Ein verteiltes Regelsystem (DCS) bezieht sich auf ein Regelsystem gewöhnlich eines Produktionssystems, Prozesses oder jeder Art des dynamischen Systems, in dem die Kontrolleur-Elemente in der Position (wie das Gehirn) nicht zentral sind, aber überall im System mit jedem von einem oder mehr Kontrolleuren kontrollierten Teilsubsystem verteilt werden. Das komplette System von Kontrolleuren wird durch Netze für die Kommunikation und Überwachung verbunden.

DCS ist ein sehr breiter in einer Vielfalt von Industrien gebrauchter Begriff, um verteilte Ausrüstung zu kontrollieren und zu kontrollieren.

• Bratrost der elektrischen Leistung und elektrische Generationswerke
• Umweltregelsysteme
• Verkehr gibt Zeichen
• Radio gibt Zeichen
• Wasserverwaltungssysteme
• Ölraffinierungswerke
• Metallurgische Prozess-Werke
• Chemische Werke
• Arzneimittel, das verfertigt
• Sensornetze
• Trockene Ladung und Hauptteil-Öltransportunternehmen-Schiffe

Elemente

Ein DCS verwendet normalerweise Gewohnheit hat Verarbeiter als Kontrolleure entworfen und verwendet sowohl Eigentumsverbindungen als auch Kommunikationsprotokoll für die Kommunikation. Eingang und Produktionsmodule bilden Teilteile des DCS. Der

Verarbeiter erhält Information von Eingangsmodulen und sendet Information an Produktionsmodule. Die Eingangsmodule erhalten Information von Eingangsinstrumenten im Prozess (oder Feld) und übersenden Instruktionen den Produktionsinstrumenten im Feld. Computerbusse oder elektrische Busse verbinden den Verarbeiter und die Module durch multiplexer oder Demultiplexer. Busse verbinden auch die verteilten Kontrolleure mit dem Hauptkontrolleur und schließlich zur Schnittstelle der Menschlichen Maschine (HMI) oder kontrollieren Konsolen. Sieh Prozessautomatisierungssystem.

Die Elemente eines DCS können direkt zur physischen Ausrüstung wie Schalter, Pumpen und Klappen in Verbindung stehen, oder sie können durch ein Zwischensystem wie ein SCADA System arbeiten.

Anwendungen

Verteilte Regelsysteme (DCSs) sind gewidmete Systeme, die verwendet sind, um Fertigungsverfahren zu kontrollieren, die dauernd oder, wie Ölraffinierung, petrochemicals, Zentrale-Energieerzeugung, Dünger, Arzneimittel, Essen und Getränk-Herstellung Gruppe-orientiert sind, Produktion, Stahlerzeugung und Papierherstellung zementieren. DCSs werden mit Sensoren und Auslösern verbunden und verwenden Setpoint-Kontrolle, um den Materialfluss durch das Werk zu kontrollieren. Das allgemeinste Beispiel ist eine Setpoint-Kontrollschleife, die aus einem Druck-Sensor, Kontrolleur und Kontrollklappe besteht. Druck oder Fluss-Maße werden dem Kontrolleur gewöhnlich durch die Hilfe eines Signals übersandt, das Eingang/Produktion (Eingabe/Ausgabe) Gerät bedingt. Wenn die gemessene Variable einen bestimmten Punkt erreicht, beauftragt der Kontrolleur eine Klappe oder Betätigungsgerät, sich zu öffnen oder zu schließen, bis der Fluidic-Fluss-Prozess den gewünschten setpoint erreicht. Große Ölraffinerien haben viele tausend von Eingabe/Ausgabe-Punkten und verwenden sehr großen DCSs. Prozesse werden auf Fluidic-Fluss-Pfeifen jedoch nicht beschränkt, und können auch Dinge wie Papiermaschinen und ihre verbundenen Qualitätssteuerungen einschließen (sieh Qualitätsregelsystem QCS), variable Geschwindigkeitslaufwerke und Motorkontrollzentren, zementieren Sie Brennofen, Bergbaubetriebe, Erzverarbeitungsmöglichkeiten und viele andere.

Ein typischer DCS besteht aus funktionell und/oder hat geografisch Digitalkontrolleure verteilt, die zur Durchführung von 1 bis 256 oder mehr Durchführungskontrollschleifen in einem Kontrollkasten fähig sind. Die Geräte des Eingangs/Produktion (Eingabe/Ausgabe) können mit dem Kontrolleur integriert oder entfernt über ein Feldnetz gelegen sein. Heutige Kontrolleure haben umfassende rechenbetonte Fähigkeiten und, zusätzlich zum proportionalen, integrierten, und abgeleitet (PID) Kontrolle, kann allgemein folgende und Logikkontrolle durchführen. Moderne DCSs unterstützen auch Nervennetze und krause Anwendung.

