DCS là viết tắt của Distributed Control System, một thuật ngữ không xa lạ trong thế giới công nghiệp hiện đại. Trong bối cảnh sự phát triển của công nghệ và tự động hóa, DCS đã trở thành một phần không thể thiếu trong việc quản lý và điều khiển các quy trình sản xuất. Nhưng thực sự DCS là gì? Và tại sao nó lại đóng một vai trò quan trọng như vậy trong các ngành công nghiệp? Hãy cùng Acc khám phá sâu hơn về DCS và tầm ảnh hưởng của nó trong thế giới công nghiệp ngày nay.
DCS là gi? Các loại hệ thống DCS
1. DCS là gì?
Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) là một loại hệ thống kiểm soát thường được sử dụng trong các quy trình sản xuất và các hệ thống năng động khác. Khác với việc tập trung điều khiển tại một trung tâm, trong DCS, các yếu tố điều khiển được phân tán trên toàn hệ thống. Mỗi thành phần hoặc tiểu hệ thống được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điều khiển và được kết nối với mạng lưới giao tiếp và giám sát. Điều này giúp quản lý và kiểm soát các thiết bị phân tán một cách hiệu quả.
2. Phân loại hệ thống DCS
Các hệ thống dcs truyền thống
- Các hệ thống DCS truyền thống thường sử dụng các bộ điều khiển quá trình theo cấu trúc đặc biệt của từng nhà sản xuất. Các DCS cũ thường hoạt động độc lập, không tuân thủ các chuẩn giao tiếp công nghiệp và thường chỉ chịu trách nhiệm điều khiển quá trình. Điều này thường đòi hỏi sự kết hợp với các bộ điều khiển PLC để thực hiện các chức năng phức tạp hơn. Trái lại, các hệ thống DCS mới được thiết kế với tính năng mở rộng hơn, một số bộ điều khiển có khả năng thực hiện cả các chức năng điều khiển quá trình, điều khiển trình tự và điều khiển logic, tạo ra những giải pháp hybrid controller tiên tiến.
Các hệ thống dcs trên nền PLC
- PLC là một loại máy tính chuyên dụng được sử dụng để điều khiển thiết bị và quy trình trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp. Ngày nay, các PLC không chỉ giới hạn ở việc thực hiện các phép tính logic đơn giản, mà còn có khả năng xử lý tín hiệu tương tự, thực hiện phép toán số học và triển khai các thuật toán điều khiển phản hồi. Chúng thường được tích hợp trong các hệ thống điều khiển phân tán (DCS) với khả năng cấu hình mạnh mẽ và hỗ trợ điều khiển trình tự cùng với các phương pháp lập trình tiên tiến.
Phân loại hệ thống DCS
Các hệ thống dcs trên nền PC
- Giải pháp sử dụng máy tính cá nhân (PC) làm hệ thống điều khiển đã trở nên phổ biến hơn trong thời gian gần đây. So với các thiết bị điều khiển truyền thống như bộ điều khiển khả trình (PLC) hay hệ thống điều khiển phân tán DCS, PC mang lại nhiều ưu điểm đáng chú ý. Đặc biệt, tính linh hoạt và mở rộng của PC cho phép lập trình tự do, đồng thời với hiệu suất tính toán cao và khả năng đa chức năng. Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình điều khiển mà còn giảm chi phí đầu tư một cách đáng kể, đồng thời tăng tính cạnh tranh cho các ứng dụng công nghiệp.
3. Thành phần hệ thống DCS
Trạm điều khiển cục bộ (local control station, LCS)
- Đôi khi được gọi là các khối điều khiển cục bộ (local control unit, LCU) hoặc các trạm quá trình (process station, PS). Chúng là nơi thực hiện mọi chức năng điều khiển cho một công đoạn. Thường đặt trong phòng điều khiển hoặc phòng điện, cạnh phòng điều khiển trung tâm hoặc rải rác gần khu vực hiện trường.
Trạm vận hành (operator station, OS)
- Đặt tại phòng điều khiển trung tâm. Các trạm vận hành có thể hoạt động song song, độc lập với nhau. Thường được sắp xếp mỗi trạm vận hành tương ứng với một phân đoạn hoặc một phân xưởng để tiện vận hành hệ thống.
