DCS là gì? Điểm khác biệt giữa hệ thống DCS và SCADA là gì?

DCS là một công nghệ quan trọng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Nó cho phép giám sát và điều khiển các quy trình công nghiệp phức tạp thông qua một mạng phân tán. Ngày nay, DCS đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất, độ tin cậy và an toàn của các nhà máy và nhà máy sản xuất hiện đại. Vậy DCS là gì? DCS và SCADA khác nhau ở đâu? Hãy cùng Việt Tuấn tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

DCS là gì?

DCS là từ viết tắt của "Distributed Control System" trong tiếng Anh, được dịch là "hệ thống điều khiển phân tán". DCS là một hệ thống điều khiển dùng cho các dây chuyền sản xuất, quá trình hoặc hệ thống động, trong đó các bộ điều khiển không tập trung ở một nơi mà được phân tán trên toàn bộ hệ thống. Mỗi hệ thống con được điều khiển bởi một hoặc nhiều bộ điều khiển khác nhau.

Ưu điểm nổi bật của hệ thống DCS

Mức điều khiển cao

Hệ thống DCS tích hợp các bộ điều khiển, mạng truyền thông và phần mềm điều hành, cho phép quản lý nhiều điểm vào/ra. Điều này giúp đạt được mức độ điều khiển cao trong quá trình sản xuất.

Cấu hình linh hoạt

Hệ thống DCS có khả năng dự phòng và linh hoạt, cho phép thay đổi chương trình và cấu trúc hệ thống mà không gây gián đoạn hoặc khởi động lại quá trình sản xuất.

Tỷ lệ lỗi thấp

Hệ thống DCS được thiết kế để tích hợp với các PLC khác nhau và điều khiển các máy và công đoạn sản xuất độc lập. Điều này giúp giảm tỷ lệ lỗi và tối ưu hóa việc điều khiển trong các nhà máy và xí nghiệp.

Tính sẵn sàng và độ tin cậy

Hệ thống DCS hiện đại có các cơ chế dự phòng, an toàn và khởi động lại tự động khi xảy ra sự cố. Ngoài ra, chúng cũng cung cấp các chế độ bảo trì, chẩn đoán và chỉ thị lỗi. Điều này giúp đảm bảo tính sẵn sàng và độ tin cậy của hệ thống. Hơn nữa, hệ thống DCS cho phép cài đặt các chế độ bảo mật để kiểm soát quyền truy cập dữ liệu và điều khiển, tăng cường an ninh và bảo mật thông tin.

Hệ thống DCS được phân loại như thế nào?

Hệ thống DCS truyền thống

Đây là các hệ thống sử dụng các bộ điều khiển quá trình theo kiến trúc riêng của từng nhà sản xuất. Các hệ thống truyền thống thường có thiết kế đóng kín, ít tuân thủ các chuẩn giao tiếp công nghiệp và các bộ điều khiển chỉ thực hiện chức năng điều khiển quá trình. Đôi khi phải kết hợp với các thiết bị điều khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller).

Hệ thống DCS trên nền PLC

Các bộ điều khiển PLC hiện đại không chỉ thực hiện các phép tính logic đơn giản, mà còn có khả năng làm việc với tín hiệu tương tự và thực hiện phép toán số học, thuật toán điều khiển phản hồi. Hệ thống DCS sử dụng PLC thường có cấu hình mạnh, hỗ trợ điều khiển trình tự và được lập trình theo các phương pháp hiện đại.

Hệ thống DCS trên nền PC

So với PLC và các bộ điều khiển DCS đặc chủng, hệ thống DCS trên nền PC có ưu điểm là tính mở, khả năng lập trình tự do, hiệu năng tính toán cao và đa chức năng, cũng như giá thành cạnh tranh. Sử dụng máy tính cá nhân (PC) làm nền tảng giúp hệ thống DCS linh hoạt và dễ dàng tùy chỉnh theo yêu cầu cụ thể.

DCS có cấu trúc như thế nào?

Trạm điều khiển cục bộ (local control station, LCS)

Đây là các trạm điều khiển cục bộ (LCU) hoặc trạm quá trình (PS) có nhiệm vụ thực hiện chức năng điều khiển cho một công đoạn cụ thể. Các trạm này thường được đặt tại phòng điều khiển hoặc phòng điện gần khu vực hiện trường.

Trạm vận hành (operator station, OS)

Các trạm vận hành được đặt tại phòng điều khiển trung tâm và cho phép nhân viên vận hành quản lý và giám sát quá trình sản xuất. Mỗi trạm vận hành tương ứng với một phân đoạn hoặc phân xưởng.

Trạm kỹ thuật (engineering station, ES)

Trạm kỹ thuật là nơi cài đặt các công cụ phát triển và cấu hình hệ thống DCS. Tại trạm này, người dùng có thể tạo và theo dõi các chương trình điều khiển và giao diện người - máy cũng như cấu hình và thiết lập các thiết bị trường.

