بررسی سیستم های کنترل گسترده

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی سیستم های کنترل گسترده

معرفی سیستم PROCONTROL P

شکل 1- عملکرد اپراتور- نظارت- ثبت

شکل 2- ساختار عملیاتی سیستم کنترل

سیستم عیب یاب

2.دستگاه POS

شکل 3- ساختار غیر متمرکز Pos

شکل 4- ساختار یک ایستگاه با مدلهای مختلف

شکل 5- ساختار عملیاتی مدول های ورودی آنالوگ

شکل 6- ساختار و عملکرد مدول ورودی باتری

د- مدول خروجی دیجیتال

شکل 7- ساختار کلی مدول کنترل گروهی

شکل 8- بلوک های عملیاتی کنترل آنالوگ و باینری

3-رابطهای استاندارد

شکل 9- رابط استاندارد

4-سیستم انتقال اطلاعات

شکل 10: ساختار سیستم انتقال اطلاعات

شکل 11- ساختار تلگرام

5. سیستم ایمنی و حفاظتی قابل برنامه ریزی

فصل دوم …

«معیارهای ارزیابی و اولویت بندی»

1- مشخصه های سازندگان

2-مشخصه های ساختار سیستم های بررسی شده

3-اختصاص امتیاز برای معیارهای ذکر شده

4-جمع بندی سیستم های بررسی شده از نظر فنی

فصل سوم …

«سیستم های کنترل گسترده DCS»

1-3: مقدمه، تعریف و تاریخچه

سیستم های کنترل کامپیوتری اولیه

شکل 3-1 یک سیستم کنترل آنالوگ اولیه

شکل 3-2: استفاده از کامپیوتر به عنوان جمع آ‎ورنده نمایشگر اطلاعات

شکل 3.3: یکنوع سیستم کنترل با ساختار سرپرست

شگل 3-4: ساختار کنترل مستقیم دیجیتالی (DDS)

شکل 5-3 ساختار کنترل متمرکز

شکل 6-3 نمایی از سیستم کمنترل متمرکز

شکل 7-3: ساختار کنترلر مترمزک با پشتیبان آنالوگ

شکل 8-3: نماییی از سیستم کنترل گسترده

شکل 9-3 آرایش عمومی سیستم کنترل

2-2-3- الزامات اساسی در سیستم کنترل گسترده

1-برقراری ارتباط یا پروسه

3-برقراری ارتباط با سایر عناصر در یک سیستم کنترل گسترده

5-الزامات نرم افزاری کمکی

6-استاندارد زبان های سطح بالا

شکل 10-3 آرایش سیستم کنترل گسترده مکانی

الف) پارامترهای اصلی یک کنترل کننده محلی

ب) شروطی برای افزایش قابلیت ها

1-افزونگی (Redundanay) در یک کنترل کننده محلی

2-یک واحد کنترل محلی یدکی برای جایگزینی به چندین کنترل کننده محلی در حال کار

3-افزونگی (Redunbaney) دینامیک

4-2-3- زبانهای برنامه نویسی کنترلی

5-2-3 واسطه های اپراتور

شکل 11-3: آرایش سیستم کنترل گسترده مکانی

الزامات واسطه یا اپراتور

تشخیص اشکالات فرایند

کارکردهای اشکال شناسی

ثبت نتایج فرایند

اعلام کننده های هوشمند

انتخاب مولفه های ایستگاه

فصل چهارم

«معرفی نرم افزار شبیه ساز DCS»

معرفی نرم افزار شبیه ساز DCS

شکل 1-

فرم اصلی برنامه

2-2-4: محاسبات و کنترل فرایند سیستم

3-2-4: صفحه های نمایش اپراتوری

صفحات نمایشی برنامه

خلاصه آلدرمها (Alurm sammary)

گرایش های آماری (Treds)

