اتوماسیون صنعتی, صنعت هوشمند, کنترل

معرفی معماری سامانه‌های کنترل DCS مطرح دنیا – بخش 4

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

معرفی معماری سامانه‌های کنترل DCS مطرح دنیا
 
در بخش قبل، سامانه کنترل TXP به عنوان محور اصلی مقاله مورد بحث و بررسی قرار گرفت و در قسمت سوم که در ادامه آمده است توضیحات بیشتری پیرامون ساختار این سامانه و چگونگی عملکرد آن ارایه خواهد شد. در این ارتباط بخش های سخت افزاری این سامانه به تفکیک تشریح شده و وظایف و قابلیت های هر یک ذکر 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. که از طریق نوعی گذرگاه سریال به کارت‌های 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 کارت‌های I/O مبتنی بر S7 300 را نیز به پردازنده اتوماسیون AP متصل کرد. شکل 8 مشخصات سخت‌ افزاری سامانه AP را مبتنی بر S7 و S5 نشان می‌دهد.
 
DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

شکل 8- مشخصات AP

 
5 – کوپل سامانه AS620 به اتوماسیون SIMATIC برای سامانه‌های کمکی
• 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 دودکش و غیره از جمله این زیر سامانه‌‌ها هستند. سامانه کنترل I&C در اکثر آنها توسط فروشنده اصلی کل سامانه (در این جا TXP) تأمین می ‌گردد. در صورتی که قطعات استاندارد SIMATIC (جعبه‌های سیاه) بکار رفته باشد، می‌توانند به سامانه‌ TELEPERM XP از طریق یک 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 یکAP در TELEPERM XP فراهم می‌گردد. (شکل 10 را ببینید). در AP فرمت داده‌ها تغییر کرده 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 کوپل شوند. اطلاعاتی مانند داده‌های دودویی، مقادیرآنالوگ و وضعیت سیگنال‌ها و دستورات (کنترل کننده‌های راه انداز) می‌تواند از طریق این اتصال منتقل شود.
6 – سامانه OM650
• کاربرد
سامانه مدیریت اطلاعات و نظارت بر فرآیند OM650 که تحت عنوان سامانه نظارت و بهره‌برداری نیز شناخته می‌شود، واسط بین سامانه کنترل و پایانه های اپراتوری در اتاق کنترل می‌باشد. این سامانه به عنوان یک پنجره به فرآیند، امکان کنترل و پایش فرآیند را به صورت مرکزی فراهم می‌سازد. علاوه بر این، سامانه مذکور 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- کنترل فرآیند: کنترل عملکرد فرآیند از طریق صفحات گرافیکی و پایش فرآیند
2- مدیریت و جمع‌آوری اطلاعات فرآیند
 

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاهشکل 9- اتصال AP با کارت‌های سیگنال و تابع

 
• ساختار
سامانه اپراتوری، نمایش و مدیریت اطلاعات OM از بخش‌های متفاوتی تشکیل‌ شده است. تجهیزات OM به همراه سامانه‌ کنترل فرآیند TXP دارای توابع مختلفی می‌باشد که بر روی یک بستر نرم‌افزاری ارتباط ماشین با انشان تحت عنوان MMI قرار می‌گیرند. این لایه نرم‌افزاری بر روی بستر گرافیکی X-Window در سامانه عامل مبتنی بر Unix به نام Solaris (محصول شرکت 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 کنترل اتوماسیون از طریق «گذرگاه پلنت» برقرار می‌شود. این سامانه از دو بخش اصلی سخت‌افزار و نرم‌افزار به شرح ذیل تشکیل شده است.
• اجزای سخت افزاری OM650
اجزای سخت افزاری OM650 شامل واحد‌های سخت‌افزاری زیر می‌باشد:

• PU: Processing Unit

• SU: Server Unit

• OT: Operating Terminal

شکل 11 ارتباط سامانه OM با گذرگاه پایانه و گذرگاه پلنت و محل قرارگیری اجزای سخت افزاری را به تصویر کشیده است.
به عبارت دیگر سامانه OM شامل دو نوع ایستگاه کاری 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 کنترل فرآیند (OM650) متصل به گذرگاه پایانه را برقرار می‌کنند. در موقع پیکربندی، محدوده‌های کنترل و ابزار دقیق پلنت (سامانه‌های اتوماسیون) به عنوان گروه‌های تابع به یک PU تخصیص داده می‌شوند. خود PU می‌تواند به صورت تکی و یا به صورت دوتایی/افزونه پیاده‌سازی شود که در حالت افزونه، هر دو PU دارای سخت‌افزار و نرم‌افزار یکسانی 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
یک PU متشکل از مؤلفه‌های سخت‌افزاری زیر می‌باشد:
– دارای کیس‌ کوچک در کلاس پنتیوم
– کارت‌های شبکه NIC برای اتصال به گذرگاه‌ها
– کارت گرافیک استاندارد برای اتصال به صفحه های نمایش
– شامل کانال اطلاعات برای MMI
– کنترل ترافیک 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 یک بانک 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 عملکرد‌ها
واحد SU می‌تواند به صورت تکی و یا به صورت افزونه پیاده‌سازی شود که در صورت افزونه بودن، هر دو واحد SU دارای سخت‌افزار و نرم‌افزار یکسانی هستند.
 
DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

شکل 10- کوپل واحد‌های SIMATIC به سامانه­ TXP

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

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

شکل 11- اجزای سخت افزاری OM


• اجزای نرم‌افزاری OM650
سامانه OM650 از ماژول‌های نرم‌افزاری زیر تشکیل 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 یک از این ماژول‌های نرم افزاری با اجزای سخت افزاری در ارتباط می‌باشد. شکل 12 این ارتباط را نشان می‌دهد.

DCS , TPX , اتوماسیون نیروگاه

شکل 12 – ارتباط بین ماژول‌های نرم‌افزاری سامانه­ OM650 با واحد‌های سخت‌افزاری

ادامه دارد

بخش سوم

معرفی معماری سامانه‌ های کنترل DCS مطرح دنیا

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 0 میانگین: 0]

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *