O sistema de controle distribuído é o mais popular, especialmente projetado com redundância e recursos de diagnóstico para melhorar a confiabilidade e o desempenho do controle. Oferece maior flexibilidade para controlar dispositivos de campo discretos distribuídos e suas estações operacionais
Nesta era de revolução tecnológica, o sistema de automação industrial lida com tecnologias avançadas de controle de automação para ter melhor desempenho de controle sobre processos complexos.
Sistema de controle distribuído
Para aumentar a confiabilidade, produtividade e qualidade enquanto minimiza o custo de produção, as indústrias de controle de processo devem ser conduzidas por controladores integrados com alta capacidade de controle distribuído.
O que é um Sistema de Controle Distribuído
O Sistema de Controle Distribuído é um sistema de controle especialmente projetado usado para controlar aplicações complexas, grandes e geograficamente distribuídas em processos industriais. Nele, os controladores são distribuídos por toda a área da planta.
Esses controladores distribuídos são conectados a dispositivos de campo e PCs em operação por meio de redes de comunicação de alta velocidade, conforme mostrado na figura.
Dispositivos de campo discreto, como sensores e atuadores, são conectados diretamente aos módulos do controlador de entrada e saída por meio de um barramento de comunicação. Esses dispositivos de campo ou instrumentos inteligentes são capazes de se comunicar com PLCs ou outros controladores enquanto interagem com parâmetros do mundo real, como temperatura, pressão, etc.
Arquitetura DCS
Os controladores são distribuídos geograficamente em várias seções da área de controle e são conectados a estações operacionais e de engenharia que são usadas para monitoramento de dados, registro de dados, alarme e propósito de controle por meio de outro barramento de comunicação de alta velocidade.
Esses protocolos de comunicação são de diferentes tipos, como barramento de base, HART, Profibus, Modbus, etc. O DCS fornece informações para vários visores para a interface do usuário.
4 Elementos Básicos do Sistema de Controle Distribuído
O Sistema de Controle Distribuído interage continuamente com os processos nas aplicações de controle de processo, obtendo instruções do operador. Também facilita set points variáveis e abertura e fechamento de válvulas para controle manual pelo operador. Sua interface homem-máquina (IHM), placas frontais e display de tendências fornecem o monitoramento eficaz dos processos industriais.
Elementos do DCS
PC de engenharia ou controlador
Este controlador é o controlador supervisor de todos os controladores de processamento distribuído. Algoritmos de controle e configuração de vários dispositivos são executados neste controlador. A comunicação de rede entre o processamento e o PC de engenharia pode ser implementada por configurações simplex ou redundantes.
Controlador distribuído ou unidade de controle local
Ele pode ser colocado próximo a dispositivos de campo (sensores e atuadores) ou certos locais onde esses dispositivos de campo são conectados por meio do link de comunicação. Ele recebe as instruções da estação de engenharia como ponto de ajuste e outros parâmetros e controla diretamente os dispositivos de campo.
Ele pode detectar e controlar entradas / saídas analógicas e digitais por módulos de E / S analógica e digital. Esses módulos são extensíveis de acordo com o número de entradas e saídas. Ele coleta as informações de dispositivos de campo discretos e envia essas informações para as estações operacionais e de engenharia.
Na figura acima, os controladores AC 700F e AC 800F atuam como uma interface de comunicação entre os dispositivos de campo e as estações de engenharia. Na maioria dos casos, eles atuam como controle local para instrumentos de campo.
Estação operacional ou HMI
É usado para monitorar todos os parâmetros da planta graficamente e para registrar os dados nos sistemas de banco de dados da planta. A exibição de tendências de vários parâmetros de processo fornece exibição eficaz e monitoramento fácil.
Essas estações operacionais são de tipos diferentes, como algumas estações operacionais (PCs) usadas para monitorar apenas parâmetros, algumas apenas para exibição de tendências, algumas para registro de dados e requisitos de alarme. Eles também podem ser configurados para ter recursos de controle.
Meio de comunicação e protocolo
A mídia de comunicação consiste em cabos de transmissão para transmitir os dados, como cabos coaxiais, fios de cobre, cabos de fibra óptica e, às vezes, pode ser sem fio. Protocolos de comunicação selecionados dependem do número de dispositivos a serem conectados a esta rede.
Por exemplo, RS232 suporta apenas 2 dispositivos e Profibus para 126 dispositivos ou nós. Alguns desses protocolos incluem Ethernet, DeviceNet, o barramento de campo da fundação, Modbus, CAN, etc.
No DCS, dois ou mais protocolos de comunicação são usados entre duas ou mais áreas, como entre dispositivos de controle de campo e controladores distribuídos, e outro entre controladores distribuídos e estações de controle de supervisão, como estações operacionais e de engenharia.
7 características importantes do DCS
• Para lidar com processos complexos:
Na estrutura de automação da fábrica, Controlador lógico de programação PLC é usado para controlar e monitorar os parâmetros do processo em requisitos de alta velocidade. No entanto, devido à limitação de um número de dispositivos de E / S, os PLCs não podem lidar com estruturas complexas.
Lidando com processos complexos
Portanto, o DCS é preferido para aplicações de controle complexas com mais número de E / S com controladores dedicados. Eles são usados em processos de manufatura onde o projeto de vários produtos está em vários procedimentos, como controle de processo em lote.
Redundância do sistema:
Redundância do sistema
O DCS facilita a disponibilidade do sistema quando necessário por recursos redundantes em todos os níveis.
Retomar a operação de estado estacionário após quaisquer interrupções, planejadas ou não, é um pouco melhor em comparação com outros dispositivos de controle de automação.
A redundância aumenta a confiabilidade do sistema, mantendo a operação do sistema continuamente, mesmo em algumas anormalidades enquanto o sistema está em operação.
Muitos blocos de função predefinidos:
Bloco de função predefinido
O DCS oferece muitos algoritmos, mais bibliotecas de aplicativos padrão, funções pré-testadas e predefinidas para lidar com grandes sistemas complexos. Isso faz com que a programação para controlar vários aplicativos seja fácil e consuma menos tempo para programar e controlar.
Linguagens de programação poderosas:
Ele fornece um número maior de linguagens de programação, como escada, bloco de funções, sequencial, etc. para a criação de programação personalizada com base no interesse do usuário.
HMI mais sofisticado:
Semelhante ao Sistema SCADA , O DCS também pode monitorar e controlar por meio de IHMs (Interface Homem-Máquina), que fornece dados suficientes para o operador cobrar vários processos e atua como o coração do sistema. Mas este tipo de sistema de controle industrial abrange grandes áreas geográficas, enquanto o DCS cobre as áreas confinadas.
HMI sofisticado
O DCS leva completamente toda a planta de processo para a sala de controle como uma janela do PC. Tendências, registro e representação gráfica do HMI fornecem uma interface de usuário eficaz. O poderoso sistema de alarme de DCS ajuda os operadores a responder mais rapidamente às condições da planta
Plataforma escalável:
A estrutura do DCS pode ser escalonável com base no número de E / S de sistemas de servidor pequenos a grandes, adicionando mais clientes e servidores no sistema de comunicação e também adicionando mais módulos de E / S em controladores distribuídos.
Sistema de segurança:
O acesso para controlar vários processos leva à segurança da fábrica. O projeto DCS oferece um sistema seguro perfeito para lidar com as funções do sistema para melhor controle de automação da fábrica. A segurança também é fornecida em diferentes níveis, como nível de engenheiro, nível de empresário, nível de operador, etc.
Aplicação do Sistema de Controle Distribuído
O sistema DCS pode ser implementado em um aplicativo simples, como gerenciamento de carga usando uma rede de microcontroladores.
Aplicação de DCS
Aqui, a entrada é fornecida a partir de um teclado para um microcontrolador, que se comunica com os outros dois microcontroladores. Um dos microcontroladores é usado para exibir o status do processo, bem como as cargas, enquanto o outro microcontrolador controla o driver do relé. O driver do relé, por sua vez, conduz o relé para operar a carga.
Espero que você tenha entendido o conceito de sistema de controle distribuído e sua importância. Aqui está uma pergunta básica para você - Dê qualquer aplicação de um DCS que você conheça.
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Créditos fotográficos:
Sistema de Controle Distribuído (DCS) por furão
Arquitetura DCS por serviços de plantas
Elementos do DCS por automação
Estrutura do complexo industrial por congatec
Redundância do sistema por kepware
Bloco funcional predefinido por tracemode
Sophesticated HMI por Tradeindia