شکل 3-4: فرم OPERATOR SCREEN

شکل 4-4 نمونه ای از صفحات فرم Parameters

شکل 5-4 فرم Alarm screen

شکل 7-4: فرم Trends  متعلق به واحد گرم کننده

2-4-4- شرح بعضی جزئیات

تعریف توابع عملیاتی مورد استفاده در برنامه

•تابع first

خصوصیات سیستم Procontrol

علامت

علامت

علامت

علامت

حافظه

مانیتور

ادامه جدول ب-

جدول ب- 3 اجزای شبکه POS

جدول ب-4 منبع تغذیه POS

جدول ب-5 پیکر بندی سیستم POS

سیستم منفرد

جدول ب- 6 توابع عملیاتی هر ایستگاه سیستم POS

Mimic

با انتخاب شماره صفحه یا شماره ناحیه

ادامه جدول ب-

زمان جارو کردن هر مقدار نمایش داده شده

زمان دستیابی به نمایشها به طور نمونه

نمایش استاندارد

Mimic با 50متغییر

جدول ب- 7 شرایط محیطی POS

خصوصیات سیستم ارتباط انسان با فرآیند POS

جدول ج-1 مشخصات سخت افزار سیستم POS

حافظه

جدول ج-2 مشخصات وسایل جانبی POS

جدول ج-3 اجزاء شبکه POS

جدول ج –4 منبع تغذیه POS

جدول ج –5 شرایط محیطی POS

جدول ج-6 توابع عملکردی هر ایستگاه POS

کوچکتر دوره خواندن هر بایگانی

تعداد سطوح ترکیبی برای هر بایگانی

جدول ج –7 پیکربندی سیستم POS

مراجع

معرفی سیستم PROCONTROL P

   سیستم PROCONTROL P ساخت شرکت  ABB یکی از سیستم ها کنترل گسترده است که برای کنترل نیروگاه ها استفاده می شود. در این سیستم با استفاده از حافظه در ریزپردازنده سعی شده است که تا حد ممکن از نرم افزار به جای سخت افزار استفاده گردد. همچنین به جای استفاده از روش سیم کشی معمول از سیستم باس  استفاده شده است. باس حاوی تمامی سیگنال ها و اطلاعات کامل سیستم است. این سیستم به گونه ای طراحی شده است که تمام وظایف کنترل ‏فرآیند و نمایش آن را انجام دهد. این وظایف عبارتند از:

تبدیلات سیگنالها

انتقال اطلاعات

نظارت

کنترل دیجیتال

کنترل آنالوگ

حفاظت

مدیریت فرآیند

بهره برداری و مراقبت فرآیند

PROCONTROL P دارای یک شاهراه ارتباطی  است که انتقال اطلاعات با این وسایل و اجزای کنترلی را برقرار می سازد.

انتقال اطلاعات به صورت  سریال و پیوسته برای کنترل سیستم از طریق یک شاهراه ارتباطی صورت می گیرد. این شاهراه غالباً دارای یک ساختار دو کاناله و به خاطر افزونگی است. ایستگاهها  به شاهراه ارتباطی متصل می شوند. از این ایستگاه ها به منظور انجام اعمال تبدیل سیگنال ها و کنترل دیجیتال و آنالوگ استفاده می شود...

