معرفی معماری سامانه‌های كنترل DCS مطرح دنیا – بخش 4

معرفی معماری سامانه‌های كنترل DCS مطرح دنیا
 
در بخش قبل، سامانه كنترل TXP به عنوان محور اصلی مقاله مورد بحث و بررسی قرار گرفت و در قسمت سوم كه در ادامه آمده است توضیحات بیشتری پیرامون ساختار این سامانه و چگونگی عملكرد آن ارایه خواهد شد. در این ارتباط بخش های سخت افزاری این سامانه به تفكیك تشریح شده و وظایف و قابلیت های هر یك ذكر شده است.
 
4- 4- پردازنده اتوماسیون AP
پردازنده اتوماسیون AP مؤلفه مرکزی سامانه‌های اتوماسیون AS620 B و AS620 F می‌باشد. این پردازنده مبتنی بر CPU‌های قدرتمند S5 948/948R SIMATIC بوده و سخت افزار آن بر پایه SIMATIC S5 155U است. كه از طریق نوعی گذرگاه سریال به كارت‌های FUM (ماژول‌های تابع) متصل می‌شود. از نسخه 8.1 TXP به بالا سامانه‌ AP مبتنی بر سخت افزار SIMATIC S7 می‌باشد. همچنین می‌توان با استفاده از Profibus DP كارت‌های I/O مبتنی بر S7 300 را نیز به پردازنده اتوماسیون AP متصل كرد. شکل 8 مشخصات سخت‌ افزاری سامانه AP را مبتنی بر S7 و S5 نشان می‌دهد.
 
DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

شكل 8- مشخصات AP

 
5 – كوپل سامانه AS620 به اتوماسیون SIMATIC برای سامانه‌های كمكی
• کاربرد
نیروگاه‌ها اغلب شامل زیر سامانه‌‌هایی هستند که به طور مستقل یک کار خاص را انجام می‌دهند از این زیرسامانه‌ها همچنین تحت عنوان سامانه‌‌های جعبه سیاه نیز یاد می‌شود. برای مثال، کمپرسور‌ها، دستگاه‌های دودكش و غیره از جمله این زیر سامانه‌‌ها هستند. سامانه كنترل I&C در اکثر آنها توسط فروشنده اصلی كل سامانه (در این جا TXP) تأمین می ‌گردد. در صورتی كه قطعات استاندارد SIMATIC (جعبه‌های سیاه) بكار رفته باشد، می‌توانند به سامانه‌ TELEPERM XP از طریق یك گذرگاه کوپل شوند. واحدهای SIMATIC شامل اجرای کامل وظایف اتوماسیونی است که از طریق ES680 پیکربندی نمی‌شوند.
• ساختار
کوپلینگ سامانه TXP به اتوماسیون SIMATIC برای سامانه‌ های فرعی پلنت همیشه از طریق یكAP در TELEPERM XP فراهم می‌گردد. (شکل 10 را ببینید). در AP فرمت داده‌ها تغییر كرده و تبادل داده‌ها بین واحدهای SIMATIC (پلنت فرعی) و مؤلفه‌های TELEPERM XP (OM 650 و AS 620) انجام می‌گیرد.
برای افزایش دسترس پذیری، سامانه‌‌های فرعی SIMATIC در صورت لزوم همچنین می‌توانند از طریق چند AP كوپل شوند. اطلاعاتی مانند داده‌های دودویی، مقادیرآنالوگ و وضعیت سیگنال‌ها و دستورات (کنترل كننده‌های راه انداز) می‌تواند از طریق این اتصال منتقل شود.
6 – سامانه OM650
• كاربرد
سامانه مدیریت اطلاعات و نظارت بر فرآیند OM650 كه تحت عنوان سامانه نظارت و بهره‌برداری نیز شناخته می‌شود، واسط بین سامانه كنترل و پایانه های اپراتوری در اتاق کنترل می‌باشد. این سامانه به عنوان یك پنجره به فرآیند، امكان كنترل و پایش فرآیند را به صورت مركزی فراهم می‌سازد. علاوه بر این، سامانه مذكور تمام ابزار‌های عملیاتی مورد نیاز برای ثبت وقایع فرآیند و آرشیو داده‌ها را نیز فراهم می‌کند. به طور خلاصه وظایف سامانه‌ OM عبارت است از:
1- كنترل فرآیند: كنترل عملكرد فرآیند از طریق صفحات گرافیكی و پایش فرآیند
2- مدیریت و جمع‌آوری اطلاعات فرآیند
 

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاهشكل 9- اتصال AP با كارت‌های سيگنال و تابع

 
• ساختار
سامانه اپراتوری، نمایش و مدیریت اطلاعات OM از بخش‌های متفاوتی تشكیل‌ شده است. تجهیزات OM به همراه سامانه‌ كنترل فرآیند TXP دارای توابع مختلفی می‌باشد كه بر روی یك بستر نرم‌افزاری ارتباط ماشین با انشان تحت عنوان MMI قرار می‌گیرند. این لایه نرم‌افزاری بر روی بستر گرافیكی X-Window در سامانه عامل مبتنی بر Unix به نام Solaris (محصول شركت SUN) و تحت استاندارد OSF Motif می‌باشد.
ارتباط بین بخش‌‌های مختلف سامانه OM از طریق «گذرگاه پایانه» صورت می‌گیرد و ارتباط این بخش‌ها با سامانه‌های كنترل اتوماسیون از طریق «گذرگاه پلنت» برقرار می‌شود. این سامانه از دو بخش اصلی سخت‌افزار و نرم‌افزار به شرح ذیل تشكیل شده است.
• اجزای سخت افزاری OM650
اجزای سخت افزاری OM650 شامل واحد‌های سخت‌افزاری زیر می‌باشد:

