cost de producció, les indústries de control de processos han de ser impulsades per controladors integrats amb alta capacitat de control distribuït.
Què és un sistema de control distribuït
El sistema de control distribuït és un sistema de control especialment dissenyat que s’utilitza per controlar aplicacions complexes, grans i distribuïdes geogràficament en processos industrials. En aquest cas, els controladors es distribueixen per tota la zona de la planta.
Aquests controladors distribuïts es connecten tant a dispositius de camp com a ordinadors operatius mitjançant xarxes de comunicació d'alta velocitat, tal com es mostra a la figura.
Els dispositius de camp discrets, com ara sensors i actuadors, es connecten directament als mòduls del controlador d’entrada i sortida a través d’un bus de comunicació. Aquests dispositius de camp o instruments intel·ligents són capaços de comunicar-se amb PLC o altres controladors mentre interactuen amb paràmetres del món real com temperatura, pressió, etc.
Arquitectura DCS
Els controladors es distribueixen geogràficament en diverses seccions de l’àrea de control i es connecten a estacions d’explotació i enginyeria que s’utilitzen per a la supervisió de dades, registre de dades, alarmant i control a través d’un altre bus de comunicació d’alta velocitat.
Aquests protocols de comunicació són de diferents tipus, com ara bus de base, HART, Profibus, Modbus, etc. DCS proporciona informació a diverses pantalles per a la interfície d'usuari.
4 Elements bàsics del sistema de control distribuït
El sistema de control distribuït interactua contínuament amb els processos de les aplicacions de control de processos i rep instruccions de l’operador. També facilita els punts de consigna variables i l’obertura i tancament de les vàlvules per al control manual per part de l’operador. La seva interfície home-màquina (HMI), les plaques frontals i la visualització de tendències proporcionen un control eficaç dels processos industrials.
Elements de DCS
PC o controlador d’enginyeria
Aquest controlador és el controlador de supervisió de tots els controladors de processament distribuïts. En aquest controlador s’executen algoritmes de control i configuració de diversos dispositius. La comunicació de xarxa entre el processament i l'enginyeria del PC es pot implementar mitjançant configuracions simples o redundants.
Controlador distribuït o unitat de control local
Es pot col·locar a prop de dispositius de camp (sensors i actuadors) o de certs llocs on es connecten aquests dispositius de camp mitjançant l'enllaç de comunicació. Rep les instruccions de l’estació d’enginyeria com el punt de consigna i altres paràmetres i controla directament els dispositius de camp.
Pot detectar i controlar entrades / sortides analògiques i digitals mitjançant mòduls d'E / S analògics i digitals. Aquests mòduls es poden ampliar segons el nombre d’entrades i sortides. Recull la informació dels dispositius de camp discrets i envia aquesta informació a les estacions d’explotació i d’enginyeria.
A la figura anterior, els controladors AC 700F i AC 800F actuen com una interfície de comunicació entre els dispositius de camp i les estacions d’enginyeria. La majoria dels casos actuen com a control local dels instruments de camp.
Estació d’operació o HMI
S'utilitza per controlar gràficament paràmetres sencers de la planta i per registrar les dades en sistemes de bases de dades de plantes. La visualització de tendències de diversos paràmetres de procés proporciona una visualització eficaç i un control fàcil.
Aquestes estacions operatives són de diferents tipus, com ara algunes estacions operatives (PC) que s’utilitzen per supervisar només paràmetres, algunes només per a la visualització de tendències, algunes per al registre de dades i requisits alarmants. Aquests també es poden configurar per tenir funcions de control.
Mitjans de comunicació i protocol
Els mitjans de comunicació consisteixen en cables de transmissió per transmetre dades com ara cables coaxials, cables de coure, cables de fibra òptica i, de vegades, poden ser sense fils. Protocols de comunicació seleccionats depenen del nombre de dispositius que es connectin a aquesta xarxa.
Per exemple, RS232 només és compatible amb 2 dispositius i Profibus per a 126 dispositius o nodes. Alguns d'aquests protocols inclouen Ethernet, DeviceNet, el bus de la fundació, Modbus, CAN, etc.
