تحقیق بررسي سيستم هاي كنترل گسترده DCS
فصل اول
معرفي سيستم PROCONTROL
معرفي سيستم PROCONTROL P
سيستم PROCONTROL P ساخت شركت[1] ABB يكي از سيستم ها كنترل گسترده است كه براي كنترل نيروگاه ها استفاده مي شود. در اين سيستم با استفاده از حافظه در ريزپردازنده سعي شده است كه تا حد ممكن از نرم افزار به جاي سخت افزار استفاده گردد. همچنين به جاي استفاده از روش سيم كشي معمول از سيستم باس[2] استفاده شده است. باس حاوي تمامي سيگنال ها و اطلاعات كامل سيستم است. اين سيستم به گونه اي طراحي شده است كه تمام وظايف كنترل فرآيند و نمايش آن را انجام دهد. اين وظايف عبارتند از:
تبديلات سيگنالها[3]
انتقال اطلاعات
نظارت
كنترل ديجيتال
كنترل آنالوگ
حفاظت
مديريت فرآيند
بهره برداري و مراقبت فرآيند
PROCONTROL P داراي يك شاهراه ارتباطي[4] است كه انتقال اطلاعات با اين وسايل و اجزاي كنترلي را برقرار مي سازد.
انتقال اطلاعات به صورت سريال و پيوسته براي كنترل سيستم از طريق يك شاهراه ارتباطي صورت مي گيرد. اين شاهراه غالباً داراي يك ساختار دو كاناله و به خاطر افزونگي است. ايستگاهها[5] به شاهراه ارتباطي متصل مي شوند. از اين ايتسگاه ها به منظور انجام اعمال تبديل سيگنال ها و كنترل ديجيتال و آنالوگ استفاده مي شود.
شكل 1- عملكرد اپراتور- نظارت- ثبت
كنترل و نظارت اپراتور بر فرآيند به وسيله دستگاه ارتباط با اپراتور[6] POS انجام مي‌پذيرد. Pos براي اين نمايش فرايند از تصويرهاي رنگي و براي دريافت پيام از صفحه كليدها و يا Mouse استفادهمي كند. به وسيله سيستم عيب ياب[7] CDS علاوه بر عيب يابي خودكار سيستم و تجهيزات، قابليت مشاهده و دسترسي به تمامي اطلاعات سيستم فراهم گشته است.
رابطهاي استاندارد امكان ارتباط ببين Procontrol P و كامپيوتر و يا ساير سيستم هاي كنترل را برقرار مي سازند. Procontrol P وظايف كنترل و حفاظت قسمت هاي مهم و حساس مثل كنترل و حفاظت توربين و يا حفاظت ديگ بخار را نيز به عهده مي گيرد.
سيستم ها و اجزاء منحصر به فرد و غير متمركز با تركيب شدن با يكديگر گروه هاي پردازشي جامع و كاملي را در سطوح مختلف سيستم كنترلي، به صورت سلسله مراتبي به وجود مي آورند.
شكل 2- ساختار عملياتي سيستم كنترل
يك مدول الكترونيك عمل كنترل يك يا چندمحرك وابسته به هم را انجام مي دهد. اين كار در سطح كنترل محرك صورت مي گيرد. در سطح بالون كنترل محرك، چندين مدول كنترل محرك كه مربوط به يك قسمت از فرآيند هستند، با استفاده از يك مدول در سطح كنترل گروهي، هدايت و هماهنگ مي شوند.
در سيستم هاي پيشرفته كنترل خودكار، كنترل تمام سيستم توسط يك واحد كنترل، از سطح واحد صورت مي گيرد. به خاطر ساختار غير متمركز و قابليت پيشتيباني، سيستم POS مي تواند تمام نيازها براي دسترسي به سيستم را پاسخ دهد. سطح مديريت، وظيفه مديريت و نظارت روي چندين واحد مختلف، براي انجام عملياتي معين (از قبيل بهينه كردن قيمت و …) را بر عهده دارد.
