سيستم هاي DCS و PLC كارخانه آلوميناي جاجرم

دسته بندي : مباحث رشته ها » برق ، الکترونیک و مخابرات

مقدمه اي بر DCS
(Distributed Control System) سيستم كنترل غير متمركز (گسترده)
در سيستم هاي قديمي اتوماسيون اطلاعات مربوط به هر واحد بايد از حمل آن به اتاق كنترل توسط كابل هايي انتقال مي يافت با ازدياد اين واحدها حجم كابل هايي كه به اتاق كنترل متصل مي شدند نيز افزايش مي يافت و بزرگترين اشكالاتي كه اين سيستم داشت عبارت بودند از :
1- تراكم انبوه كابل هاي ارتباطي در اتاق كنترل كه به نوبه خود در هنگام عيب يابي سيستم مشكل آفرين بودند.
2- در هنگام بروز اشكال در اتاق كنترل كل سيستم فلج مي شد.
3- در صورتي كه كنترل سيستم گسترده اي مد نظر بود پردازنده مركزي بايد داراي حجم حافظه و سرعت بسيار بالايي مي بود تا بتواند تمام داده هاي ارسالي و يا دريافتي را مورد پردازش قرار دهد و بديهي است كه با افزايش تعداد Point ها در سيستم فاصله زماني سرويس دهي دوباره به هر Point نيز افزايش مي‌يابد كه از نظر كنترلي عيب بزرگي محسوب مي شود.
در چنين شراطي بود كه مهندسين به فكر افتاندند كه اولا: تراكم كابل ها را در اتاق كنترل كاهش دهند. ثانيا: از مركزيت به يك قسمت به عنوان كنترل كننده مركزي جلوگيري كنند بدين منظور يك سيستم بزرگ صنعتي را به بخش هاي كوچك تقسيم كرده و كنترل آن قسمت را نيز به كنترلر مربوط به خودشان كه در همان محل قرار دارد واگذار كردند كه بدين ترتيب مفهوم كنترلر محلي(Locall Controller) شكل گرفت و تنها در صورتي كه اطلاعات آن قسمت مورد نياز ديگر قسمت ها واقع مي شد و يا تغيير مقدار يك point در آن قسمت از طرف سيستم هاي بالا مد نظر بود توسط شبكه هاي ارتباطي اين امر صورت مي گرفت.
سيستم كنترل غير متمركز DCS
الف- اجزاء DCS
ب- نرم افزار DCS
ج- آدرس دهي DCS و Peerway
د- عيب يابي در سيستم DCS
هـ- كپي نقشه ها و كانالوگ DCS و Peerway
سيستم كنترل غير متمركز (گسترده) DCS
سيستم كنترل فرياند توليد آلومينا در شركت آلوميناي ايران(جاجرم) قسمت اعظم اين فرآيند توسط سيستم DCS كنترل شده از يك اتاق كنترل مركزي CCR و چهار اتاق محل 4 و 3 و 2 و 1 LCR و توسط اين چهار اتاق محل تعداد زيادي از واحد هاي كنترلي كوچك كه در آنها PCL تله مكانيك نصب شده توسط شبكه كابل نوري تبادل اطلاعاتي نموده و كل فرايند آلوميناي تحت كنترل اين سيستم هاي مي باشد كه در اين فصل به اختصار و به طور خلاصه به توضيح و بيان كنترل DCS مي پردازيم و توضيح اينكه DCS مخفف كلمه Distributed control system مي باشد. LCR مخفف Local control Room مي باشد و مدل DCS سيستم R.S3 شركت Fisher Rosmount آمريكا مي باشد.
الف- اجزاء اصلي DCS :
 1- Peer way 2- Consoles 3-Control file  4- Input /Out put كارت 5- Peer way inter pace
سيستم كنترل و DCS و مجموع سخت افزار اين كنترل به شرح ذيل بيان مي شود:
ارتباط توسط شبكه شاه راه فيبر نوري بين اين اجزا انجام شده و قسمت دوم مونيتورهاي اپراتوري بوده كه جهت نمايش و دريافت و ارسال اطلاعات محيط خارجي به سيستم برقرار مي شود. وقت چهارم سيستم هاي رابط مي باشد كه مجموع كنترل فرايند DCS به صورت خط كمك يا اضافي يا Redundancy  كار مي كنند يعني به محض معيوب شدن هر كدام از اجزاء فوق خط كمكي و مسير اضافي به صورت اتوماتيك وارد مدار مي شود. و اطلاعات هميشه در دو مسير ارتباطي ارسال و دو نقطه همزمان پردازش مي‌شود.
اجزاء كل DCS مدل RS3
1- Peer way     2- console  3- Control file 4- Peer way interface Devices
1- Peer way : يك شاه راه ارتباطي بوده كه تمام تجهيزات و دستگاههاي كنترلي از طريق اين شاه‌راه(Peer way) به هم متصل(Link) مي شوند و خاصيت Red undancy اين سيستم peer way اين امكان را به تجهيزات مي دهد تا مستقيم و خيلي راحت با هم ارتباط داشته باشند و اين بزرگراه ارتباطي كه حالت Redundant كار مي‌كند يعني هميشه اطلاعات از دو مسير در حال انتقال‌بوده و كار شبكه را در مواقع‌خرابي‌ شبكه راحت‌مي‌كندو اين‌شبكهPeer way در كارخانه‌آلومينا با كابل فيبرنوري‌انجام شده (Fiber optic cable) و تبادل اطلاعات شبكه به صورت سريال بوده كه در تمام نقاط فرستندگي و گيرندگي(node) ها بايستي اين پورت سريال نصب گردد. اين كابل فيبر نوري در تمام مسيرهاي ارتباطي بصورت دو خط كه همزمان اطلاعات يكسان را تبادل كرده كار گذاشته شده اند و مسيرهاي ارتباطي(F.O.C) كابل نوري بين PLC ها، [PLC25, PLC02, 04,05, 08, PLC23, PLC19, PLC15, PLC01,17,16,13,14] تا LCRها توسط كابل فيبر نوري انجام شده است يعني ابتدا اطلاعات توسط يك سيگنال الكتريكي از واحد به اولين اتاق كنترل منطق PLC ها ارسال شده و از PLC به اتاق هاي كنترل محل (LCR1-4)DCS توسط كابل فيبر نوري ارسال مي شود كه اين اطلاعات توسط پورت سريال RS-232 و ماژول SCm22 توسط PLC ها ارسال مي شود.

اجزاء سخت افزار Peer way
1-1 كابل ارتباطي (F.O.C):
ارتباط اوليه Peer way با تمام وسايل و تجهيزات RS3 به صورت داخل متصل مي شوند(Link) كه اولين تجهيز اين شبكه كابل ارتباطي مي باشد كه مي تواند هر نوعي از كابل باشد نوع كابل استفاده شده در شبكه Peer way كارخانه جاجرم جهت ارتباط كنترلي كارخانه كابل فيبر نوري(Fiber Optic Cable) مي‌باشد و انواع ديگر كابلهاي ارتباطي مثل كواكسيل الكتريكي (Twinax) ، كابلهاي تركيبي نوري و الكتريكي باشد كه كابل فيبر نوري يك كابل نوري (شيشه اي) دوتايي (Dual) بود كه در طول تار شيشه اي نور منتقل شده و مي تواند حجم زيادي را به خاطر بالا بودن سرعت نور به صورت سريال ارسال كند. تعداد Peer way 31 مي توانند با كمك يك (HIAS) بهم وصل شدند.
High way interface adaptor
- HIA : دستگاهي رابط بوده كه مي تواند چند Peer way را به هم وصل كند.
- Peer way Tap : جهت اتصال node به شبكه كنترل و ارتباطPeer way از اين دستگاه استفاده مي‌شود.
- node :هر وسيله يا دستگاهي مثل كنسول، كامپيوتر شخصي، كنترل فايل را به شبكه كنترلPeer way وصل شود را node گويند.
نكته: تمام متعلقات Peer way و خود شبكه Peer way به صورت دو خطي يا Redundant مي باشند (دوتايي)
و كابل استفاده شده در كارخانه جاجرم فيبر نوري و Tap هاي آن هم Fiber optic Peer way Tap مي‌باشد و دوتايي مي باشند.(Tap A,B)
2-1 Peer way Interface Devices :
اين سيستم جهت ارتباط Peer way با اتاق هاي كنترل استفاده مي شوند كه شامل تجهيزات زيادي بوده كه جهت اين ارتباط مورد استفاده قرار مي گيرند.
