بسیاری از کارخانه‌های جهان کماکان از سری قدیمی کنترلر 450 از ABB در تأسیسات خود استفاده می‌کنند، و بسیاری از کارخانه‌ها از آخرین سیستم دی سی اس، 800XA که با سیستم 450 ACدر ارتباط هستند ، استفاده می کنند. در ادامه اطلاعات کلی در خصوص سیستم کنترل توزیع شده مدرن با استفاده از کنترلر پیشرفته ABB در یافت می کنید.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
سیستم کنترل توزیع شده چیست؟
سیستم کنترل توزیع شده (دی سی اس) یک سیستم کنترل صنعتی است که شامل سنسورهای میدانی، مبدل‌ها، کنترل‌کننده‌ها، سرورها و ایستگاه‌های کاری اپراتور برای کنترل محلی/راه دور و برای نظارت کلی و عملیات نیروگاه در سطح مرکز کنترل است. دی سی اس از ساختار توزیع شده پیروی می کند که در آن تمام تجهیزات مرتبط با توجه به جمع آوری داده ها، عملکرد و کنترل در سراسر کارخانه توزیع می شود.
در اصل دی سی اس ، یک فرآیند بزرگ است که توسط چندین کنترلر کنترل می شود که هر کدام برسیستم خود نظارت می کنند. در نیروگاه های مدرن امروزی، عملکرد دی سی اس مشابه سیستم اسکادا است که اغلب به آن سیستم کنترل “متمرکز” می گویند. هر دو سیستم کنترل متمرکز و توزیع شده دارای محاسن و معایب خاص خود در زمینه قابلیت اطمینان و در دسترس بودن هستند.
معماری و تئوری دی سی اس
معماری معمولی یک دی سی اس یک سلسله مراتب سازمان یافته از کنترل کننده ها است که فرآیندها را در هر نوع نیروگاهی ، نظارت و کنترل می کند. دی سی اس، بر اساس مفهوم تمرکززدایی تجهیزات رابط، برای کنترل کل پروژه استفاده می شود، با استفاده از دو اتوبوس ارتباطی فیبر نوری اضافی، مناطق دورافتاده کارخانه را به هم متصل می کند.
دی سی اس های تجاری زیادی وجود دارد و فروشندگان زیادی در بازار سیستم هایی مانند ABB ، هانیول، زیمنس، راک ول و GE را ارائه می دهند. دی سی اس یک پلتفرم یکسان را برای اتومات سازی کنترل و عملیات یک کارخانه صنعتی فراهم می کند. دی سی اس عناصر سخت افزاری و نرم افزاری زیر را ترکیب می کند:
- مبدل/سنسورهای میدانی
- پی ال سی ها و کنترل کننده ها
- استیشن های کاری با رابط ماشین انسانی (HMI)
- کنترل از راه دور/محلی/خودکار/دستی با نمایشگر
- سرورهای برنامه اولیه و ثانویه
- پایگاه داده مشترک اولیه به عنوان مثال SQL
- سیستم مدیریت رویداد و آلارم
- شبکه ریداندات مشتری و سرور
- مجموعه مهندسی مشترک
سطوح میدانی و کنترلی
در سطح میدان، ابزارهایی مانند درایوهای فرکانس متغیر، شیرها، موتورها، ترانسفورماتورها و غیره قرار دارند. این ابزارها برای کنترل به فرآیند نزدیکتر قرار می گیرند و سپس این پارامترها را به دی سی اس منتقل می کنند. اکچویتور‌ها، پمپ‌ها، سنسورها و موتورها با پی ال سی های اختصاصی مرتبط هستند. سطح میدان اولیه و ابتدایی ترین سطح هر دی سی اس است و سنسورهای مختلف (سرعت، جریان، ولتاژ و فشار) و خروجی ها را پوشش می دهد. کلیه این تجهیزات توسط کنترلر نظارت می شود.
سرور مورخ
اطلاعات در سطح کنترل کننده به اپراتور که از چندین سرور تشکیل شده ، ارسال می شود. سرورها داده های فرآیندی را که از سنسور از طریق گره های پی ال سی در سیستم مدیریت پایگاه داده SQL در سرور تاریخ نگار جمع آوری و ذخیره می کنند. سرور تاریخ نگار، بسته به طبقه بندی ذخیره سازی، داده هایی را ارائه می دهد که می تواند چندین سال قدمت داشته باشد.
