HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 3

CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT HỆ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN3.1 Cấu hình cơ bảnCấu hình cơ bản một hệ điều khiển phân tán được minh họa trên Hình 3-1, bao gồm các thành phần sau: • Các trạm điều khiển cục bộ (local control station, LCS), đôi khi còn được gọi là các khối điều khiển cục bộ (local control unit, LCU) hoặc các trạm quá trình (process station, PS).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
HỆ THỐNG ĐIỀU KHỂN PHÂN TÁN - CHƯƠNG 3 153 CÁC THÀNH PHẦN CỦA MỘT HỆ ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN3.1 Cấu hình cơ bản Cấu hình cơ bản một hệ điều khiển phân tán được minh họa trên Hình 3-1,bao gồm các thành phần sau: • Các trạm điều khiển cục bộ (local control station, LCS), 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 vận hành (operator station, OS) • Trạm kỹ thuật (engineering station, ES) và các công cụ phát triển • Hệ thống truyền thông (field bus, system bus). Máy tính PC phòng thí Factory LAN Operator Engineering Operator Station Station Station System bus Local Control Local Control Station Station Remote I/O Station PROCESS Hình 3-1: Cấu hình cơ bản một hệ ₫iều khiển phân tán Đây là cấu hình tối thiểu, các cấu hình cụ thể có thể chứa các thành phầnkhác như trạm vào/ra từ xa (remote I/O station), các bộ điều khiển chuyêndụng,...3.1.1 Trạm điều khiển cục bộ Thông thường, các trạm điều khiển cục bộ được xây dựng theo cấu trúcmodule. Các thành phần chính bao gồm: • Bộ cung cấp nguồn, thông thường có dự phòng • Khối xử lý trung tâm (CPU), có thể lựa chọn loại có dự phòng © 2005, Hoàng Minh Sơn 16 • Giao diện với bus hệ thống, thông thường cũng có dự phòng • Giao diện với bus trường nếu sử dụng cấu trúc vào/ra phân tán • Các module vào/ra số cũng như tương tự, đặc biệt là các module vào/ra an toàn cháy nổ Trong cấu trúc vào/ra tập trung, các module vào/ra được nối với CPUthông qua bus nội bộ đằng sau giá đỡ (backplane-bus). Chính vì vậy, cácmodule này cũng phải do nhà sản xuất cung cấp kèm theo CPU. Trong các hệ thống điều khiển quá trình, một trạm điều khiển cục bộ cũngthường được cài đặt giao diện HART và các module ghép nối phụ kiện khác.Các thiết bị này được lắp đặt trong tủ điều khiển cùng với các linh kiện hỗ trợkhác như hàng kẹp đấu dây, các bộ chuyển đổi tín hiệu (transducers), cáckhối đầu cuối (terminal blocka),... Các tủ điều khiển thường được đặt trongphòng điều khiển/phòng điện ở bên cạnh phòng điều khiển trung tâm hoặcrải rác gần khu vực hiện trường. Các chức năng do trạm điều khiển cục bộ đảm nhiệm bao gồm: • Điều khiển quá trình (process control): Điều khiển các mạch vòng kín (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, độ pH, độ đậm đặc,...). Hầu hết các mạch vòng đơn được điều khiển trên cơ sở luật PID, giải quyết bài toán điều khiển điều chỉnh, điều khiển tỉ lệ, điều khiển tầng. Các hệ thống hiện đại cho phép điều khiển mờ, điều khiển dựa mô hình (model-based control), điều khiển thích nghi, ... • Điều khiển trình tự (sequential control, sequence control) • Điều khiển logic • Thực hiện các công thức (recipe control). • Đặt các tín hiệu đầu ra về trạng thái an toàn trong trường hợp có sự cố hệ thống • Lưu trữ tạm thời các tín hiệu quá trình trong trường hợp mất liên lạc với trạm vận hành • Nhận biết các trường hợp vượt ngưỡng giá trị và tạo các thông báo báo động. Chính vì đây là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống, đại đa số cáctrạm điều khiển cục bộ có tính năng kiểm tra và sửa lỗi (error checking andcorrecting, ECC), cũng như cho phép lựa chọn cấu hình dự phòng. Một điềuquan trọng là một trạm điều khiển cục bộ phải có khả năng đảm bảo tiếp tụcthực hiện các chức năng nói trên trong trường hợp trạm vận hành hoặc đườngtruyền bus hệ thống có sự cố. Các máy tính điều khiển có thể là máy tính đặc chủng của nhà cung cấp(vendor-specific controller), PLC hoặc máy tính cá nhân công nghiệp. Dựa trêncơ sở này có thể phân loại các hệ thống điều khiển phân tán có mặt hiện naytrên thị trường thành các hệ các hệ truyền thống (sau đây gọi là DCS truyềnthống), các hệ trên nền PLC (PLC-based DCS) và các hệ trên nền PC (PC-basedDCS). © 2005, Hoàng Minh Sơn 17 Bất kể chủng loại thiết bị nào được sử dụng, các yêu cầu quan trọngnhất về mặt k ...