Giáo trình Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) (Nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa Trình độ Cao đẳng)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.05 MB, 78 trang )
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ
GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS)
NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HĨA
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020
(Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép dùng
ngun bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) được dịch và biên soạn dành
cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường
Cao Đẳng Dầu Khí và thuộc mơn học cơ sở ngành. Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước
khi học mơn học này cần hồn thành mơn học Điều khiển quá trình.
Nội dung của giáo trình gồm 04 bài:
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán.
Bài 2: Các thành phần của hệ thống điều khiển phân tán
Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán (DCS)
Bài 4: Vận hành DCS
Tác giả chân thành gửi lời cám ơn đến các đồng nghiệp khoa Điện – Tự Động
Hóa đã giúp tác giả hồn thiện giáo trình này.
Tuy đã nỗ lực nhiều, nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót, rất mong nhận
được những ý kiến đóng góp để lần ban hành tiếp theo được hoàn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: ThS. Phan Đúng
2. ThS. Đỗ Mạnh Tuân
3. Ths. Nguyễn Xuân Thịnh
MỤC LỤC
1.
BÀI 1: CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN .............................1
1.1
Điều khiển phân tán ...........................................................................................2
1.2
Lịch sử phát triển hệ thống điều khiển phân tán (DCS) ....................................4
1.3
So sánh điều khiển phân tán (DCS) với các hệ thống điều khiển khác .............5
1.3.1 DCS so với PLC ...........................................................................................6
1.3.2 DCS so với SCADA .....................................................................................6
1.3.3 Các hệ thống thiết bị an toàn ........................................................................7
2.
BÀI 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN ....10
2.1
Cấu trúc phần cứng ..........................................................................................11
2.1.1 Các thiết bị hiện trường ..............................................................................11
2.1.2 Các bộ điều khiển .......................................................................................12
2.1.3 Bộ điều khiển I/O .......................................................................................14
2.1.4 Các ứng dụng của bộ điều khiển ................................................................14
2.1.5 Dư dự phòng ...............................................................................................15
2.2
Máy chủ và máy trạm ......................................................................................17
2.2.1 Chức năng của máy chủ..............................................................................17
2.2.2 Máy chủ phần mềm ....................................................................................19
2.2.3 Máy chủ cơ sở dữ liệu ................................................................................20
2.2.4 Các máy chủ khác .......................................................................................21
2.2.5 Chức năng của máy trạm ............................................................................21
2.2.6 Trạm kỹ thuật (EW)....................................................................................22
2.2.7 Các trạm vận hành (OW) ............................................................................22
2.2.8 Các hệ điều hành máy chủ và máy trạm .....................................................22
2.3
Mạng truyền thông trong DCS .......................................................................23
2.3.1 Kết nối mạng cơ bản ...................................................................................24
2.3.2 Fieldbus ......................................................................................................25
2.3.3 Modbus .......................................................................................................26
2.3.4 Profibus .......................................................................................................27
2.3.5 Foundation Fieldbus ...................................................................................28
2.3.6 Các mạng mức cao hơn ..............................................................................28
2.3.7 Các mạng Ethernet .....................................................................................29
2.3.8 Ethernet công nghiệp ..................................................................................31
2.4
Giao diện người - máy ....................................................................................32
2.4.1 Đồ họa của trạm vận hành ..........................................................................33
2.4.2 Đồ họa quá trình .........................................................................................33
2.4.3 Đồ họa điều khiển tương tự ........................................................................34
2.4.4 Các đồ họa điều khiển rời rạc .....................................................................35
2.4.5 Các màn hình thơng tin và sự định hướng..................................................36
2.4.6 Hệ thống báo động......................................................................................36
2.4.7 Các hiển thị điểm chi tiết ............................................................................38
2.4.8 Các đồ thị xu hướng ...................................................................................39
2.4.9 Các đồ thị xu hướng lịch sử ........................................................................40
3.
BÀI 3: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS) .............42
3.1
Tầm quan trọng của bảo dưỡng .......................................................................43
3.1.1 Lập biểu bảo dưỡng phòng ngừa ................................................................43
3.1.2 Lập hồ sơ lịch sử.........................................................................................44
3.1.3 Bảo dưỡng ..................................................................................................45
3.2
Hiệu chuẩn và sửa chữa ...................................................................................45
3.2.1 Hiệu chuẩn .................................................................................................45
3.2.2 Sửa chữa .....................................................................................................45
3.2.3 Xử lý sự cố DCS ........................................................................................46
3.2.4 Các lỗi của thiết bị hiện trường ..................................................................47
3.2.5 Các lỗi bộ phận DCS ..................................................................................48
3.2.6
Các lỗi nguồn điện .....................................................................................48
3.2.7
Các lỗi bộ điều khiển .................................................................................49
3.2.8
Các lỗi mạng ..............................................................................................49
3.3
Có được chuyên môn .......................................................................................50
3.3.1 Kiến thức thiết bị ........................................................................................50
3.3.2 Các kỹ năng sử dụng dụng cụ sửa chữa .....................................................51
3.4
An ninh DCS ....................................................................................................51
3.4.1 Kiểm sốt truy cập .....................................................................................51
3.4.2 Tấn cơng từ bên ngồi ................................................................................52
3.4.3 Tấn công từ bên trong .................................................................................53
4.