سرورهای اولیه و ثانویه
هردو سرور ریداندات دارای برچسب “اولیه” و “ثانویه” هستند. اگر سرور اولیه از کار بیفتد، سرور ثانویه داده‌های فرآیند را در زمان واقعی دریافت می‌کند زیرا عملیات و نظارت برای هر نیروگاهی بسیار حیاتی است. برنامه های کاربردی در این سرورها ، داده ها را می خوانند و می نویسند، به عبارت دیگر، پارامترها را به پی ال سی یا کنترلرها دریافت و ارسال می کنند. سپس همان داده‌های فرآیند از طریق یک رابط گرافیکی به اپراتور نمایش داده می‌شود، که می‌تواند دستورات را به گیت‌های ویکت، دستورات توقف واحد و شیرها صادر کند و سپس بریکرها را باز و بسته کند.
ورک استیشن مهندسی
ورک استیشن مهندسی دارای تمام برنامه های پی ال سی ، توپولوژی شبکه و نسخه های پشتیبان است. سرور مهندسی معمولاً به ابزارهای آفلاین مخصوص فروشنده برای نظارت بر برنامه پی ال سی مجهز است و برای دانلود و آپلود برنامه در کنترلر خاص در صورت هرگونه تغییر در منطق یا بازیابی برنامه در صورت خرابی استفاده می شود. به عنوان مثال، در یک سیستم زیمنس، ورک استیشن مهندسی به نرم افزار مدیریت سیماتیک برای برنامه ریزی پی ال سی و بسته های نرم افزاری برای پنل HMI مجهز شده است.
ورک استیشن اپراتور
ورک استیشن اپراتور دی سی اس، یک رابط اپراتور قوی برای نظارت و کنترل کل تأسیسات فراهم می کند.کارکردهای اصلی عبارتند از:
- ارائه نمایش ها و گزارش های فرآیند سفارشی و استاندارد
- گفتگوی اپراتور برای کنترل دستی
- ارائه لیست آلارم و رویداد
- وضعیت سیستم کنترل
- مدیریت آلارم گروهی، وضعیت سیگنال ها
- داده های تاریخی شامل گزارش ها یا رویدادها به صورت ماهانه، هفتگی و سالانه
توزیع کنترل واحد (یونیت کنترل )
به طور کلی، در نیروگاه های برق آبی، هر واحد تولید، گیت رگلاتورانتهایی، تابلو برق فشار قوی، تابلو برق فشار متوسط، تابلو برق فشار ضعیف و مجموعه دیزل ژنراتور دارای پردازنده های اختصاصی ریداندات دوگانه است. در دی سی اس ، کنترل واحد در سطوح مختلف توزیع می شود، از جمله:
تولید یونیت کنترل
به طور معمول، واحدهای تولید از دی سی اس از اتاق کنترل مرکزی کنترل می شوند. کنترل هر واحد نیز از طریق حالت کنترل خودکار فرکانس بار، امکان پذیر است.
دی سی اس لوکال
این حالت کنترل فقط از طریق صفحه کنترل لوکال واحد (ULCP) در دسترس است و با استفاده از یک ایستگاه عملیاتی (معمولاً رایانه شخصی با صفحه نمایش لمسی) که در هر ULCP نصب شده است، به دی سی اس متصل می شود. این حالت زمانی استفاده می شود که کنترل کننده مرکزی در دسترس نباشد.
دی سی اس از را دور ( ریموت دی سی اس )
این حالت کنترل برای واحدهای تولید کننده از ایستگاه های کاری اپراتور دی سی اس در اتاق کنترل است. هنگامی که سوئیچ انتخاب در ULCP “یونیت دی سی اس” انتخاب می شود، دستگاه می تواند به طور خودکار از طریق یک عملیات تک ضربه ای راه اندازی شود. معمولاً تمام عملیات روی واحدها، خطوط و تجهیزات کمکی بر روی ریموت دی سی اس انجام می شود.
کنترل سیمی ثابت
کنترل سیمی ثابت برای استفاده در مواقعی که دی سی اس برای یک واحد در دسترس نیست، در نظر گرفته شده است. در این حالت ، کنترل دستگاه با استفاده از دکمه های فشاری معمولی، سوئیچ های انتخابگر و نشانگرها انجام می شود. این حالت کنترل فقط زمانی استفاده می شود که هر دو حالت لوکال و یونیت دی سی اس در دسترس نباشند.
