Tìm hi u v đề ể ề hệ u khi thống điề ển phân tán nói chung và centrum 3000 c a yokogawa DCS hệ thống điều khiển phân tán

Page |1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

──────── * ───────

BÁO CÁO NHẬP MƠN NGÀNH ĐIỆN
Chủ đề:Tìm hiểu về DCS-Hệ thống điều khiển phân tán nói chung
và Centrum 3000 của Yokogawa
Giáo viên hướng dẫn: ThS.Cao Thành trung
Nhóm sinh viên thực hiện:
-Nguyễn Văn Mừng-20212894
-Lê Đình Mạnh-20212874
-Thân Minh Phương-20212920
-Vũ Đức Nam-20212904
Chuyên ngành:Kĩ thuật điều khiển và tự động hóa

Hà nội,tháng 3 năm 2022


Page |2

MỤC LỤC
Phần A: DCS-Hệ thống điều khiển phân tán……………….3
Phần B: Centrum 3000 của Yokogawa……………………..10
Tài liệu tham khảo…………………………………………..25


Page |3

PHẦN A
DCS-Hệ thống điều khiển phân tán
I) DCS là gì?
DCS là tên viết tắt của cụm từ Tiếng anh Distributed Control System. Chúng được
hiểu là hệ thống điều khiển phân tán. DCS là hệ thống điều khiển cho một dây
chuyền sản xuất, một quá trình hoặc bất cứ một hệ thống nào. Trong đó thì các bộ
điều khiển khơng đặt tập trung tại một nơi. Chúng được phân tán trên toàn hệ thống
khác nhau. Mỗi hệ thống con sẽ được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điều khiển.
Hình dưới là hình ảnh một số tủ điều khiển DCS. Hình bên trái là một trạm PCS7
(Siemens) với bộ điều khiển lắp đặt cùng các module vào/ra phân tán. Hình giữa
minh họa một trạm vào/ra từ xa lắp độc lập. Tủ điều khiển bên phải minh họa trạm
điều khiến cục bộ DeltaV (Fisher-Rosermount) sử dụng giải pháp Foundation
Fieldbus (không cần các module các vào/ra).


Page |4

1.Hệ thống DCS truyền thống
Hệ thống này sử dụng các bộ điều khiển theo kiến trúc riêng của từng nhà sản
xuất. Các hệ thống cũ thường đóng kín và chúng ít tn theo các chuẩn giao tiếp
cơng nghiệp. Cịn các bộ điều khiển cũng chỉ làm nhiệm vụ điều khiển q trình.
Chính vì vậy trong q trình sử dụng phải kết hợp thêm với các thiết bị điều khiển
khả trình PLC (Programmable Logic Controller).
2. Hệ thống DCS trên nền PLC
PLC hiện đại khơng chỉ thực hiện các phép tính logic đơn giản, mà chúng cịn có
khả năng làm việc với các tín hiệu tương tự và thực hiện các phép toán, các thuật
toán điều khiển phản hồi. PLC được sử dụng trong các hệ điều khiển thường có
cấu hình mạnh. Ngồi ra chúng cịn hỗ trợ điều khiển trình tự cùng với các phương
pháp lập trình hiện đại.

Page |5

Các thành phần chức năng chính của một PLC

3. Hệ thống DCS trên nền PC
DCS trên nền PC là một hướng giải pháp tương đối mới, mới có một số sản phẩm
trên thị trường như PCS7 (Siemens, giải pháp Slot-PLC), 4Control (Softing),
Stardom (Yokogawa), Ovation (Westinghouse-Emerson Process Management)...
Hướng giải pháp này thể hiện nhiều ưu điểm về mặt giá thành, hiệu năng tính tốn
và tính năng mở. Một trạm điều khiển cục bộ chính là một máy tính cá nhân công
nghiệp được cài đặt một hệ điều hành thời gian thực và các card giao diện bus
trường và card giao diện bus hệ thống.
Trong giải pháp điều khiển dùng máy tính cá nhân thì một vấn đề thường rất được
quan tâm là độ tin cậy của máy tính. Một phần ta có thể yên tâm bởi với cấu trúc
vào/ra phân tán, máy tính điều khiển được đặt trong phịng điều khiển trung tâm
với điều kiện môi trường làm việc tốt. Mặt khác, trên thị trường cũng đã có rất
nhiều loại máy tính cá nhân cơng nghiệp, đảm bảo độ tin cậy cao khơng kém một
PLC. Một khi máy tính chỉ được cài đặt hệ điều hành và phần mềm điều khiển thì
khả năng gây lỗi do phần mềm cũng sẽ được giảm thiểu.

