분산 제어 시스템은 제어 신뢰성과 성능을 향상시키기 위해 이중화 및 진단 기능으로 특별히 설계된 가장 널리 사용됩니다. 분산 된 개별 필드 장치 및 운영 스테이션을 제어 할 수있는 유연성을 제공합니다.

이 혁명 기술의 시대에 산업 자동화 시스템 복잡한 프로세스에 대해 더 나은 제어 성능을 갖기 위해 고급 자동화 제어 기술을 다룹니다.

분산 제어 시스템

생산 비용을 최소화하면서 신뢰성, 생산성 및 품질을 높이려면 높은 분산 제어 기능을 갖춘 통합 컨트롤러가 프로세스 제어 산업을 주도해야합니다.

분산 제어 시스템이란?

분산 제어 시스템은 산업 공정에서 복잡하고 크고 지리적으로 분산 된 애플리케이션을 제어하는 데 사용되는 특수 설계된 제어 시스템입니다. 여기에서 컨트롤러는 전체 플랜트 영역에 분산되어 있습니다.

이러한 분산 컨트롤러는 그림과 같이 고속 통신 네트워크를 통해 현장 장치와 운영 PC에 모두 연결됩니다.

센서 및 액추에이터와 같은 개별 필드 장치는 통신 버스를 통해 입력 및 출력 컨트롤러 모듈에 직접 연결됩니다. 이러한 필드 장치 또는 스마트 기기는 온도, 압력 등과 같은 실제 매개 변수와 상호 작용하면서 PLC 또는 기타 컨트롤러와 통신 할 수 있습니다.

DCS 아키텍처

컨트롤러는 제어 영역의 다양한 섹션에 지리적으로 분산되어 있으며 다른 고속 통신 버스를 통해 데이터 모니터링, 데이터 로깅, 경보 및 제어 목적으로 사용되는 운영 및 엔지니어링 스테이션에 연결됩니다.

이러한 통신 프로토콜은 파운데이션 파일 버스, HART, Profibus, Modbus 등과 같은 다양한 유형입니다. DCS는 사용자 인터페이스를 위해 여러 디스플레이에 정보를 제공합니다.

4 분산 제어 시스템의 기본 요소

분산 제어 시스템은 작업자로부터 지시를받는 프로세스 제어 애플리케이션의 프로세스와 지속적으로 상호 작용합니다. 또한 운전자가 수동으로 제어 할 수 있도록 다양한 설정 점과 밸브의 개폐를 용이하게합니다. HMI (Human-Machine Interface), 페이스 플레이트 및 트렌드 디스플레이는 산업 공정을 효과적으로 모니터링합니다.

DCS의 요소

엔지니어링 PC 또는 컨트롤러

이 컨트롤러는 모든 분산 처리 컨트롤러에 대한 감독 컨트롤러입니다. 제어 알고리즘 및 다양한 장치의 구성이이 컨트롤러에서 실행됩니다. 프로세싱과 엔지니어링 PC 간의 네트워크 통신은 단순 또는 중복 구성으로 구현할 수 있습니다.

분산 컨트롤러 또는 로컬 제어 장치

필드 장치 (센서 및 액추에이터) 또는 이러한 필드 장치가 통신 링크를 통해 연결된 특정 위치 근처에 배치 할 수 있습니다. 설정 점 및 기타 매개 변수와 같은 엔지니어링 스테이션에서 명령을 수신하고 현장 장치를 직접 제어합니다.

아날로그 및 디지털 I / O 모듈을 통해 아날로그 및 디지털 입력 / 출력을 모두 감지하고 제어 할 수 있습니다. 이 모듈은 입력 및 출력 수에 따라 확장 가능합니다. 개별 필드 장치에서 정보를 수집하고이 정보를 운영 및 엔지니어링 스테이션으로 보냅니다.

위 그림에서 AC 700F 및 AC 800F 컨트롤러는 필드 장치와 엔지니어링 스테이션 간의 통신 인터페이스 역할을합니다. 대부분의 경우 이들은 현장 장비에 대한 로컬 제어 역할을합니다.

운영 스테이션 또는 HMI

전체 플랜트 매개 변수를 그래픽으로 모니터링하고 플랜트 데이터베이스 시스템에 데이터를 기록하는 데 사용됩니다. 다양한 공정 매개 변수의 트렌드 디스플레이는 효과적인 디스플레이와 쉬운 모니터링을 제공합니다.

이러한 운영 스테이션은 매개 변수 만 모니터링하는 데 사용되는 일부 운영 스테이션 (PC), 트렌드 표시 전용, 데이터 로깅 및 알람 요구 사항을위한 일부와 같은 다양한 유형입니다. 제어 기능을 갖도록 구성 할 수도 있습니다.

통신 매체 및 프로토콜

통신 매체는 동축 케이블, 구리선, 광섬유 케이블과 같은 데이터를 전송하는 전송 케이블로 구성되며 때로는 무선 일 수 있습니다. 통신 프로토콜 이 네트워크에 연결할 장치 수에 따라 선택됩니다.