مدیریت نگهداری و کنترل موجودی
در دی سی اس های بزرگ، سیستم مدیریت نگهداری و کنترل موجودی اساساً یک سیستم جداگانه است که با هماهنگی دی سی اس کار می کند. این داده‌ها را از شبکه دی سی اس جمع‌آوری می‌کند و در وهله اول برای نگهداری از تاسیسات اصلی کارخانه که نیاز به تعمیر و نگهداری در فواصل زمانی معینی در طول عمر نیروگاه دارند، استفاده می‌شود. این سیستم رکوردی از قطعات یدکی تجهیزات نصب شده در کارخانه نگهداری می کند. مدیریت نگهداری و کنترل موجودی این امکان را به مشتری می دهد که در صورت نیاز به تعمیر و نگهداری در یک قطعه خاص از تجهیزات، از آن خواسته شود.
کنترل کننده AC 450 و OCS
OCS کنترلر ABB ، سیستمی برای اتوماسیون صنعتی است که از خانواده ی واحدهای مبتنی بر کامپیوتر تشکیل شده است. OCS یک سیستم کنترل باز، یکپارچه و توزیع شده برای انواع کاربردهای اتوماسیون صنعتی است و راه حل های نرم افزاری را در تمامی حوزه های فرآیندی و کنترلی، از سیستم های کوچک تا بزرگ، و قابلیت های ارتباطی در همه سطوح، از اتوبوس های میدانی تا پرسرعت ارائه می کند.
چرخه حیات دی سی سی
کنترلر یک دستگاه مبتنی بر کامپیوتر است که برنامه ها یا برنامه های کنترلی در آن اجرا می شوند. AC 450 یک کنترلر همه کاره و بزرگ از ABB است که برای کنترل مختلط باینری و نظارتی استفاده می شود. می توان از آن به صورت یک کنترل کننده یکپارچه در یک دی سی اس برای برقراری ارتباط با سایر تجهیزات استفاده کرد. این کنترلر در سال 1995 معرفی شد و تا سال 2020 در فاز فعال چرخه عمر محصول باقی ماند.
بسیاری از کارخانه‌های جهان هنوز از کنترلر قدیمی در تاسیسات خود استفاده می‌کنند. چندین کارخانه به طور کامل جایگزین سیستم Advant OCS شده اند، با آخرین سیستم XA800 دی سی اس که با کنترلر AC 450 موجود رابط دارد. این سیستم می تواند هزاران ورودی و خروجی را که مستقیماً یا از راه دور به کنترلر متصل می شوند، مدیریت کند. واحدهای ورودی/خروجی توزیع شده، کنترل‌کننده‌های نوع پی ال سی و مبدل‌های درایوهای موتور DC را می‌توان از طریق فیدباس متصل کرد. رک های فرعی ممکن است مورد نیاز باشند و بسته به تعداد کانال های ورودی و خروجی برای قرار دادن سیستم AC در یک تابلو یا چندین تابلو نصب می شوند.
کنترلر ادونت از اجزای زیر تشکیل شده است:
- CPU با حافظه برای برنامه های کاربردی
- ماژول های ارتباطی
- پاور ساپلای پشتیبان
- رگلاتورهای ولتاژ
- ماژول سوپروایزر
- ماژول های حامل
واحد پردازش مرکزی (CPU) کنترلر 450 در دو نسخه عرضه می شود: رم دینامیک 8 یا 16 مگابایت. ماژول ریزپردازنده موتورولا 68040 است که با فرکانس 25 مگاهرتز کار می کند. ماژول حاوی نشانگرها و نمایشگر کاراکتر برای تشخیص سیستم سطح بالا است. این کنترلر دارای یک سوئیچ چهار حالته برای انتخاب حالت روشن و خاموش و یک دکمه فشاری راه اندازی مجدد است. ماژول جلویی همچنین شامل یک رابط کارت برنامه و یک اتصال برای ارتباط گذرگاه ورودی/خروجی S100 است.
ماژول پردازنده PM511 دارای حافظه ای است که برنامه سیستم، پیکربندی سیستم کنترلر و برنامه کاربردی اجرا شده را در زمان اجرا نگه می دارد. برنامه سیستم در فلش PROM که در حین شروع سیستم در RAM بارگذاری می شود، پشتیبانی می شود. برنامه سیستم در یک کارت برنامه فیزیکی به نام PCMCIA ذخیره می شود.
عملیات کارخانه صنعتی
دی سی اس یک پلتفرم واحد را برای اتومات سازی کنترل و عملیات یک کارخانه صنعتی فراهم می کند. جدیدترین دی سی اس ویژگی های امنیت سایبری را برای ایمن سازی عملکرد و کنترل نیروگاه ها یکپارچه می کند.
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
