Cyfrowy system sterowania

A systemy kontroli systemów cyfrowych ( DCS lub DCS dla rozproszonego systemu sterowania w języku angielskim) jest system sterowania o procesie przemysłowym z interfejsem człowiek-maszyna do monitorowania i cyfrowej sieci komunikacyjnej .

Zaletą tych systemów jest ich modułowość, która umożliwia ich łatwą instalację i modyfikację.

Historia

Historycznie, pierwszy system komputerowy używany do sterowania przemysłowego został wdrożony w 1959 roku w rafinerii Texaco w Port Arthur w Teksasie przy użyciu RW-300 firmy Ramo-Wooldridge .

Wśród producentów SNCC można wymienić ABB , Emerson , Foxboro , Honeywell , Rockwell , Siemens , Yokogawa .

Obszar użytkowania

SSAC są używane głównie w przemyśle przetwórczym, gdzie tryb produkcji jest ciągły lub partiami . Na przykład metody, w których można użyć SSAC, obejmują:

petrochemia i rafinerie
metal i górnictwo
oczyszczalnie metalurgiczne
produkcja farmaceutyczna
elektrownie jądrowe i cieplne
produkcja samochodów
zastosowania rolnicze
morski wiatr

Architektura systemu

Sprzęt sterujący DCS jest rozproszony lub rozproszony geograficznie. W przeciwieństwie do scentralizowanych systemów sterowania opartych na przemysłowych programowalnych sterownikach logicznych , które mają jeden sterownik centralny, który zarządza wszystkimi funkcjami sterowania systemu , DCS składają się z kilku sterowników modułowych, które sterują podsystemami lub jednostkami całego instalacja.

Kluczową cechą DCS jest jego niezawodność, wynikająca z dystrybucji przetwarzania sterowania wokół węzłów w systemie. Eliminuje to awarię pojedynczego procesora. Jeśli procesor ulegnie awarii, wpłynie to tylko na część procesu produkcyjnego, w przeciwieństwie do awarii mainframe, która wpłynęłaby na cały proces. Taka dystrybucja lokalnej mocy obliczeniowej do pól krosowych wejścia-wyjścia (I / O) w terenie zapewnia również szybki czas przetwarzania kontrolera dzięki eliminacji potencjalnych opóźnień w sieci i przetwarzaniu centralnym.

Załączony diagram to ogólny model, który przedstawia funkcjonalne poziomy produkcji przy użyciu sterowania komputerowego:

Poziom 0 zawiera urządzenia polowe, takie jak czujniki i siłowniki
Poziom 1 zawiera przemysłowe moduły wejścia-wyjścia (I / O) i powiązane z nimi rozproszone procesory elektroniczne.
Poziom 2 zawiera komputery nadzorujące, które zbierają informacje z węzłów procesora w systemie i zapewniają ekrany kontrolne operatora.
Poziom 3 to poziom kontroli produkcji, który nie kontroluje bezpośrednio procesu, ale dotyczy monitorowania produkcji i celów nadzoru.
Poziom 4 to poziom planowania produkcji.

Poziomy 1 i 2 to poziomy funkcjonalne tradycyjnego systemu DCS, w którym całe wyposażenie jest częścią zintegrowanego systemu od jednego producenta.

Poziomy 3 i 4 nie są ściśle kontrolowanymi procesami w tradycyjnym sensie, ale gdzie ma miejsce kontrola produkcji i planowanie.

Cechy systemu

DCS stanowi podstawę zestawu urządzeń opartych na mikrokontrolerze, z których każdy zapewnia określone zadanie:

akwizycja danych : generalnie i głównie związana z urządzeniami polowymi (czujnik, siłownik), pozwalają na filtrowanie i kondycjonowanie sygnału w celu zapewnienia dobrej komunikacji między regulatorem a tymi urządzeniami polowymi.
regulacja i przetwarzanie danych : są to urządzenia, które pełnią funkcję regulacji i serwosterowania za pomocą pętli regulacyjnych PID lub też wykorzystując logikę kombinatoryczną.
system komunikacyjny : wykorzystujący określone protokoły komunikacyjne i topologie w celu zapewnienia komunikacji między różnymi urządzeniami systemu.
monitoring : są to urządzenia zapewniające poprawne działanie wszystkich urządzeń systemu (alarm systemowy), a także poprawne funkcjonowanie procesu (alarm procesowy)
historia : historia danych procesowych, alarmy systemowe i procesowe, logi itp.
archiwizacja : ta funkcja zapewnia archiwizację i zapis różnych danych systemowych w bazie danych serwera
nadzór : jak sama nazwa wskazuje, funkcja ta umożliwia nadzorowanie systemu i wyświetlanie chwilowego stanu każdego urządzenia w systemie.

Bibliografia

Jacques Le Gallais , „ Cyfrowe systemy sterowania (SNCC) ”, Techniki inżynieryjne. Komputery przemysłowe , vol. S2 n O R7505,1997, R7505.1-R7505.15 ( ISSN 1632-3831 ).
(w) H. Van Dyke Parunak i Raymond S. Vanderbok , „ Managing emergent Behavior in Distributed management systems ” , Proceedings of ISA-Tech'97 , ISA ,1997( czytaj online ).
(w) Thomas M. Stout i Theodore J. Williams , „ Pioneering Work in the Field of Computer Process Control ” , IEEE Annals of the History of Computing , IEEE , vol. 17, n o 1,wiosna 1995, s. 6–18 ( DOI 10.1109 / 85.366507 ).
(w) Vanessa Romero Segovia i Alfred Theorin, " Historia sterowania: historia PLC i DCS " , Wydział Automatyki Uniwersytetu w Lund ,15 czerwca 2012, § 3.7 „Historia firmy DCS”, s. 17–20.