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DCS ハードウェア アーキテクチャ
2023-12-08
DCS の階層構造を考慮すると、プロセス制御レベルと制御管理レベルは DCS の 2 つの最も基本的なリンクです。 プロセス制御レベルは、信号の入力、変換、演算、出力の分散制御機能を実現します。 異なるDCSでは、プロセス制御ユニット、フィールド制御ステーション、プロセスインターフェースユニットなど、プロセス制御レベルの制御装置は異なりますが、それらの構造形式はほぼ同じであり、総称して参照できます。フィールドコントロールユニットFCUとして。 プロセス管理レベルは、エンジニアステーション、オペレータステーション、管理コンピュータなどで構成され、プロセス制御レベルの集中監視および管理が完了します。 通常はオペレーションステーションと呼ばれます。 DCS のハードウェアとソフトウェアはモジュール構造に従って設計されているため、実際の DCS の開発は、システムが提供するさまざまな基本モジュールを実際のニーズに応じてシステムに組み合わせることになります。 このプロセスはシステム構成と呼ばれます。 (1) フィールドコントロールユニット フィールド制御ユニットは通常、制御センターから遠く離れており、現場の近くに設置されます。 高度にモジュール化された構造により、プロセスの監視と制御のニーズに応じて、数監視ポイントから数百監視ポイントまで、さまざまな規模のプロセス制御ユニットに構成できます。 フィールドコントロールユニットの構造は、分散した機能を備えた多数のプラグインボード（またはカード）が、一定の論理的または物理的順序に従ってプラグインボックスに取り付けられることです。 フィールド制御ユニットと制御管理レベルはバスで接続され、情報交換が実現されます。 フィールド制御ユニットのハードウェア構成は、次の内容を完了する必要があります。 プラグイン構成 システム要件と制御規模に応じて、ホストプラグイン (CPU プラグイン)、電源プラグイン、I/O プラグイン、通信プラグイン、その他のハードウェアデバイスを構成します。 ハードウェアの冗長化構成 主要機器の冗長化構成は、DCSの信頼性を向上させる重要な手段です。 DCS は一般に、ホスト プラグイン、電源プラグイン、通信プラグインとネットワーク、およびキー I/O プラグインの冗長構成を実現できます。 異なるハードウェアがインストールされている DCS の場合、プラグイン ボックス内のさまざまなプラグインのインストールは論理的または物理的な順序で指定されます。 また、フィールドコントロールユニットは通常、基本タイプと拡張タイプの2種類に分かれます。 いわゆる基本タイプは、あらゆる種類のプラグインがプラグインボックスにインストールされていますが、多くの場合、拡張可能な構造が必要です。つまり、フィールドコントロールユニットには複数のデジタル入出力拡張ユニットも含まれており、それらはバスで接続されています。 本質的に、フィールド制御ユニットの構造形式と構成要件は、モジュール式 PLC のハードウェア構成と一致しています。 (2) 運用ステーション オペレーション ステーションは、各制御ユニットからのプロセス データを表示および記録します。これは、人間と生産プロセス情報の間の対話のための操作インターフェイスです。 代表的な操作ステーションには、ホストシステム、表示装置、キーボード入力装置、情報記憶装置、印刷出力装置などが含まれ、主に強力な表示機能（アナログパラメータ表示、システムステータス表示、複数画面表示など）、アラームを実現します。機能、操作機能、レポート印刷機能、設定・プログラミング機能など また、DCS運用ステーションもオペレータステーションとエンジニアステーションに分かれています。 システム機能の観点から見ると、前者は主に一般的な生産運用と監視タスクを実現し、データの取得と処理、監視画面の表示、障害診断と警報の機能を備えています。 オペレータステーションは、一般的な機能に加えて、システム構成や制御目標の変更などの機能も持たなければなりません。ハードウェア機器の観点から見ると、ほとんどのシステムではエンジニアステーションとオペレータステーションが組み合わされており、単にオペレータステーションのみが機能します。それらを区別するために 1 つのエンジニア キーボードが使用されます。