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Arquitetura de hardware DCS
08/12/2023
Considerando a estrutura hierárquica do SDCD, o nível de controle de processo e o nível de gerenciamento de controle são os dois elos mais básicos do SDCD. O nível de controle de processo realiza as funções de controle descentralizadas de entrada, transformação, operação e saída de sinal. Em diferentes DCS, os dispositivos de controle no nível de controle de processo são diferentes, como a unidade de controle de processo, a estação de controle de campo, a unidade de interface de processo, etc., mas suas formas estruturais são aproximadamente as mesmas, que podem ser coletivamente referidas como como a unidade de controle de campo FCU. O nível de gerenciamento de processos é composto por posto de engenheiro, posto de operador, computador de gerenciamento, etc., que completa o monitoramento e gerenciamento centralizado do nível de controle de processo. Geralmente é chamada de estação de operação. O hardware e software do DCS são projetados de acordo com a estrutura modular, portanto, o desenvolvimento do DCS consiste, na verdade, em combinar vários módulos básicos fornecidos pelo sistema em um sistema de acordo com as necessidades reais. Este processo é chamado de configuração do sistema. (1) Unidade de controle de campo A unidade de controle de campo geralmente fica longe do centro de controle e instalada perto do local. Sua estrutura altamente modular pode ser configurada em unidades de controle de processo com diferentes escalas, desde diversos pontos de monitoramento até centenas de pontos de monitoramento de acordo com as necessidades de monitoramento e controle de processos. A estrutura da unidade de controle de campo é que muitas placas plug-in (ou placas) com funções dispersas são instaladas na caixa plug-in de acordo com uma determinada ordem lógica ou física. As unidades de controle de campo e o nível de gerenciamento de controle são conectados por barramento para realizar a troca de informações. A configuração de hardware da unidade de controle de campo precisa completar o seguinte conteúdo: Configuração de plug-in Configure o plug-in de host (plug-in de CPU), plug-in de energia, plug-in de E/S, plug-in de comunicação e outros dispositivos de hardware de acordo com os requisitos do sistema e escala de controle; Configuração de redundância de hardware A configuração de redundância de equipamentos principais é um meio importante para melhorar a confiabilidade do DCS. O DCS geralmente pode obter configuração de redundância para plug-in de host, plug-in de alimentação, plug-in de comunicação e rede e plug-in de E/S principal. Para DCS com instalações de hardware diferentes, a instalação de vários plug-ins na caixa de plug-ins será especificada em ordem lógica ou física. Além disso, a unidade de controle de campo geralmente é dividida em dois tipos: tipo básico e tipo estendido. O chamado tipo básico é que todos os tipos de plug-ins são instalados em uma caixa de plug-ins, mas mais frequentemente é necessária a estrutura expansível, ou seja, uma unidade de controle de campo também inclui várias unidades de expansão de entrada/saída digital, que estão conectados entre si por ônibus. Em essência, a forma estrutural e os requisitos de configuração da unidade de controle de campo são consistentes com a configuração de hardware do PLC modular. (2) Estação de operação A estação de operação exibe e registra os dados do processo de cada unidade de controle, que é a interface de operação para a interação entre as informações humanas e do processo de produção. As estações de operação típicas incluem sistema host, equipamento de exibição, equipamento de entrada de teclado, equipamento de armazenamento de informações, equipamento de saída de impressão, etc., realizando principalmente funções de exibição poderosas (como exibição de parâmetros analógicos, exibição de status do sistema, exibição de tela múltipla, etc.), alarme função, função de operação, função de impressão de relatório, função de configuração e programação, etc. Além disso, a estação de operação DCS também é dividida em estação de operador e estação de engenharia. Do ponto de vista das funções do sistema, o primeiro realiza principalmente a operação geral de produção e tarefas de monitoramento, e tem as funções de aquisição e processamento de dados, exibição de tela de monitoramento, diagnóstico de falhas e alarme. Além das funções gerais do posto do operador, este último também deve ter as funções de configuração do sistema, modificação dos objetivos de controle, etc. Do ponto de vista do equipamento de hardware, o posto do engenheiro e o posto do operador da maioria dos sistemas são combinados, e apenas um teclado de engenheiro é usado para distingui-los.