BÀI 4: VẬN HÀNH DCS .....................................................................................55
4.1
Tìm hiểu q trình điều khiển dịng .................................................................56
4.2
Vận hành điều khiển lưu lượng bằng tay (MAN MODE) ...............................57
4.2.1 Xác định lưu lượng chảy qua đường ống tại vị trí mở van điều khiển.......57
4.2.2 Ổn định lưu lượng ở chế độ điều khiển bằng tay (MAN MODE) .............59
5.
4.3
Vận hành điều khiển lưu lượng ở chế độ tự động (AUT) .............................60
4.4
Các lỗi thường gặp và cách khắc phục ...........................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................64
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1-1 Một hệ DCS tiêu biểu chỉ ra các bộ phận chính và các mức tạo thành cấu trúc
tầng bậc ............................................................................................................................3
Hình 1-2 Các trạm vận hành trong phịng điều khiển .....................................................5
Hình 1-3 PLC sử dụng cho điều khiển máy ....................................................................7
Hình 1-4 Mơ hình một trạm SCADA ..............................................................................7
Hình 2-1 Bộ điều khiển và mơ đun I/O .........................................................................12
Hình 2-2 Kênh điều khiển quá trình cơ bản của DCS ...................................................13
Hình 2-3 Bản vẽ logic số ...............................................................................................16
Hình 2-4 Bản vẽ logic tương tự .....................................................................................17
Hình 2-5 Dãy RAID cải thiện độ tin cậy và hiệu quả của máy chủ ..............................18
Hình 2-6 Trạm vận hành DCS .......................................................................................23
Hình 2-7 Trạm vận hành DCS và màn hình tiêu biểu ...................................................23
Hình 2-8 Mẫu OSI cho mạng ........................................................................................24
Hình 2-9 DCS sử dụng cả Fieldbus, Modbus và Profibus ............................................27
Hình 2-10 Mạng fieldbus Foudation .............................................................................28
Hình 2-11 Cáp mạng sợi quang .....................................................................................29
Hình 2-12 Hộp chuyển đổi Ethernet ..............................................................................30
Hình 2-13 Một điểm truy cập khơng dây ......................................................................31
Hình 2-14 Các đầu nối Ethernet cơng nghiệp ...............................................................31
Hình 2-15 Đồ họa q trình trạm vận hành ...................................................................34
Hình 2-16 Đồ họa điều khiển tương tự ..........................................................................35
Hình 2-17 Màn hình báo động.......................................................................................37
Hình 2-18 Màn hình điểm chi tiết .................................................................................39
Hình 2-19 Hiển thị đồ thị xu hướng ..............................................................................40
Hình 3-1 Mạng cơng ty có thể cực kỳ phức tạp ............................................................50
Hình 3-2 Kiểm sốt truy cập vật lý là bước đầu tiên của an ninh mạng .......................52
Hình 4-1 Sơ đồ P&ID điều khiển hệ thống lưu lượng ..................................................56
Hình 4-2 Sơ đồ vận chuyển dịng cơng nghệ trên hệ thống ống dẫn.............................57
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2-1 Một số mô-đun I/O ........................................................................................15
Bảng 4-1 Giá trị biến quá trình (lưu lượng) tương ứng với độ mở van khác nhau .......58
Bảng 4-2 Giá trị % độ mở van khi ổn định PV tại các điểm khảo sát khác nhau .........60
Bảng 4-3 Bảng kết quả điều khiển ở chế độ tự động ....................................................61
Bảng 4-4 Các lỗi thường gặp và cách khắc phục ..........................................................62
GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS)
1. Tên mô-đun: Hệ thống điều khiển phân tán (DCS)
2. Mã mô-đun: TĐH19MĐ17
Thời gian thực hiện mô-đun: 60 giờ; (Lý thuyết: 28 giờ; Thực hành: 29 giờ; Kiểm tra: 03
giờ).
Số tín chỉ: 03
3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ-đun:
3.1 Vị trí: Là mơn học chun ngành của chương trình đào tạo. Mơn học này được dạy
sau khi học sinh đã học xong các môn học thiết bị đo lường và cơ sở điều khiển quá trình.
3.2 Tính chất: Mơn học này trang bị những kiến thức cơ bản về một hệ thống DCS bao
gồm cấu trúc phần cứng, phần mềm, các chức năng vận hành và bảo dưỡng hệ thống. Môn
học này phải học trước hoặc song song với với mô đun điều khiển quá trình nâng cao.
3.3 Ý nghĩa và vai trị của mơ-đun: là mơn học khoa học mang tính thực tế và ứng dụng
thực tiễn dành cho đối tượng là người học chun ngành đo lường tự động hóa
(Instrumentation). Mơ-đun này đã được đưa vào giảng dạy tại trường Cao Đẳng Dầu Khí
từ năm 2018 đến nay. Nội dung chủ yếu của mô-đun này nhằm cung cấp các kiến thức và
kỹ năng thuộc lĩnh vực đo lường tự động hóa: (1) Trình bày về cấu trúc cơ bản của một hệ
thống điều khiển phân tán; (2) Các thành phần cấu thành nên một hệ thống điều khiển phân
tán và chức năng của từng thành phần; (3) Các công việc cần thực hiện khi tiến hành bão
dưỡng một hệ thống điều khiển phân tán; (4) Thực hành với các nút lệnh, các lệnh cơ bản
trong tập lệnh trên hệ thống mơ hình điều khiển phân tán.