II) Cấu trúc của hệ thống DCS là gì?


Page |6

Cấu trúc hệ thống điều khiển trung tâm DCS

Cấu trúc của hệ thống DCS bao gồm 4 thành phần chính như:
- Trạm điều khiển cục bộ

Trạm điều khiển cục bộ hay còn được ký hiệu là LCS thuộc cấp điều khiển. Đây
là nơi thực hiện mọi chức năng điều khiển cho một quá trình. Trạm thường được
đặt ở trong phịng điều khiển hoặc phịng điện. Ngồi ra chúng cũng có thể nằm
rải rác gần khu vực hiện trường.
- Trạm vận hành
Trạm vận hành được đặt ngay tại phòng điều khiển trung tâm. Các trạm vận hành
có thể được hoạt động song song hay độc lập với nhau. Người ta thường sắp xếp


Page |7

mỗi trạm vận hành tương ứng với một phân đoạn hoặc là một phân xưởng để tiện
cho việc vận hành hệ thống.

Các phương pháp bố trí vận hành

- Trạm kỹ thuật
Trạm kỹ thuật hay còn được ký hiệu là ES. Đây là nơi cài đặt các công cụ phát
triển. Trạm cho phép đặt cấu hình cho hệ thống, tạo và theo dõi các chương trình
ứng dụng, đặt cấu hình và tham số hóa các thiết bị trường.
- Hệ thống truyền thông
Đây là phần quan trọng nhất của hệ thống DCS. Hệ thống truyền thông bao gồm
bus trường (field bus) và bus hệ thống (system bus). Với Bus trường thì chúng có
chức năng ghép nối trạm điều khiển với các trạm vào/ra và các thiết bị trường
thơng minh. Cịn với bus hệ thống thì sẽ nối mạng các trạm điều khiển cục bộ với
nhau.

III) Ưu điểm của hệ thống DCS là gì?
•

•

Nền tảng có thể mở rộng: Cấu trúc của DCS có thể dễ dàng mở rộng
chỉ bằng cách thêm một số đơn vị điều khiển hoặc đơn vị quy trình.
Mức điều khiển cao: Hầu hết hệ thống DCS đều bao gồm các bộ điều
khiển, hệ thống mạng truyền thông và phần mềm để điều hành hệ thống
tích hợp. Do đó, DCS là gì có khả năng quản lý được rất nhiều điểm
vào/ra khác nhau.


Page |8

•

•

Cấu hình linh hoạt: Nhờ khả năng dự phịng kép ở các thành phần khác
nhau nên DCS có khả năng thay đổi các chương trình, thay đổi cấu trúc
của hệ. Hoặc chúng cũng có thể thêm bớt các thành phần mà không làm
gián đoạn hay khởi động lại quá trình.
Tỷ lệ lỗi thấp: Việc ghi dữ liệu được thực hiện bởi một máy in, do đó
tính chính xác sẽ cao hơn, có thể loại bỏ được các lỗi của con người.

IV) Các bước lập trình cho hệ thống DCS
- Hệ thống được thiết lập bởi một DCS server và nhiều máy kỹ thuật khác.
- Các phần cứng và phần mềm, công nghệ, truyền thông của hệ thống DCS đều
xuất xứ từ một hãng cung cấp.
- Các kỹ sư sẽ thống nhất với nhau để tạo ra dự án. Trong đó bao gồm chương
trình PLC và SCADA được nối kết một cách chặt chẽ.
- Khi đã lập trình xong thì bước lập trình dự án được tiến hành:

•

Chương trình điều khiển sẽ bắt đầu được tải vào PLC.

