كل ما تحتاج لمعرفته حول نظام التحكم الموزع

جرب أداة القضاء على المشاكل





يعد نظام التحكم الموزع الأكثر شيوعًا وهو مصمم خصيصًا مع إمكانات التكرار والتشخيص لتحسين موثوقية التحكم والأداء. إنه يمنح مرونة أكبر للتحكم في الأجهزة الميدانية المنفصلة الموزعة ومحطات التشغيل الخاصة بها

في عصر التكنولوجيا هذا ، نظام الأتمتة الصناعية يتعامل مع تقنيات التحكم الآلي المتقدمة لتحسين أداء التحكم في العمليات المعقدة.




نظام التحكم بالتوزيع

نظام التحكم بالتوزيع

لزيادة الموثوقية والإنتاجية والجودة مع تقليل تكلفة الإنتاج ، يجب أن تكون صناعات التحكم في العمليات مدفوعة بوحدات تحكم متكاملة ذات قدرة تحكم موزعة عالية.



ما هو نظام التحكم الموزع

نظام التحكم الموزع هو نظام تحكم مصمم خصيصًا يستخدم للتحكم في التطبيقات المعقدة والكبيرة والموزعة جغرافيًا في العمليات الصناعية. في هذا ، يتم توزيع وحدات التحكم في جميع أنحاء منطقة المصنع بأكملها.

ترتبط وحدات التحكم الموزعة هذه بكل من الأجهزة الميدانية وأجهزة الكمبيوتر العاملة من خلال شبكات اتصال عالية السرعة كما هو موضح في الشكل.

ترتبط الأجهزة الميدانية المنفصلة مثل المستشعرات والمشغلات مباشرة بوحدات التحكم في الإدخال والإخراج من خلال ناقل اتصال. هذه الأجهزة الميدانية أو الأدوات الذكية قادرة على التواصل مع وحدات التحكم PLC أو غيرها من وحدات التحكم أثناء التفاعل مع معلمات العالم الحقيقي مثل درجة الحرارة والضغط وما إلى ذلك.


هندسة DCS

هندسة DCS

يتم توزيع وحدات التحكم جغرافيًا في أقسام مختلفة من منطقة التحكم وهي متصلة بمحطات التشغيل والهندسة التي تُستخدم لمراقبة البيانات وتسجيل البيانات والإنذار والتحكم عبر ناقل اتصال آخر عالي السرعة.

إن بروتوكولات الاتصال هذه من أنواع مختلفة مثل ناقل المؤسسة ، HART ، Profibus ، Modbus ، إلخ. يوفر DCS معلومات لشاشات متعددة لواجهة المستخدم.

4 العناصر الأساسية لنظام التحكم الموزع

يتفاعل نظام التحكم الموزع باستمرار مع العمليات في تطبيقات التحكم في العمليات التي يحصل عليها من المشغل. كما أنه يسهل نقاط الضبط المتغيرة وفتح وإغلاق الصمامات للتحكم اليدوي بواسطة المشغل. توفر واجهة المستخدم والآلة (HMI) ، ولوحات الواجهة ، وشاشة الاتجاه مراقبة فعالة للعمليات الصناعية.

عناصر DCS

عناصر DCS

كمبيوتر هندسي أو جهاز تحكم

وحدة التحكم هذه هي وحدة التحكم الإشرافية على جميع وحدات التحكم في المعالجة الموزعة. يتم تنفيذ خوارزميات التحكم وتكوين الأجهزة المختلفة في وحدة التحكم هذه. يمكن تنفيذ اتصال الشبكة بين أجهزة الكمبيوتر المعالجة والهندسة عن طريق تكوينات بسيطة أو زائدة عن الحاجة.

وحدة تحكم موزعة أو وحدة تحكم محلية

يمكن وضعها بالقرب من الأجهزة الميدانية (أجهزة الاستشعار والمشغلات) أو مواقع معينة حيث يتم توصيل هذه الأجهزة الميدانية عبر رابط الاتصال. يتلقى التعليمات من المحطة الهندسية مثل نقطة الضبط والمعلمات الأخرى ويتحكم مباشرة في الأجهزة الميدانية.

