I. Sissejuhatus
Distributed Control System (DCS), mis on üks tööstusautomaatika valdkonna põhisüsteeme, on alates selle kasutuselevõtust 1975. aastal laialdaselt kasutatud ja kiiresti arendatud tänu selle ainulaadsetele detsentraliseeritud juhtimise, tsentraliseeritud toimimise ja hierarhilise juhtimise funktsioonidele. Selles artiklis käsitletakse põhjalikult tsentraliseeritud juhtimissüsteemi põhimõtet ja omadusi, et anda lugejatele selge ja terviklik arusaam.
II. Kollektiivse -hajutatud juhtimissüsteemi määratlus ja põhimõte
Distributed control system (DCS) on uue põlvkonna mõõteriistade juhtimissüsteem, mis põhineb mikroprotsessoril, detsentraliseeritud juhtimisfunktsioonidel, tsentraliseeritud kuval ja toimimisel, võttes arvesse autonoomia ja igakülgse koordineerimise disainipõhimõtteid. See on mitmetasandiline arvutisüsteem, mis koosneb protsessijuhtimise tasemest ja protsessi jälgimise tasemest, mille lüliks on sidevõrk ja mis integreerib 4C-tehnoloogiaid, nagu arvuti, side, kuvamine ja juhtimine.
DCS-i põhiprintsiip seisneb selle detsentraliseeritud kontrollis ja tsentraliseeritud haldusstruktuuris. Kogu süsteem moodustab ülevalt alla mitmetasandilise juhtimisstruktuuri, st protsessi juhtimise taseme, tsentraliseeritud jälgimise taseme ja tootmisjuhtimise taseme. Protsessi juhtimise tasand vastutab tootmisprotsessi otsese juhtimise eest kohapeal ning tootmisprotsessi erinevate parameetrite kogumise, töötlemise ja reguleerimise eest reaalajas kohapeal hajutatud mikroprotsessorite kaudu. Tsentraliseeritud jälgimistasand vastutab kogu tootmisprotsessi tööseisundi jälgimise, protsessijuhtimistasandilt teabe vastuvõtmise ning täiustatud kontrolli ja juhtimise eest. Tootmise juhtimise tase on kogu tootmisprotsessi planeerimine, ajastamine ja optimeerimine, et saavutada tootmisprotsessi üldine optimeerimine.
III. Tsentraliseeritud juhtimissüsteemi omadused
Detsentraliseeritud juhtimine: DCS detsentraliseerib juhtimisfunktsiooni igale mikroprotsessorile, realiseerides tootmisprotsessi detsentraliseeritud juhtimise. Selline detsentraliseeritud juhtimine muudab süsteemi töökindlamaks ja paindlikumaks, isegi kui mõni mikroprotsessor ebaõnnestub, ei mõjuta see kogu süsteemi tööd.
Tsentraliseeritud töö: kuigi juhtimisfunktsioonid on detsentraliseeritud, ühendab DCS iga mikroprotsessori sidevõrgu kaudu, et saavutada tootmisprotsessi tsentraliseeritud toimimine ja juhtimine. See muudab operaatorite jaoks lihtsaks kogu tootmisprotsessi jälgimise ja juhtimise, parandades tõhusust.
Hierarhiline juhtimine: DCS teostab tootmisprotsessi hierarhilist juhtimist, moodustades mitmetasandilise{0}}juhtimisstruktuuri. Selline juhtimine muudab süsteemi paindlikumaks ja tõhusamaks ning seda saab paindlikult konfigureerida ja kohandada vastavalt erinevatele tootmisvajadustele.
Eraldi, kuid autonoomne ja kõikehõlmav koordineerimine: DCS-i erinevad osad on nii sõltumatud kui ka üksteisega kooskõlastatud, täites eraldi, kuid autonoomse ja kõikehõlmava koordineerimise funktsiooni. See muudab süsteemi stabiilsemaks, töökindlamaks ja kohanemisvõimelisemaks.
Usaldusväärsus ja ohutus: DCS võtab süsteemi töökindluse ja ohutuse tagamiseks kasutusele mitmesuguseid töökindlusmeetmeid, nagu koondamine, rikete diagnostika ja taastamine. Samal ajal toetab DCS ka selliseid funktsioone nagu kuumvarundamine ja koondamine, mis võivad seadme rikke korral automaatselt lülituda ooterežiimi seadmele või varusüsteemile.
Avatus ja laiendatavus: DCS võtab kasutusele avatud süsteemi arhitektuuri ja standardsed sideprotokollid, mis muudab süsteemi hea avatuse ja laiendatavusega. Kasutajad saavad valida erinevaid riist- ja tarkvaraseadmeid vastavalt oma vajadustele, et teostada süsteemi paindlikku konfigureerimist ja laiendamist.
IV. Tsentraliseeritud jaotusjuhtimissüsteemi rakendamine ja arendamine
Tsentraliseeritud ja hajutatud juhtimissüsteemi kasutatakse laialdaselt naftakeemia, elektrienergia, metallurgia, farmaatsia, veepuhastuse ja muudes valdkondades ning sellest on saanud tööstusautomaatika valdkonna oluline tugisammas. Tänu tehnoloogia pidevale arengule ja muutuvatele rakendusnõuetele areneb ja täiustatakse pidevalt ka DCS. Ühest küljest on DCS-i funktsioone ja jõudlust veelgi täiustatud, näiteks on lisatud täiustatud juhtimisalgoritme, optimeeritud võrgukommunikatsioonitehnoloogiat jne. Teisest küljest laieneb ka DCS-i rakendusala, näiteks laieneb intelligentse tootmise ja tööstusliku Interneti valdkondadele.
V. Järeldus
Tänu oma ainulaadsetele detsentraliseeritud juhtimise, tsentraliseeritud töö ja hierarhilise juhtimise funktsioonidele on tsentraliseeritud jaotusjuhtimissüsteemil (DCS) oluline roll tööstusautomaatika valdkonnas. Selle põhimõtete ja omaduste põhjalik-arutelu abil saame selgemini ära tunda DCS-i eelised ja väärtuse. Tulevikus, koos tehnoloogia pideva arengu ja muutuvate rakendusnõuetega, jätkab DCS oma olulist rolli täitmist tööstusautomaatika valdkonnas ja avab laiema arenguperspektiivi.