•

Chương trình SCADA sẽ bắt đầu được chạy trên các máy tính SCADA.

•

Phần cấu hình và chương trình của Remote I/O và thiết bị trường sẽ được
tải xuống các thiết bị này.

V) Đặc điểm và ứng dụng của điều khiển phân tán
•

•

Việc xây dựng các hệ thống điều khiển và giám sát phụ thuộc vào đặc điểm
và tính chất của đối tượng điều khiển. Thực tế các q trình sản xuất thường
địi hỏi cùng lúc phải tiến hành điều khiển nhiều đại lượng. Nếu các đại
lượng này là độc lập với nhau hay ma trận đặc tính của phương trình trạng
thái mơ tả đối tượng chỉ bao gồm các thành phần trên đường chéo thì ta có
thể thiết lập hệ thống điều khiển với nhiều mạch vòng điều khiển độc lập.
Về bản chất hệ thống điều khiển như vậy là hệ thống điều khiển phi tập
trung (Decentred Control System) cho dù các mạch vòng điều khiển này
được thực hiện bởi các bộ điều khiển một mạch vòng (single loop controller)
hay sử dụng một hoặc vài thiết bị điều khiển lớn cho các mạch vịng điều
khiển này. Thơng thường để tiết kiệm chi phí lắp đặt và bảo trì các hệ thống
điều khiển phi tập trung như vậy sẽ được thực hiện bởi nhiều bộ điều khiển

một mạch vòng.
Khi các đại lượng cần điều khiển của đối tượng điều khiển khơng có sự độc
lập với nhau mà có sự tác động xen kênh hay nói cách khác, ma trận đặc


Page |9

•
•

•
•

•

•

tính của phương trình trạng thái có các thành phần ngồi đường chéo khác
khơng thì việc thực hiện hệ thống điều khiển theo cách phi tập trung như
vậy sẽ mang lại chất lượng điều khiển không tốt. Để khắc phục người ta đưa
ra các giải pháp như sau:
Sửa đổi q trình cơng nghệ và thiết bị cơng nghệ
Việc sửa q trình cơng nghệ và thiết bị cơng nghệ nhằm khử tác động xen
kênh giữa các biến điều khiển hay biến các thành phần ngoài đường chéo
của ma trận đặc tính bằng khơng hoặc gần bằng khơng. Khi đó ta có thể coi
các tác động xen kênh (bây giờ cịn rất nhỏ) như là nhiễu quá trình và thực
hiện chiến lược điều khiển phi tập trung cho hệ thống điều khiển. Việc sửa
đổi này thường đòi hỏi phải xây dựng các khâu chứa trung gian trong quá
trình sản xuất nên thường gây tốn kém và không phải lúc nào cũng thực hiện
được.