يمكنه استشعار والتحكم في كل من المدخلات / المخرجات التناظرية والرقمية عن طريق وحدات الإدخال / الإخراج التناظرية والرقمية. هذه الوحدات قابلة للتمديد وفقًا لعدد المدخلات والمخرجات. يقوم بجمع المعلومات من الأجهزة الميدانية المنفصلة وإرسال هذه المعلومات إلى محطات التشغيل والهندسة.

في الشكل أعلاه ، تعمل وحدات التحكم AC 700F و AC 800F كواجهة اتصال بين الأجهزة الميدانية والمحطات الهندسية. معظم الحالات هذه بمثابة سيطرة محلية للأدوات الميدانية.

محطة التشغيل أو HMI

يتم استخدامه لمراقبة معلمات المصنع بالكامل بيانياً وتسجيل البيانات في أنظمة قاعدة بيانات المصنع. يوفر عرض الاتجاه لمعلمات العملية المختلفة عرضًا فعالًا ومراقبة سهلة.

محطات التشغيل هذه من أنواع مختلفة مثل بعض محطات التشغيل (أجهزة الكمبيوتر) المستخدمة لمراقبة المعلمات فقط ، بعضها لعرض الاتجاه فقط ، وبعضها لتسجيل البيانات ، ومتطلبات الإنذار. يمكن أيضًا تكوينها لتكون لها قدرات تحكم.

وسائل الاتصال والبروتوكول

تتكون وسائط الاتصال من كبلات إرسال لنقل البيانات مثل الكابلات المحورية والأسلاك النحاسية وكابلات الألياف البصرية وأحيانًا قد تكون لاسلكية. بروتوكولات الاتصال تم تحديده بناءً على عدد الأجهزة المراد توصيلها بهذه الشبكة.

على سبيل المثال ، يدعم RS232 جهازين فقط و Profibus لـ 126 جهازًا أو عقدة. تتضمن بعض هذه البروتوكولات Ethernet ، و DeviceNet ، وحافلة المؤسسة ، و Modbus ، و CAN ، وما إلى ذلك.

في DCS ، يتم استخدام بروتوكولي اتصال أو أكثر بين منطقتين أو أكثر مثل بين أجهزة التحكم الميدانية وأجهزة التحكم الموزعة وآخر بين وحدات التحكم الموزعة ومحطات التحكم الإشرافية مثل محطات التشغيل والهندسة.

7 ميزات مهمة لـ DCS

• للتعامل مع العمليات المعقدة:

في هيكل أتمتة المصنع ، وحدة تحكم منطق البرمجة PLC يستخدم للتحكم ومراقبة معلمات العملية بمتطلبات عالية السرعة. ومع ذلك ، نظرًا لقيود عدد من أجهزة الإدخال / الإخراج ، لا تستطيع PLCs التعامل مع الهياكل المعقدة.

التعامل مع العمليات المعقدة

التعامل مع العمليات المعقدة

ومن ثم يُفضل DCS لتطبيقات التحكم المعقدة التي تحتوي على عدد أكبر من منافذ الإدخال / الإخراج المزودة بوحدات تحكم مخصصة. تُستخدم في عمليات التصنيع حيث يكون تصميم منتجات متعددة في إجراءات متعددة مثل التحكم في عملية الدُفعات.

التكرار في النظام:

فائض النظام

فائض النظام

تسهل DCS توفر النظام عند الحاجة من خلال الميزات الزائدة على كل مستوى.

يعد استئناف عملية الحالة المستقرة بعد أي انقطاع ، سواء أكان مخططًا أم غير مخطط له ، أفضل إلى حد ما مقارنة بأجهزة التحكم الآلي الأخرى.

يزيد التكرار من موثوقية النظام من خلال الحفاظ على تشغيل النظام بشكل مستمر حتى في بعض الحالات غير الطبيعية أثناء تشغيل النظام.