4. Mục tiêu mơ-đun:
-
Về kiến thức:
+ A1. Trình bày được định nghĩa về DCS, mô tả được lịch sử phát triển của DCS và
sự khác biệt giữa DCS và các hệ thống điều khiển khác;
+ A2. Xác định được các thành phần cơ bản của DCS;
+ A3. Mô tả được các công việc chung khi thực hiện việc bảo dưỡng DCS;
-
Về kỹ năng:
+ B1. Sử dụng thuần thục các phím chức năng trên bàn phím chuyên dụng của DCS
Yokogawa;
+ B2. Gọi được các lệnh điều khiển cơ bản trong DCS (sử dụng Centum VP –
Yokogawa);
+
-
Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ C1. Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc;
+ C2. Tuân thủ các quy tắc an toàn khi vào một nhà máy, xưởng thực tập;
+ C3. Có ý thức bảo quản thiết bị, vệ sinh an toàn lao động và kỷ luật cao trong vận
hành thiết bị.
5. Chương trình mơ-đun:
5.1. Chương trình khung:
Thời gian học tập (giờ)
Trong đó
Thực
Kiểm
hành/
tra
thực tập/
Lý
thuyết thí nghiệm/
bài tập/
LT TH
thảo luận
Tên mơn học, mơ đun
Số
tín
chỉ
Tổng
số
Các mơn học chung/đại
cương
21
435
157
255
15
MHCB19MH02 Giáo dục chính trị
4
75
41
29
5
MHCB19MH04 Pháp luật
2
30
18
10
2
MHCB19MH06 Giáo dục thể chất
2
60
5
51
4
75
36
35
3
75
15
58
6
120
42
72
6
76
1755
613
1069
43
30
16
2
2
3
3
3
3
300
30
45
60
60
45
60
152
26
14
28
28
28
28
132
2
29
29
29
14
29
12
2
1
2
2
3
2
4
60
1455
461
937
31
26
3
5
3
60
90
45
28
56
42
29
29
0
2
4
3
1
1
Mã
MH/MĐ/HP
I
MHCB19MH08
Giáo dục quốc phòng và
An ninh
MHCB19MH10 Tin học
TA19MH02
Tiếng Anh
Các môn học, mô đun
chuyên môn ngành, nghề
II.1
Môn học, mô đun cơ sở
ATMT19MH01 An toàn vệ sinh lao động
TĐH19MH01 An toàn Tự động hóa
KTĐ19MĐ05 Điện kỹ thuật 1
TĐH19MĐ02 Điện tử cơ bản
KTĐ19MĐ13 Khí cụ điện
KTĐ19MĐ08 Đo lường điện
Mơn học, mơ đun chuyên
II.2
môn ngành, nghề
TĐH19MĐ04 Kỹ thuật số
TĐH19MH05 Thiết bị đo lường
TĐH19MH06 Bản vẽ thiết bị đo lường
II
8
4
2
2
2
1
1
1
1
Mã
MH/MĐ/HP
TĐH19MĐ07
TĐH19MĐ08
TĐH19MĐ09
TĐH19MĐ10
TĐH19MĐ12
TĐH19MĐ13
TĐH19MĐ15
TĐH19MĐ17
TĐH19MĐ18
TĐH19MĐ19
TĐH19MH20
TĐH19MH21
TĐH19MH22
Tên môn học, mô đun
Hiệu chuẩn thiết bị đo
lường
Lắp đặt hệ thống TĐH 1
Lắp đặt hệ thống TĐH 2
Cơ sở điều khiển quá trình
Đấu nối dây
Hệ thống điều khiển thủy
lực - khí nén
PLC
Hệ thống điều khiển
phân tán (DCS)
Điều khiển quá trình nâng
cao
Kiểm tra, chạy thử và xử lý
lỗi vịng điều khiển
Thiết bị phân tích và theo
dõi
Khóa luận tốt nghiệp
Thực tập sản xuất
Tổng số
Thời gian học tập (giờ)
Trong đó
Thực
Kiểm
hành/
tra
thực tập/
Lý
thuyết thí nghiệm/
bài tập/
LT TH
thảo luận
Số
tín
chỉ
Tổng
số
5
120
28
87
2
3
4
5
3
2
90
120
60
45
28
28
28
14
58
87
29
29
2
2
2
1
2
3
1
1
4
90
28
58
2
2
5
120
28
87
2
3
3
60
28
29
2
1
4
90
28
58
2
2
2
45
14
29
1
1
4
60
42
14
4
3
5
97
135
225
2190
27
14
770
105
209
1324
58
5.2. Chương trình chi tiết mơ-đun:
Thời gian (giờ)
Số
TT
1
2
Nội dung tổng quát
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển
phân tán
Bài 2: Các thành phần của hệ thống điều
khiển phân tán
Tổng
Lý
số
thuyết
03
03
12
11
Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập
Kiểm
tra
LT TH
1
3
2
38
Thời gian (giờ)
Số
TT
3
Nội dung tổng quát
Tổng
Lý
số
thuyết
Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển
phân tán (DCS)
15
Bài 4: Vận hành DCS
30
Cộng
60
Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập
14
Kiểm
tra
LT TH
1
29
28
29
1
2
6. Điều kiện thực hiện mơ-đun:
6.1. Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng:
-
Phịng học lý thuyết: đáp ứng phịng học chuẩn.
-
Phòng thực hành: phòng DCS.
6.2. Trang thiết bị máy móc:
-
Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn, bút viết bảng/phấn trắng và màu, giẻ lau
-
Các thiết bị, máy móc: Mơ hình thực hành DCS.
6.3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu:
-
Giáo trình, giáo án
-
Qui trình thực hành (nếu có)
-
Phiếu đánh giá thực hành
6.4. Các điều kiện khác:
7. Nội dung và phương pháp đánh giá
7.1. Nội dung:
-
Kiến thức: bài 1, bài 2 và bài 3.
-
Kỹ năng: bài 4
-
Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong cơng việc;
+ Tn thủ các quy tắc an tồn khi vào một nhà máy, xưởng thực tập;
+ Có ý thức bảo quản thiết bị, vệ sinh an toàn lao động và kỷ luật cao trong vận
7.2. Phương pháp đánh giá:
7.1 Kiểm tra thưởng xuyên:
-
Số lượng bài: 02.
1
-
Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện tại thời điểm
bất kỳ trong quá trình học thơng qua việc kiểm tra vấn đáp trong giờ học, kiểm tra
viết với thời gian làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực
hành, thực tập, chấm điểm bài tập.
7.2 Kiểm tra định kỳ:
-
Số lượng bài: 03, trong đó 02 bài lý thuyết và 01 bài thực hành.
-
Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện theo theo số
giờ kiểm tra được quy định trong chương trình mơn học có thể bằng hình thức kiểm
tra viết từ 45 đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực
tập. Giáo viên biên soạn đề kiểm tra lý thuyết kèm đáp án và đề kiểm tra thực hành
kèm biểu mẫu đánh giá thực hành theo đúng biểu mẫu qui định.
7.3 Thi kết thúc môn học: lý thuyết và thực hành.
-
Hình thức thi: Tích hợp trắc nghiệm và thực hành
-
Thời giant thi: 90÷120 phút.
-
Chuẩn đầu ra đáp ứng: A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2, C3.
Stt
Bài kiểm tra
Hình thức
kiểm tra
Nội dung
Chuẩn đầu
ra đánh giá
Thời gian
1. Bài kiểm tra Lý thuyết: tự Bài 1, bài 2
số 1
luận/trắc
nghiệm/báo
cáo
A1, A2
45÷60 phút
2. Bài kiểm tra Lý thuyết: tự Bài 2, bài 3
số 2
luận/trắc
nghiệm/báo
cáo
A2, A3
45÷60 phút
3. Bài kiểm tra Thực hành
số 3
B1, B2, C1, 60 phút
C2, C3
Bài 4
4. Thi kết thúc Lý thuyết + Bài 1, bài 2 và A1,
A2, 90÷120
mơ đun
thực hành
bài 3
A3, B1, B2, phút
C1, C2, C3.
8. Hướng dẫn thực hiện mơ-đun
8.1. Phạm vi áp dụng chương trình
-
Chương trình mô đun này được áp dụng cho nghề sửa chữa thiết bị tự động hóa, trình
độ cao đẳng.
8.2. Hướng dẫn một số điểm chính về phương pháp giảng dạy, học tập môn học:
-
Đối với giảng viên/giáo viên:
+ Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết hoặc tích hợp hoặc thực hành phù hợp với
từng chương/bài học với thời lượng theo giờ dạy hoặc theo buổi dạy.
+ Tổ chức giảng dạy: tập trung đối với giờ lý thuyết và chia ca đối với giờ thực hành
theo qui định.
-
Đối với người học:
+ Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được
cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện,
tài liệu...)
+ Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết
lý thuyết phải học lại mơn học mới được tham dự kì thi lần sau.
+ Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo
nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 6-8 người học sẽ được cung cấp chủ
đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm
về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân cơng để phát triển và
hồn thiện tốt nhất tồn bộ chủ đề thảo luận của nhóm.
+ Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ.
+ Tham dự thi kết thúc môn học.
+ Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học.
8.3. Những trọng tâm chương trình cần chú ý: Các bài có nội dung quan trọng như nhau.
9. Tài liệu cần tham khảo:
[1]. Tài liệu nước ngoài: NCCER, 2016, Instrumentation Level 4, third edition, published
by PEARSON.
1.
BÀI 1: CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN
GIỚI THIỆU BÀI 1:
Bài 1 là bài giới thiệu cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán: khái niệm, ứng dụng, lịch
sử hình thành hệ thống điều khiển phân tán và so sánh với các hệ thống điều khiển khác
hiện nay.
MỤC TIÊUCỦA BÀI 1 LÀ:
Về kiến thức:
Trình bày được được định nghĩa về DCS;
Mô tả được lịch sử phát triển của công nghệ DCS
So sánh được DCS với các hệ thống điều khiển khác;
Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc, đảm bảo vệ sinh công nghiệp;
Tuân thủ nghiêm túc các quy định về an toàn và bảo quản thiết bị khi sử dụng.
PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1
Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp,
dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá
nhân hoặc nhóm).
Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy
đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho
người dạy đúng thời gian quy định.
ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1
Phòng học chun mơn hóa/nhà xưởng: phịng DCS
Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo,
giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan, các loại trang thiết bị bảo hộ cá nhân: giày
cách điện, gang tay cách điện, sào cách điện, thang, nón bảo hộ
Các điều kiện khác: khơng có
KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1
Nội dung:
Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
Trang 1
Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
Phương pháp:
Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng hoặc kiểm tra viết
dưới 30 phút.)
Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: khơng có.
NỘI DUNG BÀI 1
Điều khiển phân tán
1.1
Từ phân tán là chìa khóa để hiểu DCS. Khơng giống như nhiều hệ thống điều khiển quá
khứ và ngày nay, DCS không tùy thuộc vào điều khiển từ vị trí tập trung, đơn lẻ. Thay
vào đó, có nhiều điểm điều khiển khác, với hầu hết nằm gần với các phần tử mà chúng
đang quản lý. Khái niệm ẩn sau DCS là điều khiển phân bố trong các lớp có mối quan
hệ thứ bậc với nhau. Bởi vì DCS khơng tùy thuộc vào điều khiển tập trung, đơn lẻ, tồn
bộ hệ thống khơng đi xuống nếu một điểm lỗi.
Tổng Quan DCS
Nói một cách rộng rãi, một hệ DCS bao gồm 5 bộ phận chính:
•
•
•
•
•
Các cảm biến và các bộ tác động.
Các bộ điều khiển
Các mạng hiện trường
Các mạng xây dựng
Các server, trạm làm việc và các trạm vận hành.
Hình 1.1 trình bày một hệ thống DCS tiêu biểu. Các cảm biến và các bộ tác động làm
việc ở cấp thấp nhất. Chúng giao diện trực tiếp với quá trình, cung cấp phản hồi về các
hoạt động của nó và và một phương tiện để kiểm sốt nó. Các bộ điều khiển tương tác
với các cảm biến và các bộ tác động, thực hiện các quyết định trên cơ sở của dữ liệu
cung cấp bởi các cảm biến. Nó điều khiển các bộ tác động để hiệu chỉnh quá trình.
Những hệ DCS lớn bao gồm nhiều các cảm biến, các bộ tác động và các bộ điều khiển.
Mỗi nhóm cung cấp một cụm điều khiển cục bộ.
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
Trang 2
Hình 1-1 Một hệ DCS tiêu biểu chỉ ra các bộ phận chính và các mức tạo thành cấu trúc
tầng bậc
Các mạng hiện trường liên kết các cảm biến, các bộ tác động và các bộ điều khiển với
nhau sử dụng hệ thống cáp đơn giản và giao thức truyền thơng thơng thường. Chúng
hợp lý hóa hệ thống dây điện và loại bỏ rất nhiều kết nối không cần thiết và phức tạp.
Một mơi trường nhà máy tiêu biểu có nhiều mạng lưới bus hiện trường khác nhau, mỗi
cái liên quan tới một vùng điều khiển cụ thể.
Nói chung, các bộ điều khiển được nối với mạng lưới xây dựng, mà tiêu biểu là một
dạng của mạng Ethernet, mạng quang học hoặc không dây (wi-fi). Mạng lưới này là
kênh tốc độ cao thống nhất tất cả các mảng mức cao tạo thành DCS. Các máy chủ và
các máy trạm, cũng như các trạm vận hành, cũng kết nối với mạng lưới xây dựng. Một
kết nối với mạng lưới được biết là một drop.
Các máy chủ và các máy trạm thường là các máy tính kiểu cá nhân, mặc dù các điện
thoại thông minh và các thiết bị bảng đang được dùng nhiều hơn như là máy trạm. Các
máy chủ chứa các kiểu dữ liệu riêng và các ứng dụng chủ liên quan tới hoạt động của
DCS. Các máy trạm cho phép nhân sự và các kỹ sư nhà máy tương tác với DCS theo
nhiều cách khác nhau, hoặc cho điều khiển q trình thơng thường hoặc cho lập trình và
cấu hình một bộ phận nào đó trong DCS.
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
Trang 3
Các trạm vận hành (OW) còn được gọi là các giao diện người – máy (HMI), cung cấp
phương tiện cho nhân sự nhà máy để theo dõi và điều khiển các bộ phận khác nhau của
quá trìn. Những trạm này có thể đặt trên sàn nhà máy gần q trình hoặc đặt trong các
văn phòng hoặc phòng điều khiển. Các OW thay đổi từ các bảng điều khiển đơn lẻ tới
các màn hiển thị đồ họa tinh tế với màn hình cảm ứng. Điện thoại thơng minh và các
máy tính bảng cũng có thể dùng làm OW trong một số hệ thống.
Bởi vì khơng có 2 hệ DCS nào là giống nhau, thơng tin trong mơ-đun này được khái
quất hóa. Mỗi một nhà sản xuất thiết lập một DCS khác nhau. Các nhà máy điển hình
có thể có một vài nhãn hiệu DCS khác nhau, liên quan chặt chẽ với các giải pháp bên
thứ 3 đặc biệt được thiết kế để cho phép chúng giao tiếp. Các DCS thường có tổ chức
trong đó chúng trưởng thành theo thời gian và thu được những chức năng, nhiệm vụ mới
mà không thể hình dung được khi hệ thống đầu tiên được đặt cùng nhau.
1.2
Lịch sử phát triển hệ thống điều khiển phân tán (DCS)
Các nhà máy cơng nghiệp ngày nay địi hỏi điều khiển số lượng rất lớn các thiết bị và
khả năng để chuyển tiếp rất nhiều dữ liệu trở lại các kỹ sư và nhân sự vận hành. Điều
này sẽ khơng thể thực hiện được nếu khơng có DCS. DCS hiện đại là một sự phát triển
của các hệ thống điều khiển trước đây (chủ yếu là điện tử, khí nén), có chức năng điều
khiển đa q trình và cung cấp dữ liệu cho người vận hành. Các hệ thống điều khiển
trước đây này nói chung được coi là các hệ thống điều khiển tương tự. Hệ thống tương
tự đã rất hiệu quả tại các quá trình nhà máy điều khiển. Cho tới những năm 1990, DCS
không trùng tốc độ của chúng trong một số ứng dụng.