Sử dụng giải pháp điều khiển tập trung (Centred Control System)
Để loại bỏ tác động xen kênh người ta cũng có thể xây dựng các thuật tốn
điều khiển đa biến hoặc thực hiện tách kênh bằng các mạch điều khiển vượt
trước (feedforward). Tuy nhiên điều này chỉ có thể thực hiện được khi ta sử
dụng một bộ điều khiển và tập trung hóa tồn bộ dữ liệu q trình vào trong
bộ điều khiển đó. Cách thức thực hiện hệ thống điều khiển như vậy được
gọi là điều khiển tập trung.
Cách thức thực hiện hệ điều khiển tập trung có nhược điểm là phải tập trung
các giá trị đo lường về bộ điều khiển dẫn tới sự tốn kém trong chi phí lắp
đặt, đi dây và bảo trì. Việc thực hiện hệ thống điều khiển bởi một hệ vi xử
lý duy nhất cũng mang lại nhiều rủi ro và giám độ tin cậy hoạt động của
toàn hệ thống. Hơn nữa khi q trình lớn, phức tạp có thể sẽ dẫn tới khối
lượng tính tốn lớn và làm q tải các hệ vi xử lý của bộ điều khiển.
Sự phát triển của các hệ thống mạng truyền thông công nghiệp đã cho phép
triển khai luật điều khiển đa biến và tách kênh loại bỏ sự tác động xen kênh
trên nhiều bộ điều khiển được nối mạng với nhau. Theo cách thức này, khối
lượng tính tốn lớn của điều khiển đa biến và tách kênh được chia sẻ thực
hiện trên nhiều thiết bị điều khiển. Thông tin cần thiết phải trao đổi giữa các
thiết bị điều khiển này được trao đổi thông qua các mạng truyền thông số
kết nối các thiết bị điều khiển này. Với cách thực hiện như vậy chúng ta có
thể tận dụng được các ưu điểm cả của điều khiển tập trung và điều khiển
phi tập trung và người ta gọi hệ điều khiển như vậy là hệ điều khiển phân
tán (Distributed Control System - DCS). Như vậy có thể nói điều khiển phân
tán là một cơng nghệ hay cách thức thực hiện hệ thống điều khiển trong
công nghiệp. Hệ thống điều khiển phân tán là nhằm thực hiện các ứng dụng
điều khiển điều chỉnh và điều khiển logic. Các hệ thống điều khiển phân tán
thương phẩm thường có cấu trúc giống với hệ SCADA là do hệ thống điều


P a g e | 10

•

khiển tích hợp đó có thực hiện chức năng SCADA. Trong hệ thống điều
khiển phân tán thương phẩm ứng dụng điều khiển logic và điều khiển điều
chỉnh có thể thiết lập theo phương thức điều khiển phân tán còn SCADA
chỉ là một chức năng của hệ thống.
Việc sử dụng sản phẩm hệ thống điều khiển phân tán của một nhà sản xuất
nào đó mới chỉ là điều kiện thuận lợi để người kỹ sư có thể thiết lập hệ thống
điều khiển phân tán. Hệ thống điều khiển được xây dựng trên thực tế có trở
thành hệ thống điều khiển phân tán thực sự hay không phụ thuộc vào đối
tượng điều khiển của nó có cần phải thiết lập luật điều khiển đa biến và/hoặc
tách kênh hay khơng và người kỹ sư thiết kế có thiết lập hệ thống điều khiển
theo cách thức phân tán hay không.

PHẦN B
Centrum 3000 của Yokogawa
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG DCS-CENTUM CS 3000
CENTUM CS 3000 là một hệ thống điều khiển sản xuất tích hợp cho các ứng
dụng điều khiển quá trình được thiết kế phù hợp với các nhà máy có quy mơ từ nhỏ
đến rất lớn. Mỗi bộ phận như xí nghiệp, đơn vị kinh doanh, khu vận hành, buồng điều
khiển hay hiện trường đều có thể được kết nối với nhau sử dụng công nghệ truyền
thông tiên tiến nhất. Mạng truyền thông được sử dụng để tối ưu toàn bộ hệ th ống,
giảm nhân lực vận hành tại hiện trường, tăng mức độ tự động hoá, tăng năng suất và


P a g e | 11

dĩ nhiên tăng lợi nhuận sản xuất Hệ thống này là một sự tổ hợp của các cơng nghệ mới
nhất hiện nay với các tính năng ưu việt như:

Môi trường mở, độ linh hoạt, độ bền của hệ thống cho tối ưu hố tồn bộ
doanh nghiệp,
Mơi trường vận hành tối ưu, phần cứng có thể cập nhật tới những công nghệ
mới nhất,
Giá thành sở hữu thấp nhất, lợi nhuận tăng cao

•
•
•

• Các chức năng thiết kế kỹ thuật tối ưu.
1.1 CẤU HÌNH PHẦN CỨNG HỆ THỐNG DCS
•

Hình dưới đây là sơ đồ khối cơ bản của hệ thống CENTUM CS 3000.