معرفی سیستم PROCONTROL P
   سیستم PROCONTROL P ساخت شركت  ABB یكی از سیستم ها كنترل گسترده است كه برای كنترل نیرگاه ها استفاده می شود. در این سیستم با استفاده از حافظه در ریزپردازنده سعی شده است كه تا حد ممكن از نرم افزار به جای سخت افزار استفاده گردد. همچنین به جای استفاده از روش سیم كشی معمول از سیستم باس  استفاده شده است. باس حاوی تمامی سیگنال ها و اطلاعات كامل سیستم است. این سیستم به گونه ای طراحی شده است كه تمام وظایف كنترل ‏فرآیند و نمایش آن را انجام دهد. این وظایف عبارتند از:
تبدیلات سیگنالها
انتقال اطلاعات
نظارت
كنترل دیجیتال
كنترل آنالوگ
حفاظت
مدیریت فرآیند
بهره برداری و مراقبت فرآیند
PROCONTROL P دارای یك شاهراه ارتباطی  است كه انتقال اطلاعات با این وسایل و اجزای كنترلی را برقرار می سازد.
انتقال اطلاعات به صورت  سریال و پیوسته برای كنترل سیستم از طریق یك شاهراه ارتباطی صورت می گیرد. این شاهراه غالباً دارای یك ساختار دو كاناله و به خاطر افزونگی است. ایستگاهها  به شاهراه ارتباطی متصل می شوند. از این ایتسگاه ها به منظور انجام اعمال تبدیل سیگنال ها و كنترل دیجیتال و آنالوگ استفاده می شود.
كنترل و نظارت اپراتور بر فرآیند به وسیله دستگاه ارتباط با اپراتور  POS انجام می‌پذیرد. Pos برای این نمایش فرایند از تصویرهای رنگی و برای دریافت پیام از صفحه كلیدها و یا Muse استفادهمی كند. به وسیله سیستم عیب یاب  CDS علاوه بر عیب یابی خودكار سیستم و تجهیزات، قابلیت شاهراه وو دسترسی به تمامی اطلاعات سیستم فراهم گشته است.
    رابطهای استاندارد امكان ارتباط ببین Procontrol P و كامپیوتر و سایر سیستم های كنترل را برقرار می سازد. Procontrol P وظایف كنترل وی حفاظت قسمت های مهم و حساس مثل كنترل و حفاظت توربین و یا حفاظت دیگ بخار را نیز به عهده می گیرد.
    سیستم ها و اجزاء منحصر به فرد و غیر متمركز با تركیب شدن با یكدیگر گروه های پردازشی جامع و كاملی را در سطح مختلف سیستم كنترلی، به صورت سلسله مراتبی به وجود می آورند.
یك مدول الكترونیك عمل كنترل یك یا چندمحرك وابسته به هم را انجام می دهد. این كار در سطح كنترل محرك صورت می گیرد. در سطح بالون كنترل محرك، چندین مدول كنترل  محرك كه مربوط به یك قسمت از فرآیند هستند، با استفاده از یك مدول در سطح كنترل گروهی، هدایت و هماهنگ می شوند.
    در سیستم های پیشرفته كنترل خودكار، كنترل تمام سیستم توسط یك واحد كنترل، از سطح واحد صورت می گیرد. به خاطر ساختار غیر متمركز و قابلیت پیشتیبانی، سیستم POS می تواند تمام نیازها برای دسترسی به سیستم را پاسخ دهد. سطح مدیریت، وظیفه مدیریت و نظارت روی چندین واحد مختلف، برای انجام عملیاتی معین (باز قبیل بهینه كردن قیمت و …) را بر عهده دارد.
نیازها و ملزومات مختلف قابل دسترسی و یا پشتیبانی برای سیستم های بنیروگاهی عبارتند از:
-    دسترسی سریع برای سیستم هایی كه تاثیر مستقیم بر روی تولید دارند.
-    دسترسی متوسط به قسمت هایی كه یك اشكال یا خطای كووتاه مدت در آنها باعث تاثیر بر روی تولید نشود.
-    امكان دسترسی به قسمت هایی كه تاثیرات اندكی روی تولید دارند.
نیازهای دسترسی در هر یك از موارد بالا به وسیله یك طراحی مناسب با ایجاد سیستم پشتیبانی صورت می گیرد.
خصوصیات این سیتسم در ضمیمه الف ارائه شده است.
1.    سیستم عیب یاب
سیتسم كنترل Procontrol P به طور خودكار اشكالات سیستم را نشان می دهد. مبدلها، اندازه گیرها، مدولها سیستم انتقال و كنترل كننده ها به طور كامل بررسی و كنترل می شوند. تمام مدولها دارای قابلیت خود عیب یابی هستند.
تجهیزات عیب یابی كاملا از وسایل و تجهیزات عملیاتی مستقل هستند. علائم هشدار دهنده، علاوه بر اینكه بر روی مدولهای مختلف مشخص هستند، همراه با جزئیات در قمست اطلاق كنترل نیز نمایش داده می شوند. عملكرد خودكار تشخیص عیب برای تجهیزات كنترلی، عیب یابی سریع  كاهش زمان تعمیرات و در نتیجه، بالارفتن قابلیت اعتماد در او رد پی خواهد داشت.
2.دستگاه POS