• PU: Processing Unit

• SU: Server Unit

• OT: Operating Terminal

شكل 11 ارتباط سامانه OM با گذرگاه پایانه و گذرگاه پلنت و محل قرارگیری اجزای سخت افزاری را به تصویر كشیده است.
به عبارت دیگر سامانه OM شامل دو نوع ایستگاه كاری تحت عناوین SU و PU و پایانه های اپراتوری (OT) به شرح زیر می‌باشد.
• واحدهای پردازش (PU)
واحد‌های پردازش ارتباط بین سامانه اتوماسیون AS620 متصل به گذرگاه پلنت و سامانه مدیریت و كنترل فرآیند (OM650) متصل به گذرگاه پایانه را برقرار می‌كنند. در موقع پیكربندی، محدوده‌های كنترل و ابزار دقیق پلنت (سامانه‌های اتوماسیون) به عنوان گروه‌های تابع به یك PU تخصیص داده می‌شوند. خود PU می‌تواند به صورت تكی و یا به صورت دوتایی/افزونه پیاده‌سازی شود كه در حالت افزونه، هر دو PU دارای سخت‌افزار و نرم‌افزار یكسانی هستند. به طور خلاصه وظایف اصلی واحد‌های پردازش PU عبارتند از:
– پردازش ارتباط بین OM و AS برای محدو‌ده‌های اختصاص داده شده از پلنت
– به روز رسانی مقادیر یا وضعیت فعلی محدو‌ده‌های تخصیص داده شده
– ذخیره‌سازی تمام تغییرات داده (رخداد‌ها) برای محدو‌ده‌های تخصیص داده شده به صورت آرشیو کوتاه مدت
یك PU متشكل از مؤلفه‌های سخت‌افزاری زیر می‌باشد:
– دارای كیس‌ كوچك در کلاس پنتیوم
– كارت‌های شبكه NIC برای اتصال به گذرگاه‌ها
– كارت گرافیك استاندارد برای اتصال به صفحه های نمایش
– شامل كانال اطلاعات برای MMI
– كنترل ترافیك فرآیند پلنت
• واحد سرور
واحد سرور (SU) مسؤول توابع مرکزی آرشیو‌های بلند مدت و ثبت مقادیر و همچنین تأمین اطلاعات توصیفی می‌باشد. وظایف اصلی واحد SU شامل این موارد است:
– مدیریت توصیفات داده برنامه ریزی شده در ES680 در یك بانك اطلاعاتی. این اطلاعات عمدتاً توسط MMI و توابع ثبت داده از طریق شبکه گذرگاه پایانه (مدیریتی) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
– توابع ثبت داده
– آرشیو دراز مدت با حافظه ذخیره‌سازی بیرونی
– ذخیره‌سازی داده‌ها و اطلاعات فرآیندی بلند مدت
– پشتیبانی از عملكرد‌ها
واحد SU می‌تواند به صورت تكی و یا به صورت افزونه پیاده‌سازی شود كه در صورت افزونه بودن، هر دو واحد SU دارای سخت‌افزار و نرم‌افزار یكسانی هستند.
 
DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

شكل 10- كوپل واحد‌های SIMATIC به سامانه­ TXP

 
• پایانه های اپراتوری (OT)
پایانه های اپراتوری با بصری سازی فرآیند از طریق صفحات گرافیكی طراحی شده در نرم‌افزار MMI، امكان نمایش و پایش عملیات فرآیند و همچنین كنترل آن را از طریق اتاق كنترل فراهم می‌آورند. مشخصات كلی این پایانه ‌ها عبارتند از:
– شامل واسط انسان ماشین MMI
– امكان اتصال ماشین‌های MMI تا 40 عدد به گذرگاه پایانه
– امكان اتصال تا چهار صفحه نمایش به یك OT تنها
– دارای چاپگرهای رنگی
– ماوس و صفحه كلید استاندارد
 

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه
شكل 11- اجزای سخت افزاری OM

• اجزای نرم‌افزاری OM650
سامانه OM650 از ماژول‌های نرم‌افزاری زیر تشكیل شده است :

1. MMI: Man Machine Interface

2. ASR: Automation System Representative

3. ARC: Short Term Archiving Of Data

4. MAC: Model Acquisition and Control

5. LZA: Long Term Archive of Data

6. NTB: Notebook Facility Manager

7. PRT: Printer (log Manager)

8. BDM: Data description Manager

9. INF: Infrastructur

در سامانه OM650 هر یك از این ماژول‌های نرم افزاری با اجزای سخت افزاری در ارتباط می‌باشد. شكل 12 این ارتباط را نشان می‌دهد.

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه
شكل 12 – ارتباط بين ماژول‌های نرم‌افزاری سامانه­ OM650 با واحد‌های سخت‌افزاری

ادامه دارد

بخش سوم

معرفی معماری سامانه‌ های كنترل DCS مطرح دنیا

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

عضویت در خبرنامه

با عضویت در خبرنامه سایت صنعت هوشمند و اتوماسیون صنعتی، از آخرین مطالب علمی ، مقالات و شماره جدید ماهنامه صنعت هوشمند با ایمیل خبردار شوید

مطالب مرتبط