Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




23.09.2022


23.09.2022


22.09.2022


22.09.2022


22.09.2022





Яндекс.Метрика





Распределённая система управления

27.01.2021

Распределённая система управления (англ. Distributed Control System, DCS) — система управления технологическим процессом, отличающаяся построением распределённой системы ввода-вывода и децентрализацией обработки данных. Основным отличием РСУ от обычной SCADA-системы является глубокая интеграция средств разработки кода для уровня визуализации и уровня управления. Например, изменение в алгоритме управления процессом автоматически дублируется в программе отображения этого процесса.

В РСУ значительную роль играют контуры регулирования (ПИД-регуляторы).

Сферы применения РСУ многочисленны:

  • Химия и нефтехимия.
  • Нефтепереработка и нефтедобыча.
  • Газодобыча и газопереработка.
  • Металлургия.
  • Пищевая промышленность: молочная, сахарная, пивная.
  • Энергоснабжение и т. д.
  • Требования к современной РСУ:

  • Отказоустойчивость и безопасность.
  • Простота разработки и конфигурирования.
  • Поддержка территориально распределённой архитектуры.
  • Единая конфигурационная база данных.
  • Развитый человеко-машинный интерфейс.
  • История

    Первые инструментальные средства для создания DCS были представлены на рынок в 1975 году компаниями Honeywell (система TDC 2000) и Yokogawa (система CENTUM). Американский производитель Bristol Babcock в том же году представил свои универсальные контроллеры UCS 3000. Иногда к DCS относят систему Contronic 3 фирмы Schoppe & Faeser.

    В 1979 году компания Fisher & Porter представила свою систему DCI-4000, а Invensys систему SPECTRUM.

    В 1980 году компания Bailey представила систему NETWORK 90, а компания Alfa Laval систему SattLine.

    Задачи распределенных систем

  • Соединение пользователей с ресурсами.
  • Прозрачность — свойство систем, которые представлены в виде единой компьютерной системы.
  • Открытость — система, предлагающая службы, вызов которых требует стандартные синтаксис и семантику.
  • Масштабируемость.
  • Технологии масштабирования

    • Технология асинхронной связи.
    • Распределение.
    • Репликация.
    • Кэширование.

    На масштабируемость может плохо повлиять один существенный недостаток кэширования и репликации. Поскольку мы получаем множество копий ресурса, модификация одной копии делает ее отличной от остальных. Соответственно, кэширование и репликация вызывают проблемы непротиворечивости.

    Концепции аппаратных решений

    Несмотря на содержание нескольких процессоров в распределенных системах существуют различные способы их организации. Обычно компьютеры подразделяются на две группы. Системы, которые используют память совместно, называются мультипроцессорами, а работающие каждый со своей памятью — мультикомпьютерами. Основная разница между ними состоит в том, что мультипроцессоры имеют единое адресное пространство, совместно используемое всеми процессорами. В мультикомпьютерах каждая машина использует свою собственную память. Типичный пример такой системы — несколько персональных компьютеров, объединенных в сеть. В зависимости от типа архитектуры, соединяющий сеть, системы подразделяют на шинную и коммутируемую. Исключительно мультикомпьютерная категория подразделяются на гомогенные и гетерогенные распределенные системы. Для гомогенных систем характерна одна соединяющая компьютеры сеть, использующая единую технологию.

    Контроллеры для распределенных систем управления

    В связи с резким удешевлением микропроцессорной техники с одновременным повышением их надежности и характеристик, уменьшением их размеров и увеличением их функциональных возможностей появилось большое количество малогабаритных контроллеров и компьютеров, обладающих невысокой стоимостью. Наличие развитых сетевых средств позволяет связывать эти контроллеры в единую сеть, причем различные узлы (контроллеры, интеллектуальные модули ввода-вывода, компьютеры) этой сети могут быть разнесены друг от друга на достаточно большие расстояния.

    Такая распределенная архитектура системы управления обладает следующими достоинствами:

    • Высокая надежность работы системы. Четкое распределение обязанностей в распределенной системе делает ее работоспособной даже при выходе из строя или зависания любого узла.
    • Малое количество проводных соединении. Контроллеры имеют возможность работать в тяжелых промышленных условиях, поэтому они как правило, устанавливаются в непосредственной близости от объекта управления.
    • Легкая расширяемость системы. При появлении дополнительных точек контроля и управления достаточно добавить в системы новый узел (контроллер, интеллектуальный модуль ввода-вывода).
    • Малые сроки проведения модернизации.
    • Использование компьютеров и контроллеров меньшей мощности.
    • Легкость тестирования и отладки. Поскольку все элементы системы активны, легко обеспечить самодиагностику и поиск неисправности.

    Современный рынок

    Основными современными системами DCS сегодня являются:

    • ABB
      • System 800xA
    • Areva T&D
      • PACiS
    • Alstom
      • ALSPA 6
      • DS Agile
    • B&R
      • APROL
    • Emerson
      • Delta V
      • Ovation
    • Honeywell
      • Experion PKS
      • TDC3000
      • Total Plant Solution (TPS)
    • Invensys Foxboro
      • I/A Series
      • Foxboro A2 (Eurotherm Suite)
    • Schneider Electric
      • PlantStruXure на базе UAG
    • Mitsubishi Electric
      • iQPlatform
    • Siemens
      • APACS
      • QUADLOG
      • SPPA-T3000
      • PCS7
    • Toshiba
      • TOSDIC-CIE DS
    • Yokogawa
      • CENTUM / CENTUM VP

    В сумме указанные производители занимают более половины мирового рынка DCS-систем. Прочие более-менее заметные производители это Metso, Yamatake, Hitachi, Fuji.