این قسمت با بهره گیری از واحد نمایش رنگی ویدیوئی VDU  و صفحه كلید ها، Mouse امكان نمایش و زمان در تنظیم و هدایت فرآیند را مهای می سازد. سیستم ارتباط با اپراتور طراحی شده برای اتاق كنترل، pos 20 و یا pos 25 است، كه هر كدام دارای خصوصیاتی می باشند. Pos 20 نسخه قدیمی تر این سیستم است كه بر مبنای كامپیوترهای VAX كار می كند و از نظر عملیاتی از pos 25 (كه جدیدتر است) ضعیفتر می باشد. Pos 25 براساس كامپیوتر های شخصی كار می كند. این كامپیوتر ها باید دارای قابلیت هایی همچون حافظه زیاد و پردازشگر قوی باشند. در هر حال، هر دو سیستم با توجه به تفاوت هایی كه دارند قابلیت ارتباط وسیعی را مابین اپراتور و فرایند فراهم می كنند.
مشتركات این دو سیستم در اینجا بحث می شود و خصوصیات آنها در ضمایم ب و ج در آخر گزارش یا ارائه شده است.
    با توجه به خصوصیات سیستم سلسله مراتبی،در اتاق فرمان نیز برای نمایش اطلاعات از این روش استفاده شده است. دستگاه pos دارای ساختار غیر متمركز است كه در شكل 3 نشان داده شده است.
دستگاه pos برتری های زیر را نسبت به اتاق فرمان های معمولی دارد.
-    بنا به نیاز اپراتور، اطلاعات را روی صفحه تصویر، نمایش می دهد. نمایش اطلاعات در هر تصویر به اندازه كافی و لوزم با درج جزئیات در هر زمان می باشد.
-    هماهنگی بهتر با ساختار غیر متمركز برای هدایت فرایند، نسبت به كنترل فرایند از اتاق فرمان های معمولی
-    با حجم اطلاعات زیاد احتیاج به فضای كمتری دارد.
-    قابلیت تطبیق ساده و انعطاف پذیر نسبت به وظایف متغیر
-    قابل برنامه ریزی
-    نمایش با كیفیت عالی
-    نگاهداری ساده
-    قابل توسعه (سادگی)
 مشخصه ویژه دستگاه POS امكان نمایش گرافیكی و چند جانبه در سطوح مختلف است. این نمایش ها عبارتند از:
1-    نمایش كل فرایند: نمایش بخش های مختلف فرایند و اعلام اشكالات آنها
2-    نمایش ناحیه: نمایش جامع گروه های عملیاتی بخش از فرایند (ناحیه) و اعلام اشكالات انها
3-    نمایش گروه: نمایش جامع عملیات حلقه های كنترل یك گروه مشخص یا مقادیر اندازه گیری شده
4-    نمایش حلقه: مسیر كامل عملیات یك حلقه كنترل و مقادیر اندازه گیری شده را نمایش می دهد.
5-    تصور Mimic: نمایش عمومی و شبیه سازی شده فرایند و نمایش اطلاعات جاری فرایند
6-    نمایش منحنی: نمایش كمیت ها نسبت به زمان «امكان ثبت و نمایش 6 محنی روی صفحه تصویر با دقت و درجه بالای گرافیكی وجود دارد.»
7-    تصویر مشخصه : نمایش منحنی مشخصه د رمحورهای X – Y كه نشان دهنده نقاط كار جاری اجزا مهم فرایند
8-    نمایش نمودار : نمایش گروهی از كمیت ها، (مثل درجه حرارت) كه دارای یك واحد یكسان می باشد.
9-    نمایش اخطار یا هشدار:  تمام اشكالات و هشدارهای سیستم نمایش داده می شود و در صورت بروز شاكال با فشردن یك كلید بدون توجه به هر سطح می توان به نمایش هشدار رجوع كرد.
یكی از قابلیت های پیشرفته این سیتسم استفاده از چند VDU برای نمایش اطلاعات فرایند و صفحه كلیدهایشان برای انتخاب نوع تصویر می باشد. این وسایل می توانند باكامپیوترهای موجود در شبكه ارتباط داشته باشند. كامپیوترها به یك باس مركزی متصل هستند و از طریق اطلاعات كل فرایند رامنتقل می كند. یك قابلیت مهم  دیگر این سیستم طراحی اتاق كنترل بدون در نظر گرفتن اندازه كل فرایند است. این مسئله در جای اهمیت خود را نشان می دهدكه فرایند به تدریج تكمیل گردد. چرا كه مقدار اطلاعات كه نمایش داده می شود، فقط به تعداد كامپیوترهای غیر متمركز كه مورد استفاده قرار می گیرند، بستگی دارد. بنابراین احتیاج به تغییر سیستم نداریم. برای هر كدام از كامپیوترهای موجود می توان یك كامپیوتر به عنوان افزونه در نظر گرفت تا قابلیت اطمینان افزایش یابد.
اجزا سخت افزار سیستم POS عبارتند از:
•    رابط برای اتصال به شاهراه ارتباطی دوگانه (دوبل)
•    سرویس دهنده  و وسایل جانبی (چاپگر، صفحه كلید، كامپیوتر و ….)
•    شبكه استفاده شده در این سیستم Ethernet می باشد. این شبكه معمولا دارای افزونگی است.
