Hệ thống điều khiển phân tán DCS là gì ?

 Trong ngành tự động hóa, chắc hẳn chúng ta từng nghe đến hệ thống điều khiển phân tán dcs. Vậy hệ thống điều khiển phân tán là gì ? Bài viết sau sẽ giúp bạn đọc có được câu trả lời đầy đủ và dễ hiểu nhất.

 Hệ thống điều khiển phân tán dcs, viết tắt của cụm từ tiếng anh Distributed Control System. Đúng như tên gọi, hệ thống điều khiển phân tán dcs là một hệ thống điều khiển cho một dây chuyền sản xuất, một quá trình hoặc bất cứ một hệ thống động học nào, trong đó các bộ điều khiển không tập trung tại một nơi mà được phân tán trên toàn hệ thống với mỗi hệ thống con được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điều khiển.

 Để hiểu rõ hơn hệ thống điều khiển phân tán là gì, mời bạn đọc xem đoạn video ngắn sau:

 

Video giới thiệu hệ thống điều khiển phân tán là gì

I. Phân loại hệ thống dcs

Các hệ thống điều khiển phân tán DCS thường được phân loại thành ba hệ sau:

 1. Các hệ thống dcs truyền thống

Các hệ này sử dụng các bộ điều khiển quá trình theo kiến trúc riêng của từng nhà sản xuất. Các hệ thống dcs cũ thường đóng kín, ít tuân theo các chuẩn giao tiếp công nghiệp, các bộ điều khiển được sử dụng cũng thường chỉ làm nhiệm vụ điều khiển quá trình, vì vậy phải sử dụng kết hợp các thiết bị điều khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller). Các hệ thống dcs mới có tính năng mở tốt hơn, một số bộ điều khiển đảm nhiệm cả các chức năng điều khiển quá trình, điều khiển trình tự lẫn điều khiển logic (hybrid controller).

2. Các hệ thống dcs trên nền PLC

Thiết bị điều khiển khả trình (PLC) là một loại máy tính điều khiển chuyên dụng, do nhà phát minh người Mỹ Dick Morley sáng chế vào năm 1968. Hầu hết các PLC hiện đại không chỉ có thể thực hiện các phép tính logic đơn giản, mà còn có khả năng làm việc với các tín hiệu tương tự và thực hiện các phép toán số học, các thuật toán điều khiển phản hồi. PLC được sử dụng trong các hệ thống điều khiển phân tán dcs thường có cấu hình mạnh, hỗ trợ điều khiển trình tự cùng với các phương pháp lập trình hiện đại.

3. Các hệ thống dcs trên nền PC 

Giải pháp sử dụng máy tính cá nhân (PC) làm thiết bị điều khiển đã trở nên phổ biến. Nếu so sánh với các bộ điều khiển khả trình (PLC) và các bộ điều khiển hệ thống điều khiển phân tán dcs đặc chủng thì thế mạnh của PC chính là tính năng mở, khả năng lập trình tự do, hiệu năng tính toán cao và đa chức năng, cũng như giá thành cạnh tranh.

hệ thống điều khiển phân tán dcs được dùng nhiều trong nhà máy

Hệ thống điều khiển phân tán dcs được dùng nhiều trong nhà máy lớn

II. Thành phần chính hệ thống điều khiển phân tán là gì ?

cấu hình cơ bản hệ thống điều khiển phân tán dcs

Cấu hình cơ bản hệ thống điều khiển phân tán dcs

Một hệ thống điều khiển phân tán dcs bao gồm các thành phần chính sau:

1. Trạm điều khiển cục bộ (local control station, LCS)

Đôi khi còn được gọi là các khối điều khiển cục bộ (local control unit, LCU) hoặc các trạm quá trình (process station, PS). Các trạm điều khiển cục bộ thuộc cấp điều khiển, là nơi thực hiện mọi chức năng điều khiển cho một công đoạn. Các trạm này thường được đặt trong phòng điều khiển hoặc phòng điện ở cạnh  phòng điều khiển trung tâm hoặc rải rác gần khu vực hiện trường.

2. Trạm vận hành (operator station, OS)

được đặt tại phòng điều khiển trung tâm. Các trạm vận hành có thể hoạt động song song, độc lập với nhau. Để tiện cho việc vận hành hệ thống, người ta thường sắp xếp mỗi trạm vận hành tương ứng với một phân đoạn hoặc một phân xưởng.

3. Trạm kỹ thuật  (engineering station, ES)

Là nơi cài đặt các công cụ phát triển, cho phép đặt cấu hình cho hệ thống, tạo và theo dõi các chương trình ứng dụng điều khiển và giao diện người – máy, đặt cấu hình và tham số hóa các thiết bị trường.

4. Hệ thống truyền thông

Gồm bus hệ thống (system bus) và bus trường (field bus). Bus hệ thống (system bus) sẽ nối mạng các trạm điều khiển cục bộ với nhau và với các trạm vận hành, trạm kỹ thuật. Bus trường có chức năng ghép nối trạm điều khiển với các trạm vào/ ra phân tán và các thiết bị trường thông minh.

Ngoài các thành phần chính trên, một hệ thống điều khiển dcs cụ thể có thể bao gồm các thành phần khác như trạm vào/ra từ xa (remote I/O station), các bộ điều khiển chuyên dụng, v.v..

III. Hệ thống điều khiển phân tán dcs ngày nay 

xu hướng phát triển hệ thống điều khiển phân tán dcs

Hệ thống điều khiển phân tán dcs ngày nay có nhiều ưu điểm so với hệ thống dcs đời đầu

Hệ thống dcs ngày nay được phát triển với 4 ưu thế lớn là:

1. Mức điều khiển cao

Hầu hết các hệ thống dcs đều bao gồm các bộ điều khiển, hệ thống mạng truyền thông và phần mềm điều hành hệ thống tích hợp. Do đó, DCS có khả năng quản lý được rất nhiều điểm vào/ra.

2. Cấu hình linh hoạt

Nhờ khả năng dự phòng kép ở tất cả các thành phần, hệ thống dcs có khả năng thay đổi các chương trình, thay đổi cấu trúc của hệ hay thêm bớt các thành phần mà không làm gián đoạn hay khởi động lại quá trình.

3. Tỷ lệ lỗi thấp

Theo thiết kế, các hệ thống dcs thường có hệ thống mở, khả năng tích hợp cao với các PLC khác nhau điều khiển máy và công đoạn sản xuất độc lập. Vì vậy, hệ thống điều khiển phân tán dcs có tỷ lệ lỗi thấp, nhờ đó, việc điều khiển trong các nhà máy hay xí nghiệp sẽ vừa tiết kiệm chi phí, vừa dễ bảo trì và vận hành.

4. Tính sẵn sàng và độ tin cậy

Các hệ thống điều khiển phân tán dcs hiện đại đều có các cơ chế dự phòng, an toàn, khởi động lại khi xảy ra sự cố cũng như các chế độ bảo trì, chẩn đoán và chỉ thị lỗi. Bên cạnh đó, các hệ thống dcs cũng cho phép người sử dụng cài đặt các chế độ bảo mật để hạn chế, kiểm soát quyền truy nhập dữ liệu và điều khiển.

Hi vọng bài viết đã giúp bạn đọc giải đáp được câu hỏi hệ thống điều khiển phân tán là gì. Trong bài viết sau, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu hệ thống dcs trong các ngành công nghiệp.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Don`t copy text!