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DCS-Hardwarearchitektur
08.12.2023
In Anbetracht der hierarchischen Struktur von DCS sind die Prozesskontrollebene und die Kontrollmanagementebene die beiden grundlegendsten Verbindungen von DCS. Die Prozessleitebene realisiert die dezentralen Steuerfunktionen Signaleingabe, Transformation, Betrieb und Ausgabe. In verschiedenen DCS sind die Steuergeräte auf der Prozessleitebene unterschiedlich, z. B. die Prozessleiteinheit, die Feldleitstation, die Prozessschnittstelleneinheit usw., ihre Strukturformen sind jedoch ungefähr gleich und können kollektiv bezeichnet werden als Feldsteuergerät FCU. Die Prozessmanagementebene besteht aus einer Ingenieurstation, einer Bedienstation, einem Verwaltungscomputer usw., die die zentrale Überwachung und Verwaltung der Prozesssteuerungsebene vervollständigt. Sie wird üblicherweise als Operationsstation bezeichnet. Die Hardware und Software von DCS sind modular aufgebaut, sodass die Entwicklung von DCS tatsächlich darin besteht, verschiedene vom System bereitgestellte Grundmodule entsprechend den tatsächlichen Anforderungen zu einem System zu kombinieren. Dieser Vorgang wird als Systemkonfiguration bezeichnet. (1) Feldsteuereinheit Die Feldsteuereinheit ist in der Regel weit entfernt von der Leitstelle und in der Nähe des Standorts installiert. Seine hochmodulare Struktur kann je nach den Anforderungen der Prozessüberwachung und -steuerung in Prozesskontrolleinheiten mit unterschiedlichen Maßstäben von mehreren Überwachungspunkten bis hin zu Hunderten von Überwachungspunkten konfiguriert werden. Der Aufbau der Feldsteuereinheit besteht darin, dass viele Steckkarten (oder Karten) mit verstreuten Funktionen in einer bestimmten logischen oder physikalischen Reihenfolge in der Steckbox installiert werden. Die Feldsteuereinheiten und die Steuerungsebene sind über einen Bus verbunden, um den Informationsaustausch zu realisieren. Die Hardwarekonfiguration der Feldsteuereinheit muss folgende Inhalte vervollständigen: Plug-in-Konfiguration Konfigurieren Sie das Host-Plug-in (CPU-Plug-in), das Strom-Plug-in, das E/A-Plug-in, das Kommunikations-Plug-in und andere Hardwaregeräte entsprechend den Systemanforderungen und der Steuerungsskala; Hardware-Redundanzkonfiguration Die Redundanzkonfiguration wichtiger Geräte ist ein wichtiges Mittel zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von DCS. DCS kann im Allgemeinen eine Redundanzkonfiguration für Host-Plug-Ins, Strom-Plug-Ins, Kommunikations-Plug-Ins und Netzwerke sowie wichtige E/A-Plug-Ins erreichen. Bei DCS mit unterschiedlichen Hardwareinstallationen wird die Installation verschiedener Plug-Ins in der Plug-In-Box in logischer oder physischer Reihenfolge angegeben. Darüber hinaus wird die Feldsteuereinheit normalerweise in zwei Typen unterteilt: Basistyp und erweiterter Typ. Der sogenannte Grundtyp besteht darin, dass alle Arten von Plug-Ins in einer Plug-In-Box installiert sind. Häufiger ist jedoch die erweiterbare Struktur erforderlich, d. die über einen Bus miteinander verbunden sind. Im Wesentlichen stimmen die strukturelle Form und die Konfigurationsanforderungen der Feldsteuereinheit mit der Hardwarekonfiguration der modularen SPS überein. (2) Betriebsstation Die Bedienstation zeigt und zeichnet die Prozessdaten jeder Steuereinheit auf und dient als Bedienschnittstelle für die Interaktion zwischen Mensch und Produktionsprozessinformationen. Zu den typischen Betriebsstationen gehören Hostsysteme, Anzeigegeräte, Tastatureingabegeräte, Informationsspeichergeräte, Druckausgabegeräte usw., die hauptsächlich leistungsstarke Anzeigefunktionen (z. B. analoge Parameteranzeige, Systemstatusanzeige, Anzeige auf mehreren Bildschirmen usw.) und Alarme realisieren Funktion, Betriebsfunktion, Berichtsdruckfunktion, Konfigurations- und Programmierfunktion usw. Darüber hinaus ist die DCS-Bedienstation auch in eine Bedienerstation und eine Ingenieurstation unterteilt. Aus Sicht der Systemfunktionen realisiert ersteres hauptsächlich die allgemeinen Produktionsbetriebs- und Überwachungsaufgaben und verfügt über die Funktionen Datenerfassung und -verarbeitung, Überwachungsbildschirmanzeige, Fehlerdiagnose und Alarm. Zusätzlich zu den allgemeinen Funktionen der Bedienstation sollte diese auch über die Funktionen Systemkonfiguration, Änderung von Steuerungszielen usw. verfügen. Aus Sicht der Hardwareausrüstung sind die Technikerstation und die Bedienstation der meisten Systeme nur kombiniert Zur Unterscheidung wird eine Technikertastatur verwendet.