نيازها و ملزومات مختلف قابل دسترسي و يا پشتيباني براي سيستم هاي نيروگاهي عبارتند از:
- دسترسي سريع براي سيستم هايي كه تاثير مستقيم بر روي توليد دارند.
- دسترسي متوسط به قسمت هايي كه يك اشكال يا خطاي كوتاه مدت در آنها باعث تاثير بر روي توليد نشود.
- امكان دسترسي به قسمت هايي كه تاثيرات اندكي روي توليد دارند.
نيازهاي دسترسي در هر يك از موارد بالا به وسيله يك طراحي مناسب با ايجاد سيستم پشتيباني صورت مي گيرد.
خصوصيات اين سيتسم در ضميمه الف ارائه شده است.
- سيستم عيب ياب
سيتسم كنترل Procontrol P به طور خودكار اشكالات سيستم را نشان مي دهد. مبدلها، اندازه گيرها، مدولها سيستم انتقال و كنترل كننده ها به طور كامل بررسي و كنترل مي شوند. تمام مدولها داراي قابليت خود عيب يابي هستند.
تجهيزات عيب يابي كاملا از وسايل و تجهيزات عملياتي مستقل هستند. علائم هشدار دهنده، علاوه بر اينكه بر روي مدولهاي مختلف مشخص هستند، همراه با جزئيات در قسمت اطاق كنترل نيز نمايش داده مي شوند. عملكرد خودكار تشخيص عيب براي تجهيزات كنترلي، عيب يابي سريع كاهش زمان تعميرات و در نتيجه، بالارفتن قابليت اعتماد را در خواهد داشت.
2.دستگاه POS
اين قسمت با بهره گيري از واحد نمايش رنگي ويديوئي VDU[8] و صفحه كليد ها، Mouse امكان نمايش و زمان در تنظيم و هدايت فرآيند را مهيا مي سازد. سيستم ارتباط با اپراتور طراحي شده براي اتاق كنترل، pos 20 و يا pos 25 است، كه هر كدام داراي خصوصياتي مي باشند. Pos 20 نسخه قديمي تر اين سيستم است كه بر مبناي كامپيوترهاي VAX كار مي كند و از نظر عملياتي از pos 25 (كه جديدتر است) ضعيفتر مي باشد. Pos 25 براساس كامپيوتر هاي شخصي كار مي كند. اين كامپيوتر ها بايد داراي قابليت هايي همچون حافظه زياد و پردازشگر قوي باشند. در هر حال، هر دو سيستم با توجه به تفاوت هايي كه دارند قابليت ارتباط وسيعي را مابين اپراتور و فرايند فراهم مي كنند.
مشتركات اين دو سيستم در اينجا بحث مي شود و خصوصيات آنها در ضمايم ب و ج در آخر گزارش ارائه شده است.
با توجه به خصوصيات سيستم سلسله مراتبي،در اتاق فرمان نيز براي نمايش اطلاعات از اين روش استفاده شده است. دستگاه pos داراي ساختار غير متمركز است كه در شكل 3 نشان داده شده است.
شكل 3- ساختار غير متمركز Pos
دستگاه pos برتري هاي زير را نسبت به اتاق فرمان هاي معمولي دارد.
- بنا به نياز اپراتور، اطلاعات را روي صفحه تصوير، نمايش مي دهد. نمايش اطلاعات در هر تصوير به اندازه كافي و لازم با درج جزئيات در هر زمان مي باشد.
- هماهنگي بهتر با ساختار غير متمركز براي هدايت فرايند، نسبت به كنترل فرايند از اتاق فرمان هاي معمولي با حجم اطلاعات زياد احتياج به فضاي كمتري دارد.
- قابليت تطبيق ساده و انعطاف پذير نسبت به وظايف متغير
- قابل برنامه ريزي
- نمايش با كيفيت عالي
- نگاهداري ساده
- قابل توسعه (سادگي)
تحقیق بررسي سيستم هاي كنترل گسترده DCS