به وسیله شبكه LAN چندین واحد پردازشگر با صفحه كلیدها، چاپگرها، و … می توانند با هم در ارتباط باشند. ارتباط با شاهراه ارتباطی دوگانه به وسیله مدولهای رابط كه هوشمند هستند انجام می گیرد. بدین وسیله انتقال اطلاعات در مسیر سیستم كنترل به pos و بالعكس، از مسیر pos به سیستم كنترل جریان می یابد. واحد پردازنده مركزی یك كامپیوتر پر قدرت 33 پیتی با حافظه زیاد است.
تجهیزات كنترل و ابزار دقیق
ایستگاه ها از مجموعه مدولهایی كه وظیفه ارتباط سیگنالها، كنترل دیجیتال و آنالوگ و همچنین نظارت بر ارتباطات بین مدولها و تشخیص عیب را بر عهده دارند، تشكیل شده اند.
شاهراه ارتباطی به طریق دو خط مجزا و ایزوله وارد ایستگاه می شود. یك مدول تزویج  رابطه مخابراتی بین شاهراه ارتباطی و باس ایستگاه  را فراهم می سازد. خطوط ارتباطی برای قابلیت اطمینان بیشتر دارای ساختار دوتایی (دوكاناله) هستند. جریان اطلاعات در داخل ایستگاه به وسیله كنترل كننده باس ایستگاه كه كاملا خودكار و مجزا از شاهراه كار می كند، تنظیم و كنترل می شود. بنابراین عملكرد مستقل یك ایستگاه نیز امكان پذیر است. ایستگاه ها دارای خواص زیر هستند:
•    ساختار مدولور
•    در جاهایی كه سیستم كنترل باید از لحاظ حجم كار محدود باشد، توابع كنترلی در یك ایستگاه قرار می گیرند.
•    امكان ارتباط هر نقطه اطلاعات را هر نقطه دیگر در سیستم از طریق شاهراه ارتباطی وجود دارد.
•    برحسب كاربرد (اندازه گیری آنالوگ یا دیجیتال) می توان مدول ها را در ایستگاه های مختلف توزیع نمود.
كابلهای سیگنال های ورودی به سیستم ناكار اتصال فرآیند به باس سیستم و همچنین تبدیل سیگنال ها را به عهده دارند. همانند مدولهای ورودی یسگنال، مدولهائی برای خروجی سیگنال نیز موجود می باشد كه سیگنال روی باس را به سیگندل ولتاژ یا شدت جریان تبدیل می كند.
الف- مدول ورودی آنالوگ
این مدول ها برای سیگنال های آنالوگ با جریان صفر یا 4 تا mA20، ولتاژ 0 تا 10 ولتا، ترمومترهای مقاومتی و ترموكوپل ها مورد استفاده قرار می گیرند.
مدولهای ورودی آنالوگ دارای قابلیت های زیر هستند:
1-    منبع تغذیه برای ترانسمتیریها
2-    ایزوله بودن ونداشتن تداخل با سیستم
3-    آزمایش سیگنال برای بررسی خارج از محدوده بودن 
4-    دامنه عملكرد از 50% تا 150% دامنه اندازه گیری
5-    خطی كردن منحنی مشخصه RTD و ترموكوپلها
6-    نظارت و اعلام حدود مقادیر فرایند تا 4 حد، روی یك مقدار اندازه گیری (خیلی كم، كم، زیاد، خیلی زیاد)
7-    تصحیح اندازه گیری وبی سیالوت  و سطح  (مانند جذرگیری…)
8-    فیلتر كردن مقدرا اندازه گیری با خاصیت حذف اغتشاش ولتاژ برای فركانس 50Hz و هارمونیكهای آن.
9-    به عنوان یك انتخاب، مدول های ووردی می تواند با فیلتر غیر خطی تطبیق مجهز شوند كه برای سیگنال های فرایند با اغتشاشات زیاد، بهبودی عالی در كیفیت تنظیم كننده ها بوجود آورد.
10-    فیلتر كردن به وسیله فیلتر درجه 1 (تمامی این فیلترها به صورت نرم افزاران روی مدولها نصب می شود)
ب: مدول ورودی دیجیتال
مدول های ورودی دیجیتال برای سوئیچ های دیجیتال با اتصال دو سیمه و برای سیگنال 24 ولت مستقیم در دسترس هستند این مدول های دارای قابلیت ها و خواص زیر هستند:
-    منبع تغذیه برای اتصال كنتاكتها
-    فیلتر كردن ارتعاشات قطع و وصل شدن كنتاكت
-    نظارت بر قطع سیم ارتباط با كنتاكت
-    نظارت بر قطع شدن تغذیه
-    نظارت بر اتصال كوتاه به بدنه
-    صفر شدن خروجی وقتی در ورودی دیجیتال اشكال داشته باشد.
-    نظارت بر علامت انتقال وقتی كه ورودی دیجیتال اشكال داشته باشد.
ج- مدول خروجی سیگنال آنالوگ
این مد.ل سیگنال موجود بر روی باس ایستگاه را به سیگنال لازم برای عملكرد روی رله ها و لامپها تولید می كند. و خروجی آن –48 یا +24 ولت است.
هـ- مدول كنترل آنالوگ و دیجیتال
كنترل دیجیتال و آنالوگ می تواند در هر كدام از سطوح سیستم (كنترل گروهی- كنترل محرك و سطح كنترل واحد) استفاده می شود. به خاطر استفاده از طراحی براساس ریزپردازنده تعداد مدول های مورد استفاده به طور قابل توجهی كاشه یافته و تنها یك مدول پایه نیاز است. هر مدول به یك ریزپردازنده و سه حافظه مجهز است.