1)Tính năng,đặc điểm
a)Hiệu suất cao
Ngồi các chức năng điều khiển tiên tiến và rất linh hoạt của các hệ thống
CENTUM trước đây, CENTUM CS 3000 hiện bao gồm các tính năng sau:
•
•
•

Được trang bị chức năng Máy chủ OLE for Process Control (OPC).
Hỗ trợ FOUNDATION ™ Fieldbus để tích hợp với mạng cảm biến
trường và thiết bị truyền động.
Cho phép kết nối dễ dàng các bộ điều khiển logic lập trình (PLC).

P a g e | 12

•

Cấu trúc dữ liệu kỹ thuật mở cho phép các cơng cụ bên ngồi được sử
dụng để tạo, sửa đổi và quản lý dữ liệu kỹ thuật.

b)Khả năng hoạt động tuyệt vời
Sử dụng Windows NT trong giao diện con người, CENTUM CS 3000:
•
•
•

Cho phép các hoạt động dựa trên Windows, vốn quen thuộc với hầu
hết người dùng PC.
Cho phép sử dụng phần cứng PC giá rẻ, tiêu chuẩn của nhà cung cấp
làm giao diện con người.
Cho phép trao đổi dữ liệu với nhiều loại phần mềm đa dạng hiện có
trên thị trường, bao gồm cả các ứng dụng kinh doanh.

2)Cấu hình phần cứng hệ thống DCS

a) Trạm Giao diện - Human Interface Station (HIS)
HIS được sử dụng chủ yếu cho việc vận hành và giám sát - nó hiển thị các
biến qui trình, các tham số đ iều khiển, các báo hiệu cần thiết để người vận hành
có thể nhanh chóng nắm bắt được các trạng thái vận hành của nhà máy. Nó cũng
kết h ợp giao diện mở do đó các máy tính giám sát có thể truy nh ập vào đồ thị
dữ liệu (Trend data), các thông điệp (Messages), và dữ liệu xử lý (process data).
Yokogawa cung cấp 3 kiểu trạm giao diện (HIS), đáp ứng các nhu cầu khác
nhau của khách hàng chạy trong hệ điều hành Microsoft Windows.

P a g e | 13

HIS loại Enclose- Enclose Display Style Console HIS
Loại Enclose được thiết kế dựa theo kiểu dáng của trạm vân hành phiên
bản cũ CENTUM, cho phép đặt các trạm sát nhau, màn hình cảm ứng, bàn phím
vận hành có 8 nhóm điều khiển, có tiếp điểm vào/ra phụ và các phím chức năng
khác.

HIS loại Open Display- Open Display Style Consol HIS
HIS loại Open Display là loại kiểu dáng mới của HIS vớ i màn hình tinh
thể lỏng (LCD): có thể lựa chọn kích thước hiển thị và kiểu bàn phím, màn hình
cảm ứng, bàn phím vận hành có 8 nhóm điều khiển, có tiếp điểm vào/ ra phụ


P a g e | 14

HIS loại Desktop -Desktop HIS
His loại desktop th ực hiện các chức năng của HIS trên một màn hình cá nhân
PC, và có thể sử dụng cùng với bàn phím chuyên dùng loại phím phẳng chống
bụi, nước
Bàn phím vận hành


P a g e | 15

Bàn phím vận hành có hai loại: một loại được thiết kế với bàn phím vận
hành có 8 nhóm điều khiển để sử dụng vớ i HIS loại Console, loại khác đượ c
thiết kế bàn phím chỉ có một nhóm điều khiển để sử dụng với cả hai loại HIS là

consol và Destop


P a g e | 16

b)Trạm Điều khiển hiện trường – Field Control Station (FCS)
FCS Cung cấp chức năng điều khiển quá trình, chẳng hạn như điều khiển
điều tiết, điều khiển tuần tự và tính tốn.
Có 4 loại trạm FCS đựơ c lựa chọn để đáp ứng theo loại và kích thước của
từng ứng dụng, vì thế việc mở rộng hay nâng cấp hệ th ống có thể được thực
hiện dễ dàng. Chuẩn FCS có hai loại gồm: KFCS và LFCS
KFCS-Standard Type Filed Control Station for FIO: FCU và Node được kết nối
sử d ụng loại Bus mở rộng nối tiếp ESB (Extended Serial Backboard) hoặc Bus
tăng cường ER (Enhanced Remode)


