V. Chức năng của hệ thống điều khiển DCS CENTUM CS3000 1 Chức năng vận hành và giám sát.
2. Chức năng điều khiển trạm trường FCS
Đây là chức năng quan trọng cuả hệ thống. Hệ thống đảm nhận việc đo lường các quá trình nhằm thu được các số liệu cần lưu giữ, đưa ra cảnh báo quá trình, mặt khác một số tín hiệu được đưa vào tính toán để đưa ra điều khiển đối tượng. Các FCS thực hiện các chức năng điều khiển quá trình trong CENTUM CS 3000 như: điều khiển liên tục, điều khiển trình tự, các khối tính toán chung...
Cấu hình của các chức năng điều khiển FCS được mô tả khái quát trên hình dưới.
Các khối chức năng là các đơn vị cơ bản để thực hiện điều khiển và tính toán. Các khối chức năng như: khối điều khiển liên tục, các khối tính toán, các khối điều khiển tuần tự....được kết theo cách giống như sơ đồ kết nối của các thiết bị thông thường.
2.1.Chức năng điều khiển bằng các khối điều khiển
Chức năng điều khiển bằng các khối điều khiển thực hiện xử lý tính toán điều khiển sử dụng các biến quá trình cho việc điều khiển và kiểm tra. Các khối chức năng cung cấp cho chức năng này gọi là các khối điều khiển bằng bộ điều khiển ( regulatory control block ).
Các khối điều khiển regulatory bao gồm các khối hiển thị đầu vào, khối điều khiển, khối nạp dữ liệu bằng tay, khối đặt tín hiệu , khối giới hạn tín hiệu, khối chọn tín hiệu, khối phân phối tín hiệu, khối đếm xung và khối cảnh báo.
Hình 3.27 dưới đây thể hiện mối quan hệ giữa khối điều khiển regulatory và các khối điều khiển cơ bản khác như khối điều khiển tuần tự ( sequence control function), khối tính toán số học, khối điều khiển logic...
Hình 3.27.Biểu diễn mối quan hệ.
- Chức năng điều khiển bằng các bộ điều khiển regulatory control:
Đó là điều khiển có phản hồi của một quá trình liên tục. Có thể sử dụng các khối chức năng trong chương trình để thực hiện. Các khối điều khiển regulatory control thực hiện xử lý tính toán điều khiển chủ yếu là các giá trị analog ( các giá trị vào ). Kết quả tính toán đưa ra là giá trị ra đã điều chỉnh MV ( Manipulated Output Value).
Hình 3.28. Sơ đồ khối của khối điều khiển regulatory
IN: Đầu vào PV: Biến quá trình
SET: Giá trị đầu vào đặt SV: Giá trị đặt BIN: Đầu vào bù CSV: Giá trị đặt tầng RL: Đầu vào tín hiệu reset RSV: Giá trị đặt ở xa TSI: Đầu vào khoá hiệu chỉnh VN: Đầu vào giá trị bù INT: Đầu vào khoá liên động RMV:Giá trị rađiều khiển xa SUB: Đầu ra phụ MLV:Tín hiệu reset
OUT: Đầu ra MV: Tín hiệu ra đã tính toán RAW: Tín hiệu thô TSW:Khoá tự chỉnh
- Chức năng điều khiển trình tự (Sequence Cotrol):
Điều khiển trình tự thực hiện các bước điều khiển theo trình tự đã định trước. Có 2 loại điều khiển trình tự :
+ Điều khiển theo chương trình ( kiểu multi – phase): Tức là thực hiện theo việc theo chương trình định trước.
tuần tự theo giai đoạn giám sát tuần tự liên tục
Chức năng quản lý Khối theo bảng tuần tự
Khối SFC
Khối giám sát ValveKhối thiết bị chuyển mạchPhần tử logic
Khối faceplate lai Khối faceplate tương tự
Khối đường cong logic
Phần tử logic
Khối faceplate tuần tự Mục đích điều khiển
Các khối chức năng dẫn đến tuần tự
Các khối chức năng
Các khối faceplate
+ Điều khiển có điều kiện ( kiểu giám sát): Tức là giám sát trạng thái quá trình và thực hiện việc điều khiển có điều kiện.