DCS ban đầu đã dựa vào các máy tính nhỏ của những năm cuối 1960, được biết như các
máy tính cỡ trung. Trong khi nhỏ và khơng đắt đỏ so với các máy tính cỡ lớn của kỷ
nguyên, so với các máy tính ngày nay chúng là bất kỳ thứ gì nhưng nhỏ và khơng đắt
đỏ. Mỗi một máy tính cỡ trung điều khiển những phần riêng của quá trình và thu thập
dữ liệu có thể được phân tích bởi những hệ thống máy tính lớn hơn. Trun thơng giữa
các máy tính cỡ trung bị hạn chế, do đó các hệ thống ban đầu này đã chỉ được phân tán
tới cấp độ cơ sở.
Khi bộ vi xử lý được phát triển vào những năm 1970, các kỹ sư đã bắt đầu thực nghiệm
với việc sử dụng điều khiển số trong những phần địa phương hóa của các q trình cơng
nghiệp. Các bộ điều khiển số ban đầu này được kết nối bởi những mạng lưới đơn giản
tới các hệ thống máy tính lớn hơn xử lý dữ liệu và cung cấp các giao diện người dùng
cơ bản với quá trình. Các hệ thống đã phát triển tinh tế trong những năm 1980. Kết nối
mạng đã nhanh chóng trở thành quyền năng và hữu ích, máy tính cá nhân cũng vậy.
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
Trang 4
Trong một vài nơi, các PC nối mạng đã bắt đầu thay thế các máy tính lớn truyền thống,
bởi vì chúng đã hầu hết thống trị trong nhiều trường hợp.
Hình 1-2 Các trạm vận hành trong phòng điều khiển
Vào cuối những năm 1990, hầu hết các nhà sản xuất DCS đã khai thác vào hạ tầng IT
thương mại trưởng thành như nền tảng cho nhiều công nghệ. Các hệ điều hành Microsoft
và nhiều sản phẩm phần mềm khác đã cung cấp phần lớn chức năng của máy chủ và
máy trạm, thay thế các cơ sở dữ liệu và các hệ điều hành trước đây. Các mạng lưới mục
đích chung như ethernet và giao thức truyền thông như TCP/IP xử lý giao thông mạng
mức cao hơn. Với Internet đang trở lên phổ biến rộng rãi trong cộng đồng, các công ty
đang sử dụng nó như một phương tiện truyền thơng giữa các cơ sở vật chất xa.
Ngày nay các hệ thống DCS là tinh tế và đầy quyền năng. Các tiêu chuẩn công nghiệp
đang được thiết lập và phần mềm đang được phát triển. Kết nối mạng không dây, công
nghệ hiển thị chất lượng cao, các giao diện dựa trên web và các thiết bị điện tử xách tay
đã mở rộng rất nhiều về phía trạm vận hành của DCS. Và với tất cả các trang thiết bị
trực quan đang có trên mạng và nhân sự IT để quản lý chúng, việc có được kết nối khơng
cịn là một thách thức như trước kia nữa.
1.3
So sánh điều khiển phân tán (DCS) với các hệ thống điều khiển khác
Tại điểm này, bạn có thể đang tự hỏi DCS khác với các hệ thống tự động và điều khiển
thông minh như thế nào. Bạn có thể thấy rằng cơng nghệ DCS nghe giống như công
nghệ PLC. Cũng vậy, dựa vào kiến thức cơ bản của bạn, bạn có thể nghĩ rằng DCS giống
như hệ thống thu thập dữ liệu và điều khiển giám sát (SCADA). Do đó, sự khác biệt
giữa 3 kiểu hệ thống điều khiển này là gì? Hoặc có gì khác biệt không?
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
Trang 5
Cùng một lúc, sự khác biệt giữa 3 công nghệ đã rất lớn so với bây giờ. Về bản chất, mỗi
một công nghệ đã phát triển độc lập để đáp ứng nhu cầu cụ thể trong công nghiệp. Trong
khi chúng đã sử dụng các công cụ tương tự (các hệ thống máy tính, các bộ vi xử lý và
các mạng lưới), mỗi một hệ thống đã trưởng thành để phù hợp với những thách thức đặc
biệt của chúng theo các cách khác nhau.
1.3.1 DCS so với PLC
Công nghệ PLC đã phát triển để thay thế lô-gic dựa trên rơ-le đã dùng trong điều khiển
máy. Các PLC ban đầu không thêm bất kỳ tính năng mới nào – chúng chỉ loại bỏ rơ-le.
Một thứ mà các PLC trước đây không xử lý được là các tình huống điều khiển tương tự.
Các PLC đầu tiên chỉ có điều khiển rời rạc thơi, đó là cái mà lơ-gic rơ-le ngun gốc đã
làm. Sau đó, khi các bộ vi xử lý trở nên quyền năng hơn, các nhà sản xuất bắt đầu chế
tạo các PLC có thể làm nhiều thứ hơn, chẳng hạn như giao tiếp với thông tin tương tự.
Các PLC đầu tiên là những thiết bị đơn độc, liên kết với các máy riêng lẻ thay vì tồn
bộ q trình. Các mạng lưới máy tính mục đích chung đã bắt đầu xuất hiện, các nhà sản
xuất PLC đã thêm khả năng kết nối mạng và các HMI tinh tế hơn. Ở một số cơ sở, các
mạng lưới của các PLC là chuẩn mực chứ không phải là ngoại lệ.