P a g e | 17

LFCS- Standard Type Field Control Station for RIO: FCU và Node được kết
nối sử dụng bus vào/ra từ xa (RIO-Remode Input Output)
Loại trọn bộ (Compact FCS): FCU và Node được kết nối cùng một tủ. loại trọn
bộ mới nhất hiện nay có cấu trúc rất gọn để có thể lắp đặt ở những khu vực giới
hạn về không gian. Khi lắp đặt trong tủ, các bộ vào ra nhỏ hơn sẽ có kích thước
chân cắm nhỏ hơn.
KFCS-Standard Type Field Control Station for FIO
KFCS được kết hợp bởi một FCU, ESB bus, EB bus và Node unit. Kiến
trúc CPU và sự kết hợ p với kiểu lắp đặt là sẵn có cho lựa chọn tối ưu:
o Kiến trúc CPU: Đơn hoặc kép
o Kiểu lắp đặt: loại tủ (cabinet) hay giá
cắm (Rack) o ESB bus: Đơn hay dự phòng

kép
o EB bus: Đơn hay dự phòng kép
Field Control Unit (FCU)
FCU bao gồm các card xử lý và một số các bộ phận khác để th ực hiện chức
n ăng tính tốn điều khiển cho FCS, đối với CPU dự phòng kép, card xử lý, các
bộ nguồn, các bộ pin và các card bus giao tiếp ESB được dự phòng kép


P a g e | 18

ESB Bus và ER Bus
ESB bus (Extended Serial Backboard) là một bus truyền thông được sử
dụng để kết nối các Node cục bộ được lắp đặt trong cùng một tủ với FCU. Bus
này có thể được dự phòng kép. Khoảng cách truyền tối đa là 10m
EB bus (Enhanced Remode bus) là một bus truyền thông được sử dụng để kết
nối giữa các node từ xa với CPU bởi mô đun bus tăng cường (EB) được lắp đặt
ở node cục bộ. Bus này cũng có thể được dự phòng kép, việc sử dụng bus này,
các node có thể được lắp đặt ở trong cùng một tủ vời FCU hoặc ở vị trí cách xa
tủ. Khoảng cách truyền tối đ a của nó là 185m sử dụng cáp đồng trục 10 base 2
Ethernet tương thích hoặc 500m xử dụng cáp đồng trục 10 Base 5, hoặc tới 2
km sử dụng bộ lặp bus quang


P a g e | 19

Node Units (NU) for FIO
NU for FCU là các bộ xử lý tín hiệu mà biển đổi và truyền tín hiệu xử lý
vào /ra tương tự hay số nhận được từ các thiết bị trường đến FCU
NU for FCU có bus ESB lắp đặt ở trạm FCS (cục bộ) và bus ER lắp đặt ở
trong tủ và các tủ khác từ phía nhà máy (Từ xa)

Node unit được kết hợp của một mô đun bus giao tiếp ESB tớ hoặc mô đun
bus giao tiếp tăng cường ER tớ và modun vào/ra
Mô đun bus giao tiếp tớ ESB –ESB Bus Slave Interface Module


P a g e | 20

Mô đun này được lắp đặt trong các bộ node cục bộ để cho phép truyền
thơng với FCU. Mơ đun có thể được dự phịng kép

Mô đun giao tiếp bus tăng cường từ xa-ER Bus Interface Mudule
Mơ đun này có một mơ đun giao tiếp chủ được lắp đặt ở node cục bộ, và
một mô đun giao tiếp tớ được lắp đặt ở node từ xa. Cả hai module có thể được
dự phịng kép
Mơ đun vào/ra- I/O Module
Những mơ đun này biến đổi các tín hiệu vào /ra hiện trường tương tự và
số.