Hệ thống điều khiển chu trình được chỉ ra trên hình sau:
Hình 3.29. Chức năng điều khiển tuần tự
- Chức năng tính toán:
Thực hiện tính toán tín hiệu Analog và tín hiệu công tắc sử dụng trong chức năng điều khiển liên tục và chức năng điều khiển tuần tự.
Có hai loại khối tính toán dưới đây:
+Khối tính toán số học: Giải quyết các giá trị số cố định của điểm vào ra, sử dụng một thuật toán cố định để thực hiện một phép tính số học.
+Khối tính toán Analog: Chủ yếu dùng để thay đổi đặc tính của thiết bị, xử lý các tín hiệu I/O cuả quá trình cũng như các tín hiệu analog từ các khối chức năng khác. +Khối hoạt động logic: Xử lý các số liệu cố định từ đầu ra hoặc đầu vào ( tín hiệu từ công tắc và rơle, các công tắc bên trong) và sử dụng một thuật toán cố định để tính toán.
+Khối tính toán đa năng: Xử lý các số liệu cố định từ đầu vào và ra, sử dụng thuật toán do người sử dụng đưa ra để thực hiện.
-Khối chức năng Faceplate.
Các khối đa chức năng có thể xem như là một tag đơn hay một khối faceplate đơn. Khối faceplate có các loại: analog, trình tự , lai (hybrid )
Khối faceplate loại analog sử dụng cho các quá trình liên tục; khối trình tự dùng cho bước điều khiển bằng các nút bấm còn khối lai là kết hợp của hai khối trên - Chức năng quản lý đơn vị ( Unit management function )
Các chức năng quản lý đơn vị được sử dụng cho một nhóm chức năng điều khiển nào đó để miêu tả các đơn vị xử lý điều khiển chính. Một thiết bị điều khiển đơn vị cho phép chúng ta thực hiện trên một nhóm thiết bị và các thiết bị điều khiển trong đơn vị đó. Chức năng này có thể sử dụng cho các loại điều khiển quá trình thay đổi giữa điều khiển mẻ và điều khiển liên tục
2.2.Các chức năng kết nối với hệ thống phụ.
Trong những năm gần đây, kỹ thuật PLC ( Programmale Logic Controller) phát triển đã được ứng dụng trong việc điều khiển liên động ( interlock) và tự động các thiết bị kỹ thuật. Thêm vào đó, các thiết bị đo thiết bị phân tích đang trở lên thông minh hoá làm tăng khả năng cho việc truyền thông dữ liệu. Các trạm điều khiển trường FCS có thể kết nối qua giao thức truyền thông RS với các hệ thống phụ trên. Các dữ liệu của hệ thống phụ được tích hợp với chức năng điều khiển FCS.
Ta có thể kết nối tới hệ thống phụ thông qua các module kết nối ACM21/ACM22 ( được gắn trên một nest của module kết nối trong FCS ) hoặc sử dụng card truyền thông ACM21/ ACM22 được gắn trên một compact FCS:
ALR111: Module kết nối RS – 232C ( Cho KFCS ) ALR121: Module kết nối RS – 422/RS485 ( Cho KFCS ) ACM11: Module kết nối RS – 232C
ACM12: Module kết nối RS – 422/RS485
ACM21: Card kết nối đa năng RS232C ( cho Compact FCS)
ACM71: Module kết nối cho Ethernet ( cho Compact FCS) Danh sách các gói truyền thông cho hệ thống phụ:
- Gói truyền thông cho PLC FA- M3 ( cho ALR111, ALR112) - Gói truyền thông Modbus ( cho ALR111, ALR112)
- Gói truyền thông MELSEC- A
- Gói truyền thông cho PLC FA- M3 ( cho ACM11, ACM12) - Gói truyền thông cho phần mềm DARWIN ( cho ACM11) - Gói truyền thông Modbus ( cho ACM11,ACM12)
- Gói truyền thông cho phần mềm hãng Siemens...