DCS System wird gewöhnlich mit überflüssigen Verarbeitern entworfen, um die Zuverlässigkeit des Regelsystems zu erhöhen. Die meisten Systeme kommen mit konservierten Anzeigen und Konfigurationssoftware, die dem Endbenutzer ermöglicht, das Regelsystem ohne viel Programmierung der niedrigen Stufe aufzustellen. Das erlaubt dem Benutzer, sich auf die Anwendung aber nicht die Ausrüstung besser zu konzentrieren, obwohl viele Systemkenntnisse und Sachkenntnis noch erforderlich sind, die Hardware und Software sowie die Anwendungen zu unterstützen. Viele Werke haben Gruppen gewidmet, die sich auf diese Aufgabe konzentrieren. Diese Gruppen sind in vielen Fällen augumented durch das Verkäufer-Unterstützungspersonal und/oder die Maintenence-Unterstützungsverträge.

DCSs kann einen oder mehr Arbeitsplätze verwenden und kann am Arbeitsplatz oder durch einen Off-Linepersonalcomputer konfiguriert werden. Lokale Kommunikation wird durch ein Kontrollnetz mit der Übertragung über das gedrehte Paar behandelt, oder Faser Sehkabel koaxial. Ein Server und/oder Anwendungsverarbeiter können ins System für den zusätzlichen rechenbetont, Datenerfassung und das Melden der Fähigkeit eingeschlossen werden.

Geschichte

Frühe Minicomputer wurden in der Kontrolle von Industrieprozessen seit dem Anfang der 1960er Jahre verwendet. IBM 1800 war zum Beispiel ein früher Computer, der Hardware des Eingangs/Produktion hatte, um Prozess-Signale in einem Werk für die Konvertierung von Feldkontakt-Niveaus (für Digitalpunkte) und analoge Signale zum Digitalgebiet zu sammeln.

Das erste Industriekontrollcomputersystem war gebauter 1959 am Texaco Port Arthur, Texas, Raffinerie mit einem RW-300 von Ramo-Wooldridge Company

Der DCS wurde 1975 eingeführt. Sowohl Honeywell als auch japanisches elektrotechnisches Unternehmen Yokogawa hat ihr eigenes unabhängig eingeführt, haben DCSs in grob derselben Zeit, mit TDC 2000 und CENTUM Systemen beziehungsweise erzeugt. Das amerikanische Bristol hat auch ihren UCS 3000 universaler Kontrolleur 1975 eingeführt. 1978 hat Metso (bekannt als Valmet 1978) ihr eigenes DCS System genannt Damatic (letzte Generation genannt die Metso DNA) eingeführt. 1980 hat Außenhof (jetzt ein Teil von ABB) das NETZ 90 System eingeführt. Auch 1980 hat Fischer & Porter Company (jetzt auch ein Teil von ABB) DCI-4000 eingeführt (DCI tritt für Verteilte Kontrollinstrumentierung ein).

Der DCS ist größtenteils wegen der vergrößerten Verfügbarkeit von Mikrocomputern und der Proliferation von Mikroprozessoren in der Welt der Prozesssteuerung geschehen. Computer waren bereits auf die Prozessautomatisierung für einige Zeit in der Form sowohl der direkten Digitalkontrolle (DDC) angewandt worden als auch haben Punkt-Kontrolle gesetzt. Am Anfang der 1970er Jahre hat Taylor Instrument Company, (jetzt ein Teil von ABB) das 1010 System, Foxboro das FOX1 System und die Außenhof-Steuerungen die 1055 Systeme entwickelt. Alle von diesen waren DDC Anwendungen, die innerhalb von Minicomputern (DEZ PDP-11, Varian Datenmaschinen, MODCOMP usw.) durchgeführt sind und verbunden mit der Eigentumshardware des Eingangs/Produktion. Hoch entwickelt (für die Zeit) dauernd sowie Gruppe-Kontrolle wurde auf diese Weise durchgeführt. Eine konservativere Annäherung wurde Punkt-Kontrolle gesetzt, wo Prozess-Computer Trauben von analogen Prozess-Kontrolleuren beaufsichtigt haben. Ein CRT-basierter Arbeitsplatz hat Sichtbarkeit in den Prozess mit dem Text und der groben Charakter-Grafik zur Verfügung gestellt. Die Verfügbarkeit einer völlig funktionellen grafischen Benutzerschnittstelle war ein Weg weg.