Trạm kỹ thuật (engineering station, ES)
- 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.
Thành phần hệ thống DCS
Hệ thống truyền thông
- Bao gồm bus trường (field bus) và bus hệ thống (system bus). Bus trường kết nối trạm điều khiển với các trạm vào/ra phân tán và các thiết bị trường thông minh, trong khi bus hệ thống nối mạng các trạm điều khiển cục bộ với nhau và với các trạm vận hành, trạm kỹ thuật.
Ngoài ra, một hệ 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,...
4. Ưu điểm hệ thống DCS hiện nay
Ưu điểm của hệ thống DCS hiện nay:
- Mức điều khiển cao: Hầu hết các hệ thống DCS bao gồm các bộ điều khiển, hệ thống mạng truyền thông và phần mềm điều hành tích hợp, cho phép quản lý nhiều điểm vào/ra.
- Cấu hình linh hoạt: DCS có khả năng dự phòng kép và thay đổi cấu trúc mà không gây gián đoạn hoặc khởi động lại quá trình.
- Tỷ lệ lỗi thấp: Hệ thống DCS tích hợp tốt với các PLC khác nhau, giúp giảm tỷ lệ lỗi và dễ bảo trì.
- Tính sẵn sàng và độ tin cậy: DCS hiện đại có các cơ chế dự phòng, khởi động lại tự động khi có sự cố, và các chế độ bảo mật để kiểm soát truy cập dữ liệu và điều khiển.
Ưu điểm hệ thống DCS hiện nay
5. Phân biệt DCS và SCADA
Để phân biệt giữa DCS (Hệ thống Điều khiển Phân tán) và SCADA (Hệ thống Giám sát và Điều khiển Tự động Cung cấp Dịch vụ), chúng ta có thể tập trung vào một số điểm quan trọng:
Khái niệm và mục tiêu
- DCS thường được cung cấp và triển khai như một hệ thống hoàn chỉnh, bao gồm cả phần cứng và phần mềm, với công nghệ, giao thức và giải pháp đến từ một nhà cung cấp cụ thể. Nó tập trung vào việc kiểm soát quá trình và cung cấp thông tin cho người quản lý.
- SCADA thường tập trung vào việc thu thập dữ liệu và cung cấp giao diện để người quản lý có thể giám sát và điều khiển hệ thống. Các thiết bị điều khiển từ xa trong SCADA thường được sử dụng để thu thập dữ liệu, nhưng có khả năng thực hiện các chức năng điều khiển phức tạp.
Chức năng và cấu trúc:
- Trong DCS, hệ thống điều khiển thường có các vòng điều khiển quy trình tại các thiết bị đầu cuối từ xa hoặc PLC. Nó có sự tích hợp chặt chẽ giữa phần cứng và phần mềm.
- Trong SCADA, giao diện người - máy (HMI) được sử dụng để tương tác với hệ thống. SCADA thường không có các vòng điều khiển quy trình khép kín như DCS, mà dựa vào người sử dụng để thực hiện các chức năng kiểm soát.
Lập trình và triển khai
- Trong SCADA, quá trình lập trình thường bắt đầu từ việc tạo bảng ánh xạ giữa các biến trong PLC và phần mềm SCADA. Sau đó, các kỹ sư lập trình điều khiển cho PLC và cấu hình các thiết bị trường.
- Trong DCS, cả phần cứng và phần mềm được cung cấp từ một nhà cung cấp duy nhất. Các dự án thường được tạo ra thông qua một môi trường lập trình thống nhất và có sự tích hợp chặt chẽ giữa PLC và SCADA.
Phân biệt DCS và SCADA
Tóm lại, DCS và SCADA có mục tiêu và cấu trúc khác nhau, với DCS tập trung vào việc kiểm soát quá trình và tích hợp chặt chẽ giữa phần cứng và phần mềm, trong khi SCADA tập trung vào việc thu thập dữ liệu và sử dụng giao diện người - máy để tương tác với hệ thống.
Bài viết trên, đã cung cấp toàn bộ thông tin về DCS là gì? Và cách phân biệt DCS và SCADA mà Acc thu thập được. Hy vọng những thông tin này giúp ích được cho bạn. Xin cảm ơn vì đã theo dõi.
Nội dung bài viết:
Hãy để lại bình luận của bạn tại đây!