分散制御システムは最も人気があり、制御の信頼性とパフォーマンスを向上させるために冗長性と診断機能を備えて特別に設計されています。分散型ディスクリートフィールドデバイスとそのオペレーティングステーションをより柔軟に制御できます

革命技術のこの時代では、産業オートメーションシステム高度な自動化制御テクノロジーを扱い、複雑なプロセスの制御パフォーマンスを向上させます。

分散制御システム

製造コストを最小限に抑えながら信頼性、生産性、品質を向上させるには、プロセス制御業界は、高度な分散制御機能を備えた統合コントローラーによって推進される必要があります。

分散制御システムとは

分散制御システムは、産業プロセスにおける複雑で大規模な地理的に分散したアプリケーションを制御するために使用される、特別に設計された制御システムです。この場合、コントローラーはプラントエリア全体に分散されます。

これらの分散型コントローラは、図に示すように、高速通信ネットワークを介してフィールドデバイスと動作中のPCの両方に接続されています。

センサーやアクチュエーターなどのディスクリートフィールドデバイスは、通信バスを介して入力および出力コントローラーモジュールに直接接続されます。これらのフィールドデバイスまたはスマート機器は、温度、圧力などの実際のパラメータと相互作用しながら、PLCまたは他のコントローラと通信することができます。

DCSアーキテクチャ

コントローラは、制御領域のさまざまなセクションに地理的に分散されており、別の高速通信バスを介して、データモニタリング、データロギング、アラーム、および制御の目的で使用される運用ステーションとエンジニアリングステーションに接続されています。

これらの通信プロトコルは、Foundation Filed Bus、HART、Profibus、Modbusなどのさまざまなタイプです。DCSは、ユーザーインターフェイスの複数のディスプレイに情報を提供します。

分散制御システムの4つの基本要素

分散制御システムは、オペレーターから指示を受けたプロセス制御アプリケーションのプロセスと継続的に対話します。また、オペレーターによる手動制御のために、可変設定点とバルブの開閉を容易にします。そのヒューマンマシンインターフェース（HMI）、フェースプレート、およびトレンド表示により、産業プロセスを効果的に監視できます。

DCSの要素

エンジニアリングPCまたはコントローラー

このコントローラーは、すべての分散処理コントローラーの監視コントローラーです。このコントローラーでは、制御アルゴリズムとさまざまなデバイスの構成が実行されます。処理PCとエンジニアリングPCの間のネットワーク通信は、シンプレックス構成または冗長構成で実装できます。

分散コントローラーまたはローカルコントロールユニット

フィールドデバイス（センサーとアクチュエーター）の近く、またはこれらのフィールドデバイスが通信リンクを介して接続されている特定の場所に配置できます。設定値やその他のパラメータなどのエンジニアリングステーションからの指示を受け取り、フィールドデバイスを直接制御します。

アナログおよびデジタルI / Oモジュールによるアナログおよびデジタル入力/出力の両方を検知および制御できます。これらのモジュールは、入力と出力の数に応じて拡張可能です。ディスクリートフィールドデバイスから情報を収集し、この情報を運用ステーションとエンジニアリングステーションに送信します。

上の図では、AC700FおよびAC800Fコントローラーは、フィールドデバイスとエンジニアリングステーション間の通信インターフェイスとして機能します。ほとんどの場合、これらはフィールド機器のローカルコントロールとして機能します。

オペレーティングステーションまたはHMI

これは、プラントパラメータ全体をグラフィカルに監視し、プラントデータベースシステムにデータを記録するために使用されます。さまざまなプロセスパラメータのトレンド表示により、効果的な表示と簡単な監視が可能になります。

これらのオペレーティングステーションは、パラメータのみを監視するために使用されるいくつかのオペレーティングステーション（PC）、トレンド表示のみのためのいくつか、データロギングのためのいくつか、およびアラーム要件など、さまざまなタイプです。これらは、制御機能を持つように構成することもできます。

通信メディアとプロトコル

通信メディアは、同軸ケーブル、銅線、光ファイバーケーブルなどのデータを送信するための伝送ケーブルで構成されており、ワイヤレスの場合もあります。通信プロトコル選択されるのは、このネットワークに接続するデバイスの数によって異なります。

