I. مقدمه
به عنوان یکی از سیستم های اصلی در زمینه اتوماسیون صنعتی، سیستم کنترل توزیع شده (DCS) از زمان معرفی آن در سال 1975 به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود در کنترل غیرمتمرکز، عملیات متمرکز و مدیریت سلسله مراتبی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته و به سرعت توسعه یافته است. در این مقاله، اصل و ویژگی های سیستم کنترل متمرکز به طور عمیق مورد بحث قرار می گیرد تا درک روشن و جامعی برای خوانندگان فراهم شود.
II. تعریف و اصل سیستم کنترل جمعی{1}}
سیستم کنترل توزیع شده (DCS) نسل جدیدی از سیستم کنترل ابزار دقیق است که بر اساس ریزپردازنده، توابع کنترل غیرمتمرکز، نمایشگر و عملکرد متمرکز، با در نظر گرفتن اصول طراحی استقلال و هماهنگی جامع است. این یک سیستم رایانهای چند سطحی است که از سطح کنترل فرآیند و سطح نظارت بر فرآیند با شبکه ارتباطی به عنوان پیوند تشکیل شده است که فناوریهای 4C مانند رایانه، ارتباطات، نمایش و کنترل را ادغام میکند.
اصل اساسی DCS در کنترل غیرمتمرکز و ساختار مدیریت متمرکز آن نهفته است. کل سیستم یک ساختار کنترلی چند سطحی از بالا به پایین تشکیل می دهد، یعنی سطح کنترل فرآیند، سطح نظارت متمرکز و سطح مدیریت تولید. سطح کنترل فرآیند وظیفه کنترل مستقیم فرآیند تولید در سایت و جمع آوری، پردازش و تنظیم پارامترهای مختلف در فرآیند تولید را در زمان واقعی از طریق ریزپردازنده های پراکنده در سایت بر عهده دارد. سطح نظارت متمرکز وظیفه نظارت بر وضعیت عملیات کل فرآیند تولید، دریافت اطلاعات از سطح کنترل فرآیند و انجام کنترل و مدیریت پیشرفته را بر عهده دارد. سطح مدیریت تولید کل فرآیند تولید، برنامه ریزی، برنامه ریزی و بهینه سازی برای دستیابی به بهینه سازی کلی فرآیند تولید است.
III. ویژگی های سیستم کنترل متمرکز
کنترل غیرمتمرکز: DCS عملکرد کنترل را برای هر ریزپردازنده غیرمتمرکز می کند و کنترل غیرمتمرکز فرآیند تولید را درک می کند. این کنترل غیرمتمرکز سیستم را قابل اعتمادتر و انعطاف پذیرتر می کند، حتی اگر یک ریزپردازنده از کار بیفتد، بر عملکرد کل سیستم تأثیری نخواهد داشت.
عملیات متمرکز: اگرچه عملکردهای کنترل غیرمتمرکز هستند، DCS هر ریزپردازنده را از طریق یک شبکه ارتباطی به یکدیگر متصل می کند تا به عملیات متمرکز و مدیریت فرآیند تولید دست یابد. این امر نظارت و بهره برداری از کل فرآیند تولید را برای اپراتورها آسان می کند و کارایی را بهبود می بخشد.
مدیریت سلسله مراتبی: DCS با تشکیل یک ساختار کنترلی چند سطحی، مدیریت سلسله مراتبی فرآیند تولید را محقق می کند. این نوع مدیریت سیستم را انعطافپذیرتر و کارآمدتر میکند و میتوان آن را با توجه به نیازهای مختلف تولید به صورت انعطافپذیر پیکربندی و تنظیم کرد.
هماهنگی مجزا اما مستقل و جامع: بخشهای مختلف DCS هم مستقل و هم با یکدیگر هماهنگ هستند و کارکرد هماهنگی جداگانه اما مستقل و جامع را درک میکنند. این باعث می شود سیستم پایدارتر، قابل اعتمادتر و سازگارتر باشد.
قابلیت اطمینان و ایمنی: DCS انواع معیارهای قابلیت اطمینان مانند طراحی افزونگی، تشخیص خطا و بازیابی را برای اطمینان از قابلیت اطمینان و ایمنی سیستم اتخاذ می کند. در همین حال، DCS همچنین از عملکردهایی مانند پشتیبان گیری داغ و طراحی افزونگی پشتیبانی می کند که می تواند به طور خودکار به تجهیزات آماده به کار یا سیستم پشتیبان سوئیچ شود تا در صورت خرابی تجهیزات به کار ادامه دهد.
باز بودن و گسترش پذیری: DCS از معماری سیستم باز و پروتکل های ارتباطی استاندارد شده استفاده می کند که باعث می شود سیستم از باز بودن و توسعه پذیری خوبی برخوردار باشد. کاربران می توانند با توجه به نیاز خود دستگاه های سخت افزاری و نرم افزاری مختلف را انتخاب کنند تا پیکربندی انعطاف پذیر و گسترش سیستم را محقق کنند.
IV. بکارگیری و توسعه سیستم کنترل توزیع متمرکز
سیستم کنترل متمرکز و توزیع شده به طور گسترده در پتروشیمی، برق، متالورژی، داروسازی، تصفیه آب و سایر زمینه ها استفاده می شود و به یک ستون مهم در زمینه اتوماسیون صنعتی تبدیل شده است. با توسعه مداوم فناوری و تغییر الزامات برنامه، DCS نیز به طور مداوم در حال توسعه و بهبود است. از یک طرف، عملکرد و عملکرد DCS بیشتر بهبود یافته است، مانند افزودن الگوریتم های کنترل پیشرفته، فناوری ارتباطات شبکه بهینه و غیره. از طرف دیگر، دامنه کاربرد DCS نیز در حال گسترش است، مانند گسترش به زمینه های تولید هوشمند و اینترنت صنعتی.
V. نتیجه گیری
سیستم کنترل توزیع متمرکز (DCS) با ویژگی های منحصر به فرد خود در کنترل غیرمتمرکز، عملیات متمرکز و مدیریت سلسله مراتبی، نقش مهمی در زمینه اتوماسیون صنعتی ایفا می کند. از طریق بحث عمیق-در مورد اصول و ویژگیهای آن، میتوانیم مزایا و ارزش DCS را به وضوح تشخیص دهیم. در آینده، با توسعه مداوم فناوری و تغییر الزامات برنامه، DCS همچنان نقش مهم خود را در زمینه اتوماسیون صنعتی ایفا می کند و چشم انداز توسعه گسترده تری را ایجاد می کند.