예를 들어, RS232는 2 개의 장치 만 지원하고 Profibus는 126 개 장치 또는 노드에 대해서만 지원합니다. 이러한 프로토콜 중 일부에는 이더넷, DeviceNet, 기초 파일 버스, Modbus, CAN 등이 포함됩니다.

DCS에서 두 개 이상의 통신 프로토콜은 현장 제어 장치와 분산 컨트롤러 사이와 같은 둘 이상의 영역 사이에 사용되며 분산 컨트롤러와 운영 및 엔지니어링 스테이션과 같은 감독 제어 스테이션 사이에 다른 하나가 사용됩니다.

“가변 전원 공급 장치 구축 ”

7 DCS의 중요한 기능

• 복잡한 프로세스를 처리하려면 :

공장 자동화 구조에서 PLC 프로그래밍 로직 컨트롤러 고속 요구 사항에서 프로세스 매개 변수를 제어하고 모니터링하는 데 사용됩니다. 그러나 여러 I / O 장치의 제한으로 인해 PLC는 복잡한 구조를 처리 할 수 없습니다.

복잡한 프로세스 처리

따라서 DCS는 전용 컨트롤러가있는 I / O 수가 더 많은 복잡한 제어 애플리케이션에 선호됩니다. 이들은 여러 제품의 설계가 배치 프로세스 제어와 같은 여러 절차에있는 제조 프로세스에 사용됩니다.

시스템 이중화 :

시스템 이중화

DCS는 모든 수준에서 중복 기능이 필요할 때 시스템 가용성을 촉진합니다.

계획되거나 계획되지 않은 정전 후 정상 상태 작동을 재개하는 것이 다른 자동화 제어 장치에 비해 다소 낫습니다.

이중화는 시스템이 작동하는 동안 일부 이상이 발생하더라도 시스템 작동을 지속적으로 유지하여 시스템 신뢰성을 높입니다.

많은 사전 정의 된 기능 블록 :

사전 정의 된 기능 블록

DCS는 복잡한 대규모 시스템을 처리하기 위해 많은 알고리즘, 더 많은 표준 애플리케이션 라이브러리, 사전 테스트 및 사전 정의 된 기능을 제공합니다. 따라서 다양한 응용 프로그램을 제어하기위한 프로그래밍이 쉽고 프로그래밍 및 제어에 소요되는 시간이 줄어 듭니다.

강력한 프로그래밍 언어 :

사용자 관심에 따라 사용자 정의 프로그래밍을 만들기 위해 래더, 펑션 블록, 순차 등과 같은 더 많은 프로그래밍 언어를 제공합니다.

보다 정교한 HMI :

비슷한 SCADA 시스템 , DCS는 HMI (Human Machine Interface)를 통해 모니터링 및 제어 할 수 있습니다. HMI (Human Machine Interface)는 운영자에게 다양한 프로세스를 충전하기에 충분한 데이터를 제공하며 시스템의 핵심 역할을합니다. 하지만 이런 유형의 산업 제어 시스템 DCS는 제한된 지역을 포함하는 반면 넓은 지리적 영역을 포함합니다.

정교한 HMI

DCS는 전체 공정 플랜트를 PC 창으로 제어실로 완전히 가져갑니다. HMI의 트렌드, 로깅 및 그래픽 표현은 효과적인 사용자 인터페이스를 제공합니다. DCS의 강력한 경보 시스템은 작업자가 플랜트 조건에보다 신속하게 대응할 수 있도록 도와줍니다.

확장 가능한 플랫폼 :

DCS의 구조는 통신 시스템에 더 많은 클라이언트와 서버를 추가하고 분산 컨트롤러에 더 많은 I / O 모듈을 추가하여 소규모에서 대규모 서버 시스템까지 I / O 수에 따라 확장 할 수 있습니다.

시스템 보안 :

다양한 프로세스를 제어 할 수있는 액세스는 공장 안전으로 이어집니다. DCS 설계는 더 나은 공장 자동화 제어를 위해 시스템 기능을 처리 할 수있는 완벽한 보안 시스템을 제공합니다. 보안은 엔지니어 수준, 기업가 수준, 운영자 수준 등과 같은 다양한 수준에서도 제공됩니다.

분산 제어 시스템 적용

DCS 시스템은 마이크로 컨트롤러 네트워크를 사용하는 부하 관리와 같은 간단한 애플리케이션에서 구현 될 수 있습니다.

DCS의 적용

여기서 입력은 키패드에서 다른 두 마이크로 컨트롤러와 통신하는 마이크로 컨트롤러로 제공됩니다. 마이크로 컨트롤러 중 하나는 프로세스 상태와 부하를 표시하는 데 사용되며 다른 마이크로 컨트롤러는 릴레이 드라이버를 제어합니다. 릴레이 드라이버는 릴레이를 구동하여 부하를 작동시킵니다.