たとえば、RS232は2つのデバイスのみをサポートし、Profibusは126のデバイスまたはノードをサポートします。これらのプロトコルには、イーサネット、DeviceNet、ファウンデーションファイルバス、Modbus、CANなどが含まれます。

ＤＣＳでは、２つ以上の通信プロトコルが、フィールド制御デバイスと分散コントローラの間などの２つ以上の領域間で使用され、別の１つは、分散コントローラと、運用およびエンジニアリングステーションなどの監視制御ステーションとの間で使用される。

“pllはどのように機能しますか ”

DCSの7つの重要な機能

•複雑なプロセスを処理するには：

ファクトリーオートメーション構造では、 PLC-プログラミングロジックコントローラ高速要件でプロセスパラメータを制御および監視するために使用されます。ただし、I / Oデバイスの数に制限があるため、PLCは複雑な構造を処理できません。

複雑なプロセスの処理

したがって、DCSは、専用コントローラーを備えたI / Oの数が多い複雑な制御アプリケーションに適しています。これらは、複数の製品の設計がバッチプロセス制御などの複数の手順で行われる製造プロセスで使用されます。

システムの冗長性：

システムの冗長性

DCSは、すべてのレベルの冗長機能によって必要なときにシステムの可用性を促進します。

計画されているかどうかにかかわらず、停止後に定常状態の操作を再開することは、他の自動化制御デバイスと比較していくらか優れています。

冗長性は、システムの動作中にいくつかの異常が発生した場合でもシステムの動作を継続的に維持することにより、システムの信頼性を高めます。

多くの事前定義された機能ブロック：

事前定義された機能ブロック

DCSは、大規模で複雑なシステムを処理するために、多くのアルゴリズム、より標準的なアプリケーションライブラリ、事前にテストおよび定義された関数を提供します。これにより、さまざまなアプリケーションを制御するためのプログラミングが簡単になり、プログラミングと制御にかかる時間が短縮されます。

強力なプログラミング言語：

ユーザーの関心に基づいてカスタムプログラミングを作成するために、ラダー、ファンクションブロック、シーケンシャルなど、より多くのプログラミング言語を提供します。

より洗練されたHMI：

に似ています SCADAシステム、DCSは、HMI（Human Machine Interface）を介して監視および制御することもできます。これは、さまざまなプロセスを充電するのに十分なデータをオペレーターに提供し、システムの心臓部として機能します。しかし、このタイプの産業用制御システム DCSは限られたエリアをカバーするのに対し、広い地理的エリアをカバーします。

洗練されたHMI

DCSは、プロセスプラント全体をPCウィンドウとして完全に制御室に運びます。 HMIのトレンド分析、ロギング、およびグラフィック表現により、効果的なユーザーインターフェイスが提供されます。 DCSの強力な警報システムは、オペレーターがプラントの状態により迅速に対応するのに役立ちます

スケーラブルなプラットフォーム：

DCSの構造は、通信システムにクライアントとサーバーを追加したり、分散コントローラーにI / Oモジュールを追加したりすることで、小規模から大規模のサーバーシステムまでのI / Oの数に基づいて拡張できます。

システムセキュリティ：

さまざまなプロセスを制御するためのアクセスは、プラントの安全性につながります。 DCS設計は、システム機能を処理して工場の自動化制御を改善するための完全に安全なシステムを提供します。セキュリティは、エンジニアレベル、起業家レベル、オペレーターレベルなどのさまざまなレベルでも提供されます。

分散制御システムの応用

DCSシステムは、マイクロコントローラーのネットワークを使用した負荷管理などの単純なアプリケーションに実装できます。

DCSの適用

ここで、入力はキーパッドからマイクロコントローラーに与えられ、マイクロコントローラーは他の2つのマイクロコントローラーと通信します。マイクロコントローラーの1つは、プロセスのステータスと負荷を表示するために使用され、もう1つのマイクロコントローラーはリレードライバーを制御します。次に、リレードライバがリレーを駆動して負荷を操作します。