Hệ thống DCS và SCADA: Sự khác biệt và ưu điểm của chúng

DCS He thong dieu khien phan tan

DCS: Hệ thống điều khiển phân tán

Giới thiệu

Bạn có biết DCS là gì không? Trong thế giới công nghệ, DCS là từ viết tắt của “Distributed Control System” trong tiếng Anh, được dịch nghĩa là “hệ thống điều khiển phân tán”. DCS là một hệ thống điều khiển được sử dụng để điều khiển quá trình sản xuất hoặc các hệ thống động học khác. Đặc điểm của DCS chính là sự phân tán các bộ điều khiển trên toàn hệ thống, với mỗi hệ thống con được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điều khiển riêng.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu sự khác biệt giữa DCS và SCADA, cấu trúc của hệ thống DCS, và những ưu điểm của hệ thống DCS hiện nay. Hãy cùng MESIDAS khám phá nhé!

Phân loại hệ thống DCS

Hệ thống DCS thường được phân loại thành ba loại sau:

Hệ thống DCS truyền thống

Các hệ thống DCS truyền thống sử dụng các bộ điều khiển quá trình theo kiến trúc riêng của từng nhà sản xuất. Các hệ thống cũ thường đóng kín, ít tuân theo các chuẩn giao tiếp công nghiệp. Do đó, các bộ điều khiển này thường chỉ được sử dụng để điều khiển quá trình và cần sử dụng kết hợp với các thiết bị điều khiển khả trình như PLC (Programmable Logic Controller).

Hệ thống DCS trên nền PLC

Các hệ thống DCS trên nền PLC sử dụng các PLC hiện đại, có khả năng thực hiện các phép tính logic, các phép toán số học, và 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, và các phương pháp lập trình hiện đại.

Hệ thống DCS trên nền PC

Hệ thống DCS trên nền PC khác biệt với các hệ thống truyền thống và trên nền PLC bởi tính mở, khả năng lập trình tự do, hiệu năng tính toán cao và đa chức năng. Hệ thống này có giá thành cạnh tranh và thích hợp cho các ứng dụng như lọc dầu, hóa dầu, và nhiệt điện.

Cấu trúc hệ thống DCS

Một hệ thống DCS bao gồm các thành phần chính sau:

Trạm điều khiển cục bộ (LCS)

Trạm điều khiển cục bộ đôi khi còn được gọi là các khối điều khiển cục bộ (LCU) hoặc các trạm quá trình (PS). Các trạm điều khiển cục bộ thuộc cấp điều khiển, là nơi thực hiện mọi chức năng điều khiển cho một công đoạn. Các trạm này thường được đặt trong phòng điều khiển hoặc phòng điện ở cạnh phòng điều khiển trung tâm hoặc gần khu vực hiện trường.

Trạm vận hành (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. Mỗi trạm vận hành thường tương ứng với một phân đoạn hoặc một phân xưởng để tiện vận hành hệ thống.

Trạm kỹ thuật (ES)

Trạm kỹ thuật là nơi cài đặt các công cụ phát triển, đặt cấu hình cho hệ thống, tạo và theo dõi các chương trình ứng dụng điều khiển và giao diện người-máy, cũng như đặt cấu hình và tham số hóa các thiết bị 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 trường 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 thống DCS cụ thể có thể bao gồm các thành phần khác như trạm vào/ra từ xa (remote I/O station) và các bộ điều khiển chuyên dụng.

Ưu điểm của hệ thống DCS hiện nay

Hệ thống DCS hiện nay có nhiều ưu điểm, góp phần nâng cao hiệu suất và tin cậy trong các quá trình sản xuất. Hãy cùng tìm hiểu những ưu điểm đáng chú ý của hệ thống DCS:

Mức điều khiển cao

Hệ thống DCS có khả năng quản lý nhiều điểm vào/ra. Điều này được thực hiện thông qua sự kết hợp giữa các bộ điều khiển, hệ thống mạng truyền thông và phần mềm điều hành tích hợp.

Cấu hình linh hoạt

Hệ thống DCS có khả năng thay đổi cấu trúc, thêm bớt các thành phần mà không làm gián đoạn hoặc khởi động lại quá trình. Điều này đảm bảo tính linh hoạt và tiện lợi trong việc cấu hình và điều chỉnh hệ thống.

Tỷ lệ lỗi thấp

Hệ thống DCS được thiết kế để có tính mở và khả năng tích hợp cao với các PLC khác nhau để điều khiển máy và quá trình sản xuất độc lập. Do đó, hệ thống DCS hiện đại có tỷ lệ lỗi thấp, giúp tiết kiệm chi phí và dễ bảo trì và vận hành.

Tính sẵn sàng và độ tin cậy

Hệ thống DCS hiện đại được trang bị các cơ chế dự phòng, an toàn và khôi phục khi xảy ra sự cố, cũng như các chế độ bảo trì, chẩn đoán và chỉ thị lỗi. Đồng thời, hệ thống DCS còn cho phép người sử dụng cài đặt các chế độ bảo mật để giới hạn truy cập dữ liệu và điều khiển.

Phân biệt DCS và SCADA

Vậy DCS khác gì so với SCADA? DCS và SCADA đều là những hệ thống điều khiển và giám sát quá trình, tuy nhiên có một số sự khác biệt:

Quan điểm và khái niệm

DCS là một hệ thống hoàn chỉnh được bán và lắp đặt ra thị trường, trong đó cả phần cứng và phần mềm, công nghệ và truyền thông đều thuộc về một hãng. DCS thường khó thay đổi và cần sự can thiệp của nhà cung cấp để thêm bớt các bộ phận.

SCADA, mặt khác, cho phép lập trình tự do và linh hoạt hơn. Bạn có thể so sánh việc phát triển một ứng dụng SCADA giống như soạn một hồ sơ trên MS Word từ đầu, trong khi phát triển ứng dụng DCS giống như sử dụng một template có sẵn.

Lập trình và triển khai

Việc lập trình một hệ thống SCADA thường đòi hỏi quy trình phát triển phức tạp, bao gồm lập bảng ánh xạ giữa các biến trong PLC và phần mềm SCADA. Trong khi đó, việc lập trình một hệ thống DCS đơn giản hơn, vì toàn bộ chương trình điều khiển và chương trình SCADA đã được xây dựng một cách chặt chẽ.

Kết luận

Chúng tôi hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về DCS là gì, sự khác biệt giữa DCS và SCADA, cấu trúc của hệ thống DCS và những ưu điểm của nó. Nếu bạn đang nghiên cứu, học tập hay làm việc trong lĩnh vực này, thông tin này sẽ hữu ích cho bạn. Nếu bạn cần thêm thông tin, hãy liên hệ với chúng tôi. Xin cảm ơn!