Kiến trúc DCS trong hệ thống điều khiển phân tán.pdf

© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 1Chương 1
Hệ thống
₫iềukhiểnphân tán
8/27/2005
Chương 4: Ki
ếntrúcDCS
2
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
Chương 4: KiếntrúcDCS
4.1 Giớithiệu chung
Phạmvi ứng dụng
4.2 Cấuhìnhcơ bảncủacáchệ DCS
Giớithiệu các thành phầnchính
Các ví dụ sảnphẩmminhhọa
4.3 Các điểmmấuchốt trong kiếntrúcDCS
4.4 So sánh kiến trúc PLC/HIM với DCS
3
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
4.1 Giớithiệuchung về DCS
 DCS = Distributed Control System
–Tiến hóa từ giải pháp DDC, phân tán chứcnăng điềukhiển
xuống nhiềubộđiềukhiểnnốimạng
–Hệđiều khiển tích hợp trọn vẹn
của một nhà sản xuất (tích
hợpvề phầncứng, phầnmềmvàchứcnăng)
 Hệ DCS đầu tiên: TDC2000 của Honeywell (1975)

 Các sảnphẩmtiêubiểu:
– ABB: Advant OCS, IndustrialIT
– Emerson (Fisher-Rosemount): PROVOX, DeltaV
– Honeywell: PlantScape
– Invensys (Foxboro): I/A Series
– Siemens: Teleperm, PCS7
– Yokogawa: Centum CS1000/CS3000
4
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
Phạmvi ứng dụng củaDCS
 Chủ yếu trong công nghiệpchế biến:
–Hóachất, hóa dầu, thựcphẩm, mỹ phẩm, dượcphẩm
– Khai thác dầu khí, than
– Điệnnăng, xi măng, giấy
– Luyện kim, cán thép
– ...
 Ưu điểm:
– Tính tích hợpcao(phầnmềm, phầncứng, giao tiếp, chức
năng điềukhiểnvàgiámsát)
–Pháttriển ứng dụng trực quan, linh hoạt, đơngiản, gầngũi
với công nghệ
– Độ tin cậy cao nhờ khả năng độclậpcảnh giới, chẩn đoán lỗi
củacáctrạm, cấu trúc phân tán và cấuhìnhdự phòng
 Nhược điểm:
– Giá thành hệ thống tương đốicao
–Nhiềuhệ thống thể hiệntínhđóng kín
5
© 2004, HOÀNG MINH SƠN

Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
4.2 Cấuhìnhcơ bản một hệ DCS
PROCESS
System bus/
Control Network
LAN
Local Control
Unit (LCU)
OS
OS
ES
Operator
Station
Engineering
Station
Remote I/O
(RIO)
4-20mA
Fieldbus
Alarm
Printer
Report
Printer
6
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
Các thành phầnchính
 Khối điềukhiểncụcbộ (LCU), bộđiềukhiển: Chức

năng điềukhiểncơ sở và giám sát (chủ yếu cho các
biếntương tự), có thể cảđiềukhiểncaocấp
 Vào/ra từ xa (RIO), vào/ra phân tán
 Trạmvận hành: Chứcnăng giao diệnvận hành & giám
sát, quảnlýdữ liệu
 Trạmkỹ thuật: Phát triểnphầnmềm, cấuhìnhvàchẩn
đoán hệ thống
 Bus hệ thống (system bus, data highway), bus điều
khiển
 Tùy chọn: Các loạitrạmchủ, các máy tính điềukhiển
cao cấp, các loại bus trường, bus thiếtbị (Foundation
Fieldbus, DP, DeviceNet...)
7
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
Ví dụ: DeltaV (Fisher-Rosermount)
Engineering
Workstation
Operator
Workstation
Application
Server
Operator
Workstation
DeltaV
Controllers
Fast Ethernet
8
© 2004, HOÀNG MINH SƠN

Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
Ví dụ: PlantScape (Honeywell)
9
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
Ví dụ: Centum CS3000 (Yokogawa)
Remote
I/O Nodes
Local
I/O Nodes
HIS
EWS
Historian/
Performance
Plant Ethernet
FCS
Vnet
EWS: Engineering Workstation
HIS: Human Interface Station
10
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Kiến trúc DCS
© 2005 - HMS
Ví dụ: PCS7 (Siemens)