1-    حافظه برای مقادیر ورودی و خروجی
2-    حغفظه برای بلوك های عملیاتی
3-    حافظه برای برنامه كاربر
برنامه كاربر با استفاده از بلوك های عملیاتی (FB ) از مقادیر ورودی استفاده كرده و مقادیر خروجی را تهیه می كند. مقادیر ورودی/ خروجی از طریق حافظه ورودی و خروجی با سیستم انتقال اطلاعات و ارتباط است. بر روی هر سلول كنترل قابل برناخه ریزی یك برنامه تشخیص عیب اتوماتیكی فعال وجود دارد. كه به عنوان یك برنامه پشتیبان، صحت كار ریزپردازنده و محتویات حافظه را نظارت می نماید. حافظه ها معمولا EEPROM هستند كه در صورت قطع برق نیز محتوایشان ثابت می ماند.
در كنار این توابع اصلی مقداری توابع پیچیده تر وجود دارد. این توابع برای كاربردهای نیروگاهی تهیه شده اند كه به عنوان مثال می توان به توابع كنترل محرك و محاسبات انتالپی اشاره نمود.
مدول كنترل محرك: این مدول در اولین سطح سیتسم كنترل برای هدایت واحد نیروگاه استفاده می شود. این كنترل كننده به وسیله اتصال كابلهای مختلف به Switch gears وصل گردیده و از طرف دیگر به باس متصل است.
این سیستم نرم افزاران را ارائه كرده است كه به كمك سخت افزار، سیستم كار راه اندازی و خواباندن توربین ژنراتور را به صورت مطمئن و همچنین بهره برداران بهینه از توربین و ژنراتور در زیر بار را انجام می دهد.
3-رابطهای استاندارد
رابطهای استاندارد قابل برنامه ریزی و هوشمند هستند كه امكان اتصال، كامپیوتر یا اجزاء خارجی دیگر را به شاهراه ارتباطی فراهم می آورند. این مدولهای ارتاطی موارد زیر را برآورده می سازند.
-    دسترسی به اطلاعات فرایند
-    دسترسی به اطلاعات بدون تداخل و اغتشاش
-    قابلیت راه اندازی اتوماتیك مدول های ارتباطی بعد از قطع برق و وصل دوباره آن
رابطها با استانداردهای زیر تهیه و طراحی شده اند:
-    رابطه سریال RS232 , RS422 بر طبق استاندارد IEC با پروتكل ارتباطی مطابق استاندارد DIN 19244
-    رابطه Ethernet 802.3 بر طبق استاندارد IEC با پروتكل ارتباطی Decnet Application .
4-سیستم انتقال اطلاعات
سیتسم انتقال اطلاعات شامل دو مسیر اطلاعات مختلف است:
1-شاهراه ارتباطی: شاهراه ارتباطی دارای یك ساختار ودكاناله است و به گونه ای طراحی شده است كه بتواند هر نوع اغتشاشات را حذف كند. برای بال بردن درجه اطیمینان دو كانال A و B قابل تعویض با یكدیگر می باشند و حالت پشتیبانی همدیگر را دارند. برای هر كانال شاهراه ارتباطی یك ایستگاه اصلی  وجود دارد و به هر ایتسگاه اصلی تا 8 عدد شاهراه ارتباطی متصل می شود. درحقیقت این 8 كانال با همدیگر یك كانال را تشكیل می دهند. این كانال ها با الگوی ستاره قرار می گیرند. هر اطلاعات به طور خودكار روی تمام كانال ها پخش می شود. از دید مخابره اطلاعات، سیستم به صورت یك خط واحد می تواند در نظر گرفته شود. هر خط شاهراه ارتباطی از یك جفت كابل از نوع Twin axial شیلد دار تشكیل شده است. این كابلها مصونیت میسر را در مقابل تداخل جزئیات القایی بسیار بالا می برند. و هر خط شاهراه ارتباطی این كابل تا 1.5 كیلومتر می تواند طول داشته باشد. برای مودلهای ورودی خروجی و مدول های پردازشگر به وسیله باس ایستگاه تامین می شود. كمدهای هر ایتسگاه دارای چهار طبقه هستند كه در طبقه باس ایستگاه از یك صفحه مدار چایی تشكیل شده است و مدول ها كه در طبقه قرار می گیرند به آن متصل می شوند. برای اتصال باس بین طبقه های مختلف از كابلهای نوع مسطح استفاده می شود. وقتی باس ایستگاه به شاهراه ارتباطی متصل شود و اطلاعات شاهراه ارتباطی به صورت تلگرام فوراً روی باس ایستگاه بدون احتیاج به هرگونه حافظه واسطه قرار می گیرند.
الف: ساختار تلگرام