- Rosmount Network Interface : رابط بين شبكه كنترل RS3 و ديگر كامپيوترها مي باشد.
Supervisery Computer Interface, SCI : يك رابط بين شبكه كنترل RS3 و واحد كامپيوتري (Host. computer) و يا بين كنترل RS3 و خود كنترل سيستم Rosemount مي باشد.
- Tap Peer way : Tap: جهت ارتباط هر node (هر ورودي به شبكه فيبر نوري) Peer way از سيستم و دستگاه Peer way Tap استفاده مي كند.
- node : هر سيستم كنترلي كه به خط ارتباطي فيبر نوري يا هر شبكه ارتباطي وصل شود (اعم از ورودي يا خروجي) مثل كنترل فايل ها، كنسول ها، كامپيوترهاي شخصي و ... خيلي دستگاههاي ديگر كه قابليت ريختن اطلاعات به شبكه Peer way يا گرفتن اطلاعات از اين شبكه ارتباطي شاه راه يا بزرگراه را داشته باشد node گويند.
انواع node
Control file –
Console –
Vax computer-
System resource unit (SRU)-
Vax Peer way-
RNI-SCI-
2- كنسول اپراتوري Consoles :
يك مونيتور رنگي 19 اينچ، صفحه كليد، برد و ميكروپرسسور و كارت كيج هاي ارتباطي، هارد ديسك Video KPY board interface مي باشد كه به مجموع اينها كنسول اطلاق مي شود كه تعداد اين كنسولها در كارخانه آلومينا به شرح ذيل مي باشد؛ ضمنا اين كنسول ها ساخت شركت Fisher. Ros آمريكا بوده و مدل RS3 مي باشد كه در واحد CCR اتاق كنترل مركزي 4 عدد كنسول وجود دارد؛ 1عدد جهت واحد مديريت عمليات كارخانه (Dispaching) و 1 عدد جهت كنترل واحد توليد هواي فشرده واحد P422 و 2 عدد مجموعا جهت كنترل مستقيم واحد ترتيب و فيلتراسيون هيدرات (P416, 17, 17A) انجام مي شود و تعداد 2 عدد كنسول در واحد LCR1 واحد انحلال، 2 عدد كنسول در واحد LCR4 (PU24) واجد بويلر و 2 عدد كنسول در LCR2 جهت كنترل واحدهاي P412,13,14 (تبخير سرد و گل قرمز) و 2 عدد كنسول در LCR3 واحد P421 تحت تكنسين نصب شده اند. در دياگرام كنترل PLC و DCS اين نمايش بخوبي معلوم مي باشد.
3- كنترل فايل Control file :
كنترل فايل محل قرار گرفتن پروسسورها مي باشد كه در هر كنترل فايل اين سيستم هشت عدد پروسسور قرار دارد كه به آنها كنترلر گوئيم. كه اين كنترل پروسسورها وظيفه دريافت مقادير ورودي و ذخيره اطلاعات و مقادير لازم جهت استفاده NODE هاي ديگر را انجام مي دهند و همچنين مقادير ديتاي ورودي را ارزيابي و پس از پردازش براي خروجيهاي آنالوگ و ديجيتال ارسال مي كنند.
نحوه ارسال اطلاعات در سيستم كنترل DCS شركت آلومينا به اين قرار است كه ابتدا اطلاعات از واحد فيلد و MCCها و ديگر نقاط اندازه گيري و به اتاق هاي كنترل (LCR, PLC) ارسال شده و توسط كارتهاي ايزولاتور DCS و PLC وارد شبكه كنترل مي شوند كه نمودار زير بخوبي نشان مي دهد. اطلاعات سپس وارد پانل ارتباطي ترمينال و از آنجا وارد كنترل فايل ها (پروسسورها) مي شوند و در آنجا پردازش شده و تصميم گيري مي شود و از آنجا در صورت نياز وارد شبكه Peer way مي شوند.
كنترلر پروسسور چند منظوري مغز كامپيوتر مي باشد كه در واقع تمام محاسبات آنجا انجام مي شود.