Zentral zum DCS Modell war die Einschließung von Kontrollfunktionsblöcken. Funktionsblöcke haben von frühen, primitiveren DDC Konzepten des "Tisches Gesteuerte" Software entwickelt. Eine der ersten Verkörperungen der objektorientierten Software, Funktionsblöcke waren selbst enthaltene "Blöcke" des Codes, der mit analogen Hardware-Kontrollbestandteilen wettgeeifert hat und Aufgaben durchgeführt hat, die für die Prozesssteuerung wie Ausführung von PID Algorithmen notwendig waren. Funktionsblöcke setzen fort, als die vorherrschende Methode der Kontrolle für DCS Lieferanten anzudauern, und werden durch Schlüsseltechnologien wie Fundament Fieldbus heute unterstützt.

Midac Systeme, Sydneys, Australien, haben sich entwickelt ein eingewandter - orientiert hat direktes Digitalregelsystem 1982 verteilt. Das Hauptsystem hat 11 Mikroprozessoren geführt, die Aufgaben und allgemeines Gedächtnis teilen, und hat mit einem Seriennachrichtennetz von verteilten Kontrolleuren jedes Laufen von zwei Z80s verbunden. Das System wurde an der Universität Melbournes installiert.

Die Digitalkommunikation zwischen verteilten Kontrolleuren, Arbeitsplätzen und anderen Rechenelementen (Gleicher, um Zugang zu spähen), war einer der primären Vorteile des DCS. Aufmerksamkeit wurde auf die Netze ordnungsgemäß gerichtet, die die äußerst wichtigen Linien der Kommunikation zur Verfügung gestellt haben, die, für Prozess-Anwendungen, Sonderaufgaben wie Determinismus und Überfülle vereinigen musste. Infolgedessen haben viele Lieferanten den IEEE 802.4 Netzwerkanschlussstandard umarmt. Diese Entscheidung hat den Weg für die Welle von notwendigen Wanderungen bereitet, als Informationstechnologie in Prozessautomatisierung und IEEE 802.3 umgezogen ist aber nicht IEEE 802.4 als die Kontrolle LAN vorgeherrscht hat.

Das Netz Zentrisches Zeitalter der 1980er Jahre

Der DCS hat verteilte Intelligenz zum Werk gebracht und hat die Anwesenheit von Computern und Mikroprozessoren in der Prozesssteuerung gegründet, aber es hat noch die Reichweite und Offenheit nicht zur Verfügung gestellt, die notwendig ist, um Pflanzenquellenvoraussetzungen zu vereinigen. In vielen Fällen war der DCS bloß ein Digitalersatz derselben Funktionalität, die von analogen Kontrolleuren und einer Panelboard-Anzeige zur Verfügung gestellt ist. Das wurde in Purdue Reference Model (PRM) aufgenommen, das entwickelt wurde, um Produktionsoperationsverwaltungsbeziehungen zu definieren. PRM hat später die Basis für ISA-95 Standardtätigkeiten heute gebildet.

In den 1980er Jahren haben Benutzer begonnen, auf DCSs als mehr zu schauen, als gerade grundlegende Prozesssteuerung. Ein sehr frühes Beispiel einer Direkten Digitalkontrolle DCS wurde von australischem Geschäftsmidac im 1981-82 Verwenden R-Tec Australian vollendet, hat Hardware entworfen. Das an der Universität Melbournes installierte System hat ein Serienkommunikationsnetz verwendet, Campus-Gebäude zurück mit einem Kontrollraum "Vorderende" verbindend. Jede entfernte Einheit hat 2 Z80 Mikroprozessoren geführt, während das Vorderende 11 in einer Parallelen In einer Prozession gehenden Konfiguration mit dem paginierten allgemeinen Gedächtnis gelaufen ist, um Aufgaben zu teilen, und auf 20,000 gleichzeitige Steuerungsgegenstände zulaufen konnte.

Es wurde geglaubt, dass, wenn Offenheit erreicht werden konnte und größere Datenmengen überall im Unternehmen geteilt werden konnten, dass noch größere Dinge erreicht werden konnten. Die ersten Versuche, die Offenheit von DCSs zu vergrößern, sind auf die Adoption des vorherrschenden Betriebssystems des Tages hinausgelaufen: UNIX. UNIX und sein Begleiter, der Technologie vernetzt, TCP-IP wurden vom US-Verteidigungsministerium für die Offenheit entwickelt, die genau das Problem die Prozess-Industrien war, achteten sich aufzulösen.