   تمام سیگنال های دیجیتال در آنالوگ كه توسط باس  انتقال داده می شوند، به صورت تلگرام و به فرم دیجیتال هستند. هر تلگرام شامل بیتهای همگام سازی كه عملیاتی، آدرس و داده می باشد. بیتهای همگام سازی، 4 بیت برای شروع تلگرام و 4 بیت برای تمام تلگرام هستند. از 8 بیت برای عملیات كه نشانگر جهت انتقال، نوع داده ها، نوع خبر و نوع آدرس می باشند، استفاده می شود. از 24 بیت برای آدرس دهی استفاده می شود، كه از 2 بیت آن برای شماره سیستم، 8 بیت آن برای شماره ایستگاه، 8 بیت آن برای شماره مدول هر ایستگاه و 8 بیت آن برای شماره واحد خروجی و ورودی یا محاسباتی بر روی مدول استفاده می شود. بدین ترتیب می توان حدود 15000 مدول یا 1.38101 مقدار آنالوگ اطلاعات استفاده می شد. هر تلگرام می توان محتوی یك سیگنال آنالوگ (12 بیت + بیت علامت) یا شامل تا حداكثر 16 سیگنال دیجیتال باشد. 25% اطلاعات یعنی 18 بیت از هر تلگرام به تنهایی مربوط به مصونیت و ایمنی آن می باشد.
گیرنده ها می دانند كه اطلاعات مربوط به كدام فرستده ای را باید دریافت كرد.
Procontrol برای مخابره اطلاعات از دو روش ترتیبی و برحسب واقعه استفاده می كند. در روش ترتیبی كلیه ایستگاه ها در یك صف به نوبت اطلاعات خود را مخابره می كنند.در روش واقعه در صورت وقوع واقعه سیستم از حالت ترتیبی خارج ده و اطلاعات واقعه انتقال می یابد. واقعه برای یك ورودی آنالوگ تغییر بیش از 0.39% یا گذشت بیش از 200 میلی ثانیه از آخرین مخابره اطلاعات و برای ورودی دیجیتال تغییر وضعیت، تعریف می شود.
5. سیستم ایمنی و حفاظتی قابل برنامه ریزی
این سیستم برای حفاظت تجهیزات عمده نیروگاه بخاری نظیر بویلر استفاده می شود. و كمر حفاظت قسمت های مختلف نظیر سیستم كنترل مشعل، نظارت بر احتراق، سیستم تخلیه دود كوره دیگ بخار و نظارت بر سوخت و هوا را انجام می دهد. از دیگر كاربردهای این سیستم می توان به سیستم ایمنی I8C در نیروگاه های اتمی اشاره كرد. ساختار این سیستم سه كاناله است كه هر سه كانال به صورت مجزا و كاملا مستقل عمل می كند، سپس با استفاده از عملگر 2 از 5 فرمان خروجی انتخاب می گردد. در این سیستم برای اندازه گیری نیز از سه كانال استفاده می كنند. و هر سه كانال ورودی و خروجی به هر سه قسمت سیستم حفاظتی وارد شده و خروجی آماده می گردد.
این سیستم برای ایمنی بیشتر آزمایشهایی را بر روی ورودی ها و خروجی ها انجام می دهد. همچنین خود سیستم حفاظتی نیز دائماً آزمایش می شود.
6. سیستم مهندس، طراحی و سرویس EDS
با به كارگیری كامپیوترهای قدرتمند افق جدیدی برای ابزار مهندس، طراحی و سرویس به وجود آمد، كه امكانات وسیع دستگاه EDS را به وجود می آورد. EDS امكان دسترسی و برنامه سازی تمام تركیبات سیستم كنترل از طریق شبكه ارتباطی را به صورت حین كار و در داخل مدولها بر روی EEPROM را دارا است.
دستگاه EDS دارای سه نوع مختلف می باشد:
1-    دستگاه EDS10 به عنوان ابزار طراحی، برنامه ریزی و سرویس برای تجهیزات داخلی خود سیستم كنترل استفاده می شود.
2-    دستگاه EDS20‌ توسعه یافته EDS10 است و علاوه بر وظایف EDS10 ابزار جهانی ابزار دقیق (حس كننده ها، محرك ها و كابل كشی ها) را نیز شامل می شود.
3-    دستگاه EDS30 وظیفه برنامه ریزی، طراحی و سرویس بدون استفادهع از كاغذ را بر عهده دارد. برای بایگانی و اداره سازی مدارها ونقشه ها به صورت اتوماتیك از حافظه های الكترومغناطیسی استفاده می شود.
ساختار سخت افزار EDS مشكل از یك كامپیوتر است كه امكان تبدیل به شبكه و كارموازی چند نفره را می دهد. انی كار امتیاز مهمی برای سیستم در هنگام راه اندازی ابتدائی نیروگاه در محوطه نیروگاه محسوب می شود.
از برتری های دستگاه EDS می توان به موارد زیر اشاره كرد:
-    مدارك و نقشه های موجود با سیستم كنترل مطابقت صد در صد دارند
-    كل طراحی بدون صرف كاغذ انجام گیرد، از كل نقشه های سیستم كنترل با استفاده از كامپیوتر تولید می گردد.
-    ساده كردن بایگانی و یافتن نقشه و صرف دقت كمتر برای سرویس
-    در صورت نیاز به چاپ، نقشه های چاپ شده دارای فرم یكنواخت بوده و از كیفیت لزوم و مشابه برخوردار هستند.
-    برتری دیگر بایگانی به وسیله ذخیره الكترونیكی درمقابل بایگانی معمولی به وسیله كاغذ این است كه طبیعت اثری مانند كهنه یا كثیف شدن روی آن نمی گذارد.
-    تغییرات و سرویس را می توان بدون دیسك و با كیفیت بهتر و سریع تر انجام داد.
 