A DCS, s’utilitzen dos o més protocols de comunicació entre dues o més àrees, com ara entre dispositius de control de camp i controladors distribuïts, i un altre entre controladors distribuïts i estacions de control de supervisió, com ara estacions operatives i d’enginyeria.
7 Funcions importants de DCS
• Per gestionar processos complexos:
A l’estructura d’automatització de fàbrica, Controlador lògic de programació PLC s’utilitza per controlar i controlar els paràmetres del procés a requisits d’alta velocitat. No obstant això, a causa de la limitació d'un nombre de dispositius d'E / S, els PLC no poden gestionar estructures complexes.
Gestió de processos complexos
Per tant, DCS es prefereix per a aplicacions de control complexes amb més nombre d'E / S amb controladors dedicats. S’utilitzen en processos de fabricació on el disseny de múltiples productes es realitza en múltiples procediments, com ara el control de processos per lots.
Redundància del sistema:
Redundància del sistema
DCS facilita la disponibilitat del sistema quan les funcions redundants ho necessiten a tots els nivells.
Reprendre l'operació d'estat estacionari després de qualsevol interrupció, ja sigui planificada o no planificada, és una mica millor en comparació amb altres dispositius de control d'automatització.
La redundància augmenta la fiabilitat del sistema mantenint el funcionament del sistema contínuament fins i tot en algunes anomalies mentre el sistema està en funcionament.
Molts blocs de funcions predefinits:
Bloc de funcions predefinit
DCS ofereix molts algoritmes, biblioteques d’aplicacions més estàndard, funcions predefinides i predefinides per fer front a sistemes complexos de grans dimensions. Això fa que la programació per controlar diverses aplicacions sigui fàcil i consumeixi menys temps per programar i controlar.
Potents llenguatges de programació:
Proporciona més nombre de llenguatges de programació com ara una escala, bloc de funcions, seqüencial, etc. per crear programacions personalitzades basades en l'interès de l'usuari.
HMI més sofisticada:
Semblant al Sistema SCADA , DCS també pot controlar i controlar mitjançant HMI’s (Human Machine Interface), que proporciona dades suficients a l’operador per carregar diversos processos i actua com el cor del sistema. Però aquest tipus de sistema de control industrial cobreix grans àrees geogràfiques mentre que DCS cobreix les àrees confinades.
HMI sofisticat
DCS porta completament tota la planta de procés a la sala de control com una finestra de PC. La tendència, el registre i la representació gràfica de l’HMI proporcionen una interfície d’usuari eficaç. El potent sistema alarmant de DCS ajuda els operadors a respondre més ràpidament a les condicions de la planta
Plataforma escalable:
L’estructura de DCS es pot escalar en funció del nombre d’E / S dels sistemes de servidor petits a grans, afegint més clients i servidors al sistema de comunicació i també afegint més mòduls d’E / S als controladors distribuïts.
Seguretat del sistema:
L’accés al control de diversos processos condueix a la seguretat de les plantes. El disseny DCS ofereix un sistema segur perfecte per gestionar les funcions del sistema per a un millor control d’automatització de fàbrica. La seguretat també es proporciona a diferents nivells, com ara enginyer, empresari, operador, etc.
Aplicació del sistema de control distribuït
El sistema DCS es pot implementar en una aplicació senzilla com la gestió de càrrega mitjançant una xarxa de microcontroladors.
Aplicació de DCS
Aquí l'entrada es dóna des d'un teclat a un microcontrolador, que es comunica amb els altres dos microcontroladors. Un dels microcontroladors s’utilitza per mostrar l’estat del procés i les càrregues, mentre que l’altre microcontrolador controla el controlador del relé. Al seu torn, el controlador del relé condueix el relé per fer funcionar la càrrega.
Espero que hagueu entès el concepte del sistema de control distribuït i la seva importància. Aquí teniu una pregunta bàsica: doneu a qualsevol aplicació d'un DCS, que esteu al corrent.
Comparteix les teves idees i suggeriments sobre aquest article a la secció de comentaris de sota.
Crèdits fotogràfics:
Sistema de control distribuït (DCS) per fura
Arquitectura DCS de serveis vegetals
Elements de DCS per automatització
Estructura de complex industrial per congatec
Redundància del sistema per kepware
Funcionament predefinit tracemode
HMI sofisticat per tradeindia