الكثير من كتل الوظائف المحددة مسبقًا:

كتلة الوظيفة المحددة مسبقًا

كتلة الوظيفة المحددة مسبقًا

يوفر DCS العديد من الخوارزميات ، ومكتبات تطبيقات قياسية أكثر ، ووظائف تم اختبارها مسبقًا ومحددة مسبقًا للتعامل مع الأنظمة المعقدة الكبيرة. هذا يجعل البرمجة للتحكم في التطبيقات المختلفة أمرًا سهلاً ويستغرق وقتًا أقل في البرمجة والتحكم.

لغات البرمجة القوية:

يوفر عددًا أكبر من لغات البرمجة مثل السلم ، كتلة الوظائف ، المتسلسلة ، إلخ لإنشاء برمجة مخصصة بناءً على اهتمام المستخدم.

أكثر تطوراً HMI:

مشابهه ل نظام سكادا ، يمكن لـ DCS أيضًا المراقبة والتحكم من خلال واجهة HMI (واجهة الإنسان للآلة) التي توفر بيانات كافية للمشغل لشحن العمليات المختلفة ويعمل بمثابة قلب النظام. لكن هذا النوع من نظام التحكم الصناعي يغطي مناطق جغرافية كبيرة بينما يغطي DCS المناطق المحصورة.

HMI متطور

HMI متطور

يأخذ DCS مصنع المعالجة بالكامل إلى غرفة التحكم كنافذة للكمبيوتر الشخصي. يعطي التمثيل الرائج والتسجيل والرسوم البيانية لـ HMI واجهة مستخدم فعالة. يساعد نظام الإنذار القوي لـ DCS المشغلين على الاستجابة بسرعة أكبر لظروف المصنع

منصة قابلة للتطوير:

يمكن أن تكون بنية DCS قابلة للتطوير استنادًا إلى عدد الإدخال / الإخراج من أنظمة الخوادم الصغيرة إلى الكبيرة عن طريق إضافة المزيد من العملاء والخوادم في نظام الاتصال وأيضًا عن طريق إضافة المزيد من وحدات الإدخال / الإخراج في وحدات التحكم الموزعة.

أمان النظام:

يؤدي الوصول إلى التحكم في العمليات المختلفة إلى سلامة المصنع. يوفر تصميم DCS نظامًا آمنًا مثاليًا للتعامل مع وظائف النظام لتحكم أفضل في أتمتة المصنع. يتم توفير الأمن أيضًا على مستويات مختلفة مثل مستوى المهندس ومستوى رائد الأعمال ومستوى المشغل وما إلى ذلك.

تطبيق نظام التحكم الموزع

يمكن تنفيذ نظام DCS في تطبيق بسيط مثل إدارة الحمل باستخدام شبكة من ميكروكنترولر.

تطبيق DCS

تطبيق DCS

هنا يتم إعطاء المدخلات من لوحة المفاتيح إلى متحكم دقيق ، والذي يتواصل مع اثنين من وحدات التحكم الدقيقة الأخرى. يتم استخدام أحد المتحكمات الدقيقة لعرض حالة العملية بالإضافة إلى الأحمال ، بينما يتحكم المتحكم الآخر في محرك الترحيل. يقود سائق التتابع ، بدوره ، التتابع لتشغيل الحمولة.

أتمنى أن تكون قد فهمت مفهوم نظام التحكم الموزع وأهميته. إليك سؤال أساسي لك - قدم أي طلب لـ DCS ، أنت على علم به.

يرجى مشاركة أفكارك واقتراحاتك حول هذه المقالة في قسم التعليقات أدناه.

اعتمادات الصورة:

نظام التحكم الموزع (DCS) بواسطة النمس
هندسة DCS بواسطة خدمات النباتات
عناصر DCS بواسطة أتمتة
الهيكل الصناعي للمجمع كونغاتيك
نظام التكرار بواسطة كيبوير
كتلة وظيفية محددة مسبقًا بواسطة tracemode
Sophesticated HMI بواسطة Tradeindia