KFCS loại giá gắn – Mounting of Standard FCS for FIO (KFCS)
FCU và NU đối với FIO được gắn trong một tủ chuyên dụng, giá gắn mục
đích chung hoặc các tủ mục đích chung


P a g e | 21

Người sử dụng có thể định nghĩa được kiểu lắp đặt và sự kết h ợp của FCU và
node, ví dụ, FCU và một số Node được gắn trong một tủ chuyên dụng và các
node cịn lại được gắn trong các giá gắn mục đích chung ở phía nhà máy. Đối
với KFCS có thể lắp đặt tới 10 node cho mỗi một FCU, và 8 Mơđun vào/ra có
thể được lắp đặt cho mỗi một node

3)Cấu hình chức năng và mở kiến trúc
a)Cấu hình chức năng
Chức năng tạo hệ thống


P a g e | 22

Các chức năng tạo hệ thống của CENTUM CS 3000 cung cấp môi trường kỹ
thuật mạnh mẽ nhất trong lịch sử của dòng CENTUM.
Kiểm tra ảo: Chức năng ban đầu của Yokogawa để kiểm tra chức
năng của các trạm điều khiển hiện trường cho phép thực hiện các kỹ
thuật từ tạo hệ thống đến gỡ lỗi trên PC.
• Kỹ thuật phân chia: Tạo điều kiện cho kỹ thuật mở rộng và sửa đổi
hệ thống hiện có. Các dự án được tạo độc lập có thể được tích hợp
vào một hệ thống quy mơ lớn.
• Bảo trì trực tuyến nhanh chóng: Việc thực hiện bảo trì trực tuyến
nhanh chóng thơng qua việc sử dụng cơ sở dữ liệu có độ dài từ cố
định.
• Nhập / Xuất tệp: Dữ liệu kỹ thuật có thể được nhập và xuất từ / sang
tệp của các ứng dụng dựa trên Windows NT phổ biến như Microsoft
Excel.
• Chức năng Gỡ lỗi Đồ họa: Có thể thực hiện kiểm tra chức năng của
các cửa sổ đồ họa mà không cần FCS và HIS.
• Các mục cài đặt đã giảm trong Trình xây dựng: Các thông số kỹ
thuật thường không cần đặt sẽ bị ẩn dưới dạng cài đặt nâng cao và
được đặt ở giá trị mặc định.
Chức năng giao tiếp
•

•

•

OPC:
Trong kỷ nguyên của UNIX, người ta đã báo cáo rằng Ethernet và
giao thức TCP / IP đã tiêu chuẩn hóa giao tiếp giám sát. Tuy nhiên,
do giao diện cho lớp ứng dụng chưa được chuẩn hóa nên các thơng số
kỹ thuật của giao tiếp giữa máy tính và DCS khác nhau giữa các nhà
cung cấp. OPC được sử dụng bởi CENTUM CS 3000 đang trở thành
một tiêu chuẩn thực tế trong ngành tự động hóa quy trình. Máy chủ
OPC trong hệ thống CENTUM CS 3000 cung cấp hầu như tất cả dữ
liệu bên trong hệ thống cho các máy tính giám sát. Yokogawa đang
điều chỉnh các ứng dụng phần mềm MES * 2 với công nghệ OPC.
ActiveX Controls:
ActiveX là công nghệ cho phép các thành phần phần mềm tương tác
với nhau trong môi trường mạng, bất kể ngôn ngữ mà các thành phần
được tạo ra. Điều khiển ActiveX là các thành phần phần mềm có thể
tái sử dụng kết hợp cơng nghệ ActiveX và có thể được sử dụng trong
các máy khác nhau, vì chúng là các đối tượng độc lập với máy. Do
đó, một cửa sổ được cấu hình bởi các điều khiển ActiveX có thể hoạt
động trên máy tính giám sát dựa trên UNIX cũng như trên HIS dựa


