Trong ngành tự động hóa, chắc hẳn chúng ta từng nghe đến hệ thống DCS. Vậy hệ thống DCS là gì? Cấu trúc của hệ thống DCS bao gồm những thành phần nào? Hệ thống DCS có những loại nào? Và ưu, nhược điểm của hệ thống DCS là gì? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
Hệ thống DCS là gì? Hệ thống DCS (viết tắt của cụm từ tiếng Anh Distributed Control System) hay còn được gọi là hệ thống điều khiển phân tán. Đây là một hệ thống tự động hóa được sử dụng trong các quy trình công nghiệp để kiểm soát và giám sát các hoạt động sản xuất. Nó bao gồm một mạng phân tán của các thiết bị điều khiển và giám sát được kết nối với nhau thông qua một hệ thống liên kết. Nó cung cấp khả năng điều khiển, giám sát và tối ưu hóa quy trình, đồng thời cho phép khả năng mở rộng linh hoạt.
Cấu trúc của hệ thống DCS bao gồm các thành phần chính như sau:
- Trạm điều khiển cục bộ (local control station, LCS): Trạm điều khiển cục bộ đôi khi còn được gọi là các khối điều khiển cục bộ (local control unit, LCU) hoặc các trạm quá trình (process station, PS). Các trạm điều khiển cục bộ thuộc cấp điều khiển, là nơi thực hiện mọi chức năng điều khiển cho một công đoạn, chúng thường bao gồm các máy tính hoặc các giao diện HMI. Các trạm này thường được đặt trong phòng điều khiển hoặc phòng điện ở cạnh phòng điều khiển trung tâm hoặc rải rác gần khu vực hiện trường.
- Trạm vận hành (operator station, OS): Trạm vận hành được đặt tại phòng điều khiển trung tâm. Các trạm vận hành có thể hoạt động song song, độc lập với nhau. Để tiện cho việc vận hành hệ thống, người ta thường sắp xếp mỗi trạm vận hành tương ứng với một phân đoạn hoặc một phân xưởng.
- Trạm kỹ thuật (engineering station, ES): Trạm kỹ thuật là nơi cài đặt các công cụ phát triển, cho phép thiết lập cấu hình cho hệ thống, tạo và theo dõi các chương trình ứng dụng điều khiển và giao diện HMI, đặt cấu hình và tham số hóa các thiết bị ở ngoài hiện trường.
- Hệ thống truyền thông: Hệ thống truyền thông gồm bus trường (field bus) và bus hệ thống (system bus). Bus trường có chức năng ghép nối trạm điều khiển với các trạm vào/ ra phân tán và các thiết bị thông minh, còn bus hệ thống sẽ nối mạng các trạm điều khiển cục bộ với nhau và với các trạm vận hành, trạm kỹ thuật.
Ngoài các thành phần chính trên, 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,...
Hệ thống điều khiển phân tán DCS được phân loại thành 3 hệ chính bao gồm: hệ thống DCS truyền thống, hệ thống DCS trên nền PLC, hệ thống DCS trên nền PC. Cụ thể như sau:
Các hệ thống này sử dụng các bộ điều khiển quá trình theo cấu trúc riêng của từng nhà sản xuất. Các hệ thống cũ thường đóng kín, ít tuân theo các chuẩn giao tiếp công nghiệp, các bộ điều khiển được sử dụng cũng thường chỉ làm nhiệm vụ điều khiển quá trình, vì vậy phải sử dụng kết hợp các bộ điều khiển khả trình PLC.
Tham khảo các sản phẩm bộ điều khiển khả trình PLC hiện đang được phân phối ở Bảo An tại website baa.vn. Xem ngay hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Bộ điều khiển lập trình OMRON CP2E-E30DR-A tại đây.
Hầu hết các PLC hiện đại không chỉ thực hiện các phép tính logic đơn giản, mà chúng còn có khả năng làm việc với các tín hiệu tương tự và thực hiện các phép toán số học, các thuật toán điều khiển phản hồi. PLC được sử dụng trong các hệ điều khiển phân tán thường có cấu hình mạnh, hỗ trợ điều khiển trình tự cùng với các phương pháp lập trình hiện đại.