Infolgedessen haben Lieferanten auch begonnen, mit Sitz in Ethernet Netze mit ihren eigenen Eigentumsprotokoll-Schichten anzunehmen. Der volle TCP/IP Standard wurde nicht durchgeführt, aber der Gebrauch von Ethernet hat es möglich gemacht, die ersten Beispiele des Gegenstand-Managements und der globalen Datenzugriffstechnologie durchzuführen. Die 1980er Jahre haben auch den ersten in die DCS Infrastruktur integrierten PLCs bezeugt. Weites Werk Historiker sind auch erschienen, um auf der verlängerten Reichweite von Automationssystemen Kapital anzuhäufen. Der erste DCS Lieferant, um UNIX und Ethernet anzunehmen, der Technologien vernetzt, war Foxboro, der das I/A Reihe-System 1987 eingeführt hat.

Das anwendungsspezifische Zeitalter der 1990er Jahre

Der Laufwerk zur Offenheit hat in den 1980er Jahren Schwung im Laufe der 1990er Jahre mit der vergrößerten Adoption von Bestandteilen des kommerziell Standard-(COTS) und IHM Standards gewonnen. Wahrscheinlich war der größte Übergang übernommen während dieser Zeit die Bewegung vom UNIX Betriebssystem zur Windows-Umgebung. Während der Bereich der Echtzeit Betriebssystems (RTOS) für Kontrollanwendungen beherrscht durch kommerzielle Echtzeitvarianten von UNIX oder Eigentumsbetriebssystemen bleibt, hat alles über der Echtzeitkontrolle den Übergang zu Windows gemacht.

Die Einführung des Microsofts an der Arbeitsfläche und den Server-Schichten ist auf die Entwicklung von Technologien wie OLE für die Prozesssteuerung (OPC) hinausgelaufen, der jetzt ein De-Facto-Industriekonnektivitätsstandard ist. Internettechnologie hat auch begonnen, sein Zeichen in der Automation und der DCS Welt, mit dem grössten Teil von DCS HMI das Unterstützen der Internetkonnektivität zu machen. Die 1990er Jahre waren auch für die Fieldbus "Kriege" bekannt, wo sich konkurrierende Organisationen beworben haben, um zu definieren, was der IEC fieldbus Standard für die Digitalkommunikation mit der Feldinstrumentierung statt 4-20 milliamp analoger Kommunikationen werden würde. Die ersten fieldbus Installationen sind in den 1990er Jahren vorgekommen. Zum Ende des Jahrzehnts hat die Technologie begonnen, bedeutenden Schwung mit dem Markt zu entwickeln, der um Ethernet I/P, Fundament Fieldbus und Profibus PAPA für Prozessautomatisierungsanwendungen konsolidiert ist. Einige Lieferanten haben neue Systeme vom Boden bis dazu gebaut maximieren Funktionalität mit fieldbus, wie Rockwell PAX System, Honeywell mit Systemen von Experion & Plantscape SCADA, ABB mit dem System 800xA, Prozesssteuerung von Emerson mit der Prozesssteuerung von Emerson Regelsystem von DeltaV, Siemens mit dem Simatic PCS7 und azbil von Yamatake mit dem Harmonas-DEO System. Technik von Fieldbus ist verwendet worden, um Maschine, Laufwerke, Qualität und Bedingungsmithöranwendungen auf einen DCS mit dem Metso DNA-System zu integrieren.

Der Einfluss von KINDERBETTCHEN war jedoch an der Hardware-Schicht am ausgesprochensten. Seit Jahren war das primäre Geschäft von DCS Lieferanten die Versorgung von großen Beträgen der Hardware, besonders Eingabe/Ausgabe und Kontrolleure gewesen. Die anfängliche Proliferation von DCSs hat die Installation von erstaunlichen Beträgen dieser Hardware, dem grössten Teil davon verfertigt von von unten nach oben durch DCS Lieferanten verlangt. Standardcomputerbestandteile von Herstellern wie Intel und Motorola haben es jedoch untersagend für DCS Lieferanten kosten lassen, um fortzusetzen, ihre eigenen Bestandteile, Arbeitsplätze zu machen, und Hardware zu vernetzen.

Da die Lieferanten den Übergang zu Bestandteilen der KINDERBETTCHEN gemacht haben, haben sie auch entdeckt, dass der Hardware-Markt schnell zurückwich. KINDERBETTCHEN sind nicht nur auf niedrigere Produktionskosten für den Lieferanten, sondern auch fest abnehmende Preise für die Endbenutzer hinausgelaufen, die auch immer mehr stimmlich darüber wurden, was sie wahrgenommen haben, um übermäßig hohe Hardware-Kosten zu sein. Einige Lieferanten, die vorher im PLC Geschäft, wie Rockwell Automation und Siemens stärker waren, sind im Stande gewesen, ihr Gutachten in der Herstellung der Kontrollhardware zu stärken, um in den DCS Marktplatz mit Kosten wirksame Angebote einzugehen, während sich die Stabilität/Skalierbarkeit/Zuverlässigkeit und Funktionalität dieser erscheinenden Systeme noch verbessern. Die traditionellen DCS Lieferanten haben neue Generation DCS System vorgestellt, das auf der letzten Kommunikation und den IEC Standards, der gestützt ist, auf eine Tendenz hinauslaufend, die traditionellen Konzepte/Funktionalitäten für PLC und DCS in denjenigen für die ganze Lösung zu verbinden — genannt "Prozessautomatisierungssystem". Die Lücken unter den verschiedenen Systemen bleiben an den Gebieten wie: die Datenbankintegrität, Vortechnikfunktionalität, Systemreife, Nachrichtendurchsichtigkeit und Zuverlässigkeit. Während es erwartet wird, dass das Kostenverhältnis relativ dasselbe ist (je stärker die Systeme sind, desto teurer sie sein werden), bedient die Wirklichkeit des Automationsgeschäfts häufig strategisch Fall durch den Fall. Der Strom folgender Evolutionsschritt wird Zusammenarbeitende Prozessautomatisierungssysteme genannt.

Um das Problem zusammenzusetzen, begriffen Lieferanten auch, dass der Hardware-Markt durchtränkt wurde. Der Lebenszyklus von Hardware-Bestandteilen wie Eingabe/Ausgabe und Verdrahtung ist auch normalerweise im Rahmen 15 zu mehr als 20 Jahren, für einen schwierigen Ersatzmarkt machend. Viele der älteren Systeme, die in den 1970er Jahren und 1980er Jahren installiert wurden, sind noch im Gebrauch heute, und es gibt eine beträchtliche installierte Basis von Systemen auf dem Markt, die sich dem Ende ihrer gewöhnlichen Nutzungsdauer nähern. Entwickelte Industriewirtschaften in Nordamerika, Europa und Japan hatten bereits viele tausend von DCSs installiert, und mit wenigen, wenn irgendwelche neuen Werke, die bauen werden, sich der Markt für die neue Hardware schnell zum kleineren bewegte, obgleich, schneller Gebiete wie China, Lateinamerika und Osteuropa anbauend.

Wegen des Schrumpfen-Hardware-Geschäfts haben Lieferanten begonnen, den schwierigen Übergang von einem Hardware-basierten Geschäftsmodell bis einen basierten auf der Software und den Mehrwertdienstleistungen zu machen. Es ist ein Übergang, der noch heute gemacht wird. Die von Lieferanten angebotene Anwendungsmappe hat sich beträchtlich in den 90er Jahren ausgebreitet, um Gebiete wie Produktionsmanagement, musterbasierte Kontrolle, Echtzeitoptimierung, Pflanzenanlagenmanagement (PAM), Werkzeuge des Echtzeitleistungsmanagements (RPM), Warnungsmanagement und viele andere einzuschließen. Den wahren Wert aus diesen Anwendungen zu erhalten, verlangt jedoch häufig einen beträchtlichen Dienstinhalt, den die Lieferanten auch zur Verfügung stellen.

Siehe auch

• OSIsoft
• Gebäude der Automation
• Direkte Digitalkontrolle
• SCADA
• PLC
• Fieldbus
• Die erste Warnung
• Midac
• Sicherheit hat System, (SIS) instrumentiert
• Industrieregelsysteme
• Arbeitsschutz-Systeme
• Signalanlage-Tafel
• EPEN

Links

• DCS Auswahl MBA Forschungsprogramm mit vielen Verbindungen

• Beispiel des DCS Systems: Zeichen WETTEIFERT durch General Electric

• Ein noch besseres Beispiel des DCS Systems: Kontrolldesignplattform durch ICD

• Pro-Ansicht ist wahrscheinlich das erste System des Open Sources für die Prozesssteuerung und Automation in der Welt.

• Open Source DCS und Automationssoftware

• FreeDCS ist ein anderes Open Source Verteiltes Regelsystem