Hệ thống truyền thông

Hệ thống truyền thông bao gồm bus trường (field bus) và bus hệ thống (system bus). Bus trường kết nối trạm điều khiển với các trạm vào/ ra phân tán và các thiết bị trường thông minh. Bus hệ thống nối mạng các trạm điều khiển cục bộ và các trạm vận hành, trạm kỹ thuật.

Ngoài ra, một hệ thống DCS cụ thể còn có thể bao gồm các thành phần khác như trạm vào/ra từ xa (remote I/O station), các bộ điều khiển chuyên dụng và nhiều thành phần khác tùy thuộc vào yêu cầu và quy mô của hệ thống.

Làm sao để lập trình cho một hệ thống DCS đúng cách?

Để lập trình cho một hệ thống DCS đúng cách, cần tuân theo các bước sau:

• Thiết lập hệ thống: Bắt đầu bằng việc cài đặt DCS server và các máy kỹ thuật. Hệ thống DCS bao gồm phần cứng, phần mềm, công nghệ và truyền thông từ một nhà cung cấp.
• Tạo dự án: Kỹ sư sẽ tạo một dự án thống nhất, bao gồm chương trình PLC và chương trình SCADA, và hai chương trình này được liên kết chặt chẽ với nhau.
• Lập trình: Kỹ sư tiến hành lập trình dự án theo yêu cầu và thông số kỹ thuật của hệ thống. Chương trình điều khiển sẽ được tải lên PLC, chương trình SCADA sẽ chạy trên các máy tính SCADA, và phần cấu hình và chương trình của Remote I/O và thiết bị trường sẽ được tải xuống các thiết bị tương ứng.
• Thực thi dự án: Sau khi hoàn thành lập trình, dự án sẽ được thực thi. Chương trình điều khiển sẽ được tải vào PLC, chương trình SCADA sẽ chạy trên máy tính SCADA, và cấu hình và chương trình của Remote I/O và thiết bị trường sẽ được cài đặt.
• Sửa đổi và điều chỉnh: Trong quá trình vận hành hệ thống, nếu cần sửa đổi kỹ thuật, kỹ sư có quyền truy cập đến các đối tượng trong chương trình điều khiển, chẳng hạn như các bơm trên giao diện SCADA. Kỹ sư có thể truy cập và chỉnh sửa đoạn chương trình điều khiển liên quan đến các đối tượng này trên PLC thông qua giao diện máy tính.

DCS và SCADA có gì khác nhau?

• Định hướng: DCS được định hướng theo quy trình, trong khi SCADA được định hướng thu thập dữ liệu.
• Quy mô và phạm vi: DCS thường được sử dụng trong các khu vực hạn chế với các đơn vị điều khiển phân tán giao tiếp thông qua mạng cục bộ. Trong khi đó, SCADA thường áp dụng trong các khu vực có phạm vi địa lý lớn hơn và sử dụng các hệ thống thông tin liên lạc khác nhau, thường kém tin cậy hơn mạng cục bộ.
• Điều khiển vòng kín: DCS sử dụng điều khiển vòng kín tại trạm điều khiển quá trình và thiết bị đầu cuối từ xa. Trong khi đó, SCADA không có điều khiển vòng kín như vậy.
• Phần mềm giao diện người vận hành: DCS tích hợp phần mềm giao diện người vận hành với cơ sở dữ liệu thẻ. Trong khi đó, SCADA yêu cầu bạn mua phần mềm bổ sung và xây dựng hoặc nhập thẻ của riêng bạn.

Nhìn chung, DCS và SCADA có sự khác biệt trong định hướng, quy mô, điều khiển và phần mềm giao diện người vận hành. DCS tập trung vào điều khiển quy trình và giao tiếp cục bộ, trong khi SCADA tập trung vào thu thập dữ liệu và phạm vi địa lý lớn hơn.

Bạn đọc có thể tìm hiểu thêm thông tin về SCADA tại đây

Tạm kết

DCS là một hệ thống điều khiển phân tán được sử dụng trong các quy trình công nghiệp và hệ thống điều khiển tự động. Với khả năng quản lý và điều khiển các điểm vào/ra một cách hiệu quả, DCS giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của quy trình sản xuất. Bằng cách tích hợp các thành phần như trạm điều khiển, trạm vận hành và hệ thống truyền thông DCS đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hoạt động và tối ưu hóa quy trình công nghiệp. Trên đây là tổng hợp các thông tin về DCS là gì mà Việt Tuấn muốn gửi đến bạn đọc, bạn đọc đừng quên theo dõi Việt Tuấn để nhận những thông tin mạng mới nhất nhé!