Giải pháp sử dụng máy tính cá nhân (PC) làm thiết bị điều khiển đã trở nên phổ biến. Nếu so sánh với các bộ điều khiển khả trình (PLC) và các bộ điều khiển hệ thống điều khiển phân tán DCS đặc biệt thì thế mạnh của DCS trên nền PC chính là khả năng mở, khả năng lập trình tự do, hiệu năng tính toán cao và đa chức năng, cũng như giá thành cạnh tranh.
Qua các phần trên, Bảo An đã giúp các bạn hiểu được về hệ thống DCS là gì? Cấu trúc của hệ thống DCS và một số loại DCS phổ biến. Vậy hệ thống DCS có những ưu, nhược điểm gì? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong phần dưới đây.
Hệ thống DCS (Distributed Control System) có nhiều ưu điểm quan trọng, một số ưu điểm của DCS có thể kể đến như:
- Tính linh hoạt: Hệ thống DCS cho phép quản lý và điều khiển các quy trình sản xuất một cách linh hoạt. Nó có thể được tùy chỉnh và cấu hình để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng sản xuất. Điều này cho phép nhanh chóng thay đổi, mở rộng và tùy chỉnh hệ thống theo nhu cầu.
- Tính mở rộng: Hệ thống DCS có khả năng mở rộng để phục vụ các quy trình sản xuất lớn và phức tạp. Các thành phần của hệ thống, chẳng hạn như trạm điều khiển và điều khiển phân tán, có thể được phân phối và mở rộng trên nhiều vị trí vật lý trong quy trình sản xuất.
- Hiệu suất cao: Hệ thống DCS được thiết kế để cung cấp hiệu suất cao và đáng tin cậy trong quá trình điều khiển và giám sát. Nó có khả năng xử lý số lượng lớn các tín hiệu và dữ liệu từ các thiết bị đo lường và điều khiển.
- Tính tương thích: Hệ thống DCS có khả năng tích hợp và tương thích với các thiết bị và hệ thống khác nhau. Điều này cho phép kết nối và giao tiếp dễ dàng với các thiết bị đo lường, thiết bị điều khiển và hệ thống khác trong quy trình sản xuất.
- Giám sát và điều khiển từ xa: Hệ thống DCS cho phép giám sát và điều khiển quá trình sản xuất từ xa thông qua kết nối mạng. Người điều hành có thể truy cập vào hệ thống từ xa và kiểm soát quy trình một cách thuận tiện và an toàn.
- Quản lý dữ liệu: Hệ thống DCS có khả năng thu thập, lưu trữ và quản lý dữ liệu liên quan đến quá trình sản xuất. Các dữ liệu này có thể được sử dụng để phân tích, theo dõi và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Bên cạnh những ưu điểm của hệ thống DCS có nhiều lợi ích trong điều khiển và giám sát quá trình công nghiệp. Tuy nhiên hệ thống DCS còn có 1 số nhược điểm như sau:
- Chi phí ban đầu cao
- Phức tạp trong khi vận hành và bảo trì: Việc cấu hình DCS đòi hỏi phải có trình độ chuyên môn cao. Nếu không được bảo trì đúng cách, hệ thống DCS có thể gây sự cố không mong muốn trong quá trình sản xuất
Tổng quan, hệ thống DCS cung cấp một giải pháp mạnh mẽ và linh hoạt cho việc điều khiển và giám sát các quy trình sản xuất. Nó tăng cường hiệu suất, tin cậy và khả năng mở rộng của hệ thống, đồng thời cung cấp tính linh hoạt và tương thích để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Tuy nhiên, DCS còn có 1 số nhược điểm cần chú ý đến như: chi phí cao, phức tạp trong bảo trì và những rủi ro về an ninh mạng.
Kết luận: Qua bài viết trên, Bảo An đã giúp các bạn hiểu được về hệ thống DCS là gì? Cấu trúc của hệ thống DCS cũng như một số hệ DCS được sử dụng phổ biến và ưu nhược điểm của hệ thống DCS trong quá trình giám sát công nghiệp. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho công việc của bạn.