P a g e | 23

trên Windows NT. Nói cách khác, một cửa sổ như vậy có thể được
chia sẻ giữa HIS và các máy tính khác. HIS của CENTUM CS 3000
cho phép nhúng các điều khiển ActiveX vào cửa sổ đồ họa để thêm
chức năng chuyên biệt mà chỉ có thể có được bởi cái gọi là cửa sổ

máy tính trong các hệ thống CENTUM trước đó.
• Fieldbus:
Tính năng "cải tiến liền mạch" của FOUNDATION ™ Fieldbus đã
được thông qua, cho phép kết nối liền mạch các chức năng điều
khiển, thống nhất các chức năng vận hành và giám sát, tích hợp các
chức năng kỹ thuật cũng như nâng cao các chức năng để cải thiện khả
năng hoạt động và chức năng. Ngay cả khi các thiết bị Fieldbus được
trộn với các tín hiệu đầu vào / đầu ra tương tự thơng thường, hệ thống
có thể được xây dựng mà không cần chú ý đặc biệt đến các bus
trường. Chức năng quản lý thiết bị làm giảm thời gian lao động cần
thiết để bảo trì, do đó dẫn đến giảm tổng chi phí sở hữu (TCO).
• Giao tiếp PLC với mục đích chung:
Bằng cách cài đặt một card Ethernet mới được phát triển và chạy ứng
dụng C của người dùng bên trong FCS (PFCS) nhỏ gọn, dữ liệu có
thể được thu thập từ PLC của nhiều nhà cung cấp khác nhau.
Chức năng kiểm sốt hàng loạt
Kiểm sốt theo lơ cho đến gần đây mới được tiêu chuẩn hóa bởi vì các quy trình
theo lơ được áp dụng cho các lĩnh vực công nghiệp đa dạng, và bản thân các loại
sản phẩm được xử lý và quy trình rất phức tạp. Trong cuộc đấu tranh để tiêu
chuẩn hóa kiểm sốt theo lô, Hiệp hội Dụng cụ Hoa Kỳ (ISA) đã thành lập ISA /
SP88, và ban hành S88.01, các thông số kỹ thuật cho các mơ hình và thuật ngữ
theo lô, vào năm 1995. Các thông số kỹ thuật này đã được thông qua như một
tiêu chuẩn IEC vào năm 1997. Chúng tơi có đã phát triển CS Batch 3000 như
một gói phần mềm điều khiển hàng loạt cho CENTUM CS 3000 tuân thủ các
tiêu chuẩn IEC / ISA. Để sử dụng với CS Batch 3000, chúng tôi cũng đã chuẩn
bị các mẫu hàng loạt kết hợp chuyên môn sâu sắc của chúng tôi về các ứng dụng
hàng loạt, do đó cho phép khởi động hiệu quả và giảm chi phí của một hệ thống
định hướng kiểm sốt hàng loạt.
b)Mở kiến trúc
•

Thay thế Hệ thống CENTUM Hiện tại
Có thể sử dụng các đơn vị đầu vào / đầu ra hiện có của FCS và thay
thế bộ điều khiển bằng FCS của CENTUM CS 3000 trước khi tổng
chi phí vịng đời tăng lên đáng kể. Trong khi chạy các ứng dụng điều


P a g e | 24

•

•

khiển hiện có, giao tiếp với hệ thống thông tin cấp trên sẽ được bật và
người dùng sẽ có thể sử dụng các chức năng giám sát và vận hành
mới của CENTUM CS 3000.
Kết nối với Hệ thống An toàn Dụng cụ An toàn ProSafe Hệ thống
an toàn đã trở nên thiết yếu đối với mọi nhà máy ở Châu Âu, sẽ có thể
được kết nối liền mạch với CENTUM CS 3000.
Gói quản lý thơng tin
Exaquantum là gói phần mềm lấp đầy khoảng cách giữa hệ thống
điều khiển và MES. Công nghệ OPC được sử dụng để truy cập dữ
liệu quy trình. Exaquantum sẽ cho phép tích hợp tồn diện hơn
CENTUM CS 3000 với các hệ thống thông tin cấp cao hơn.


P a g e | 25

Tài liệu tham khảo
/> />IIQBbaWYO0b8V9g

TS. Hoàng Minh Sơn, Hệ thống điều khiển phân tán (2003), Nhà xuất bản Bách Khoa.