Ngày nay, gần như khơng có nhiều khác biệt giữa cơng nghệ DCS và PLC như trước
kia đã từng. Cả hai sử dụng nhiều công nghệ giống nhau, đặc biệt là về mạng hiện trường
và các mạng lưới. Sự khác biệt thực sự là nhiều hơn trong các lĩnh vực nhấn mạnh của
chúng. Các PLC cũng có thể là cơng nghệ độc lập, liên kết với chỉ một máy và không
kết nối với bất kỳ thứ nào nữa. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, các hệ thống điều
khiển sẽ có cả các phần tử PLC và DCS làm việc cùng nhau. Thật công bằng khi nói
rằng DCS và PLS đã hội tụ, với sự chồng chéo đáng kể.
1.3.2 DCS so với SCADA
SCADA là một hệ thống điều khiển dựa trên máy tính nữa đã bắt đầu nổi lên trong
những năm 1960. Giống như DCS ban đầu, SCADA đã sử dụng các máy tính cỡ trung
để tương tác với các cảm biến khác nhau. Các hệ thống SCADA không tập trung vào
điều khiển tự động, dựa trên phản hồi. Thay vào đó, các hệ thống SCADA thu thập dữ
liệu từ các cảm biến sử dụng các máy tính được tập trung hóa có tổ chức, được ghi nhật
ký và hiển thị dữ liệu. Đây là khía cạnh thu thập dữ liệu của hệ thống. Dữ liệu được thu
thập thường được đẩy lên các hệ thống IT cơng ty lớn mà dùng nó để chuẩn bị báo cáo
được thiết kế để giúp tạo điều kiện các quyết định mức thi hành.
Các hệ thống SCADA thường được sử dụng để liên kết các phương tiện xa, chẳng hạn
như điều khiển đường ống và các nhà máy điện. SCADA không nhấn mạnh vào điều
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
Trang 6
khiển tự động. Thay vào đó, nó cung cấp các HMI cho người dùng thực hiện các quyết
định điều khiển và các điều chỉnh dựa trên dữ liệu nó đã cung cấp .
Ngày nay, SCADA, PLC và DCS thường làm việc cùng nhau. Các PLC và DCS thực
hiện các chức năng điều khiển tự động, trong khi các hệ thống SCADA thường thu thập
và hiển thị các kết quả hoặc cho phép các quyết định điều chỉnh quá trình mức cao được
thực hiện bởi người vận hành. Trong cơ sở lớn, bạn có thể gặp cả ba hệ thống thực hiện
các nhiệm vụ khác nhau trong một hệ thống khổng lồ. Nhiều công nghệ giống nhau;
những khác biệt nằm trong khía cạnh được nhấn mạnh.
Hình 1-3 PLC sử dụng cho điều khiển máy
Hình 1-4 Mơ hình một trạm SCADA
Thực hiện hệ thống quản lý OH&S phù hợp với tài liệu này cho phép tổ chức quản lý
các rủi ro về OH&S và cải tiến kết quả hoạt động OH&S có thể hỗ trợ tổ chức hoàn
thành các yêu cầu pháp lý và các yêu cầu khác.
1.3.3 Các hệ thống thiết bị an toàn
Các hệ thống thiết bị an toàn (SIS) là một hệ thống song song, đơi khi được tìm thấy bên
cạnh bất kì hệ thống điều khiển cơng nghiệp nào đã thảo luận. Một SIS tồn tại cho mục
đích an tồn trong những tình huống nơi mà thiếu an tồn có thể là thảm họa.
Trong nhiều q trình cơng nghiệp, một hệ thống điều khiển lỗi có thể dẫn tới sản phẩm
xấu hoặc tổn thất doanh thu, nhưng các kết quả vẫn chưa thực sự nguy hiểm. Tuy nhiên,
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
Trang 7
có một số q trình cơng nghiệp, được biết như các q trình tới hạn, mà hầu như khơng
có lề cho lỗi. Một hệ thống điều khiển trục trặc có thể dẫn tới cháy, nổ, phản ứng hóa
học nguy hiểm hoặc sự cố ơ nhiễm. Đối với các q trình kiểu này, một lớp tăng cường
về an toàn là cần thiết. SIS đáp ứng nhu cầu này.
SIS là một hệ thống điều khiển độc lập, làm việc song song cùng các hệ thống điều khiển
khác. Mục đích đơn độc của nó là để đăm bảo q trình khơng bao giờ gặp nguy hiểm.
Khi một lỗi xảy ra, SIS đảm bảo rằng q trình sẽ đi vào trạng thái an tồn dự phịng.
Nó cũng làm việc để đảm bảo rằng các trạng thái nguy hiểm khơng phát triển trong chỗ
đầu tiên.
Ví dụ, một hệ thống quản lý đầu đốt (BMS) đảm bảo rằng độ an toàn của các đầu đốt
gia nhiệt cho các nồi hơi. BMS theo dõi sự cháy, chuyển giao nhiên liệu và khơng khí
và hiệu quả làm việc của đầu đốt. Khi trạng thái khơng an tồn gia tăng, nó làm dừng
hoạt động mọi thứ trong một hình thái thích hợp. Mã nguy hiểm hệ thống đốt và nồi hơi
2015 NFPA 85 xác định các luật lệ cho một BMS. Như với tất cả các phần tử SIS, một
BMS tách biệt khỏi các phần khác của DCS, do đó một lỗi trong hệ thống điều khiển
chính sẽ khơng lam nguy cho độ an toàn của hệ thống. Hệ thống Triconex® của hãng
Schneider ElectricTM là một ví dụ về họ SIS của các bộ phận có bao gồm các tính năng
BMS.
Các cơ quan tiêu chuẩn khác nhau xác định các thông số của một SIS. IEC 61511 và
IEC 61508 là hai ví dụ kết nối với cơng nghiệp q trình. IEC có các tiêu chuẩn tương
tự cho các ngành công nghiệp khác, chẳng hạn như công nghiệp điện hạt nhân.
TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 1:
1.1 Điều khiển phân tán
1.2 Lịch sử phát triển hệ thống điều khiển phân tán (DCS)
1.3 So sánh hệ thống điều khiển phân tán (DCS) với các hệ thống điều khiển khác
CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 1:
Câu 1: Một DCS hiện đại cung cấp điều Câu 2: Các cảm biến, các bộ tác động và
khiển trên một q trình rộng thơng qua sử các bộ điều khiển truyền thông sử dụng
____.
dụng ____.
a.
b.
c.
d.
Một bộ điều khiển tập trung hóa.
Nhiều bộ phận được kết nối
Một bộ điều khiển xa trên Internet.
Một vài máy tính cỡ trung
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
a.
b.
c.
d.
Internet
Mạng lưới xây dựng
Các máy tính cá nhân
Mạng lưới bus hiện trường
Trang 8
Câu 3: Phát minh kỷ nguyên 1970 khiến Câu 4: Công nghệ nào nhấn mạnh vào thu
thập dữ liệu và hiển thị với mục đích giúp
DCS hiện đại có thể là _____.
con người thực hiện các quyết định điều
a. Công nghệ máy chủ
khiển?
b. Máy tính cỡ trung
c. Bus hiện trường
d. Bộ vi xử lý
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán
a.
b.
c.
d.
DCS
PLC
SCADA
HMI
Trang 9
2.
BÀI 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN
TÁN
GIỚI THIỆU BÀI 2:
Bài 2 giới thiệu thành phần của một hệ thống điều khiển phân tán và chức năng của từng
thành phần, ngồi ra bài 2 cịn giới thiệu về các chuẩn truyền thông được sử dụng trong
hệ thống điều khiển phân tán.
MỤC TIÊUCỦA BÀI 2 LÀ:
Về kiến thức:
Mô tả được cấu trúc phần cứng của một hệ thống DCS;
Mô tả được các máy chủ (servers) và các trạm làm việc của hệ thống DCS;
Mô tả được trường số (fieldbus), các loại mạng làm việc và mạng truyền thông được sử
dụng trong hệ thống DCS;
Mô tả được giao diện người – máy (HMI) trong hệ thống DCS;
Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
Tuân thủ các chỉ dẫn an toàn của người hướng dẫn và thực hiện vệ sinh lao động.
PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 2
Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp,
dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 2 (cá
nhân hoặc nhóm).
Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 2) trước buổi học; hoàn thành đầy
đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 2 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho
người dạy đúng thời gian quy định.
ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 2
Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: phịng (DCS)
Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác
Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo,
giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan, các loại trang thiết bị bảo hộ cá nhân: giày
cách điện, gang tay cách điện, sào cách điện, thang, nón bảo hộ, thẻ cảnh báo, băng
barrier.
Các điều kiện khác: khơng có
KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 2
Bài 2: Các thành phần của hệ thống điều khiển phân tán
Trang 10
Nội dung:
Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập.
Phương pháp:
Điểm kiểm tra thường xuyên: 0 điểm kiểm tra
Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: 01 bài lý thuyết.
NỘI DUNG BÀI 2:
Phần trước đã mô tả DCS và giải thích DCS khác với các hệ thống điều khiển hiện đại
khác như thế nào. Một tổng quan cơ bản về các bộ phận cấu thành DCS đã được cung
cấp. Phần này mơ tả các bộ phận đó chi tiết hơn. Bởi vì tồn bộ triết lý của điều khiển
phân tán nằm trong việc ủy quyền điều khiển tới nhiều thiết bị nhỏ hơn, sẽ là rất quan
trọng để hiểu các bộ phận khác tương tác với nhau như thế nào. Cũng sẽ là rất quan
trọng để hiểu toàn bộ sơ đồ thứ bậc hệ thống, các nhà giám sát, quản lý và điều hành.
2.1
Cấu trúc phần cứng
Ở mức cơ bản nhất, một DCS bao gồm nhiều bộ phận khác nhau của phần cứng làm
việc cùng nhau để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh. Nhiều bộ phận này đã quen thuộc;
chúng có thể được thấy ngay cả trong các mơi trường phi DCS. Phần này giải thích cách
mà các bộ phận phần cứng làm việc cùng nhau để tạo ra điều khiển phân tán.
2.1.1 Các thiết bị hiện trường
Các thiết bị hiện trường bao gồm các cảm biến theo dõi nhiệt độ, áp suất, mức và dòng.
Nhiều cảm biến lạ đo thành phần hóa học hay phát hiện khí. Các cảm biến thường được
nối với các bộ chuyển phát (transmitter) có chứa các bộ chuyển đổi, các bộ điều hóa tín
hiệu và các bộ khuếch đại để chuẩn bị tín hiệu trước khi truyền đi. Bộ tác động thiết bị
hiện trường bao gồm các rơ-le và các phần tử bán dẫn điều khiển bơm, phần tử gia nhiệt,
van, động cơ điện và các bộ tác động định vị.
DCS tương tác với các thiết bị hiện trường truyền thống mà khơng có nhiều thiết bị
thơng minh. Nhưng trong mơi trường công nghiệp hiện đại, các thiết bị hiện trường
thông minh phổ biến hơn. Thuật ngữ này biểu thị thiết bị có bộ vi xử lý được nhúng để
Bài 2: Các thành phần của hệ thống điều khiển phân tán
Trang 11