فصل دوم …
«معیارهای ارزیابی و اولویت بندی»
 
فصل دوم
معیارهای ارزیابی و اولویت بندی
سیستم های كنترل، حفاظت و سبك اطلاعات DCS در نیروگاه های بخاری دارای دو بخش عمده سخت افزار و نرم افزار می باشند. با درنظر داشتن معیارهای تعیین كننده، سیستم DES را برای نیروگاه های مذكور به قسمت های مختلف در مرتبط با یكدیگر تقسیم می گردد. برای ارزیابی دقیق تر قسمت های مثابه، محصولات چند شركت به صورت ذیل مورد بررسی قرار گرفت:
اتاق كنترل مركزی (CCR) شامل:

1- مشخصه های سازندگان
از جمله معیارهای در نظر گرفته شده برای مشخصه سازندگان موارد زیر را می تواند ذكر نمود:
1-    مراجع كاری در رابطه با نیروگاه ها و سیستم های DCS، از نظر تعداد ظرفیت پروژه
2-    داشتن گواهینامه ها و استاندارد های بین المللی (از جمله سری ISO 9000) در تضمین كیفیت
3-    استفاده از استانداردهای معتبر صنعتی درارائه پیشنهاد فنی
4-    استفاده از پیمانكاران داخلی و نحوه انتقال تكنولوژی به داخل كشور دخالت دادن مهندسی داخل در طراحی و نصب و راه اندازی
5-    نحوه ارائه مدارك فنی
6-    همگونی و یكسان بردن قطعات فنی به كار رفته
2-مشخصه های ساختار سیستم های بررسی شده
معیارهای فنی مد نظر در ساختار سیتسم های مورد بررسی به شرح زیر بوده است:
1-    قابلیت آزمایش سیستم در مراحل راه اندازی و در حین كار وجود نقاط آزمایش و از جنبه های سخت افزاری و نرم افزاری.
2-    سهولت در تشخیص و تصحیح عیب در سیستم
3-    سهولت بهره برداری از سیستم و آموزش سریع
4-    زیب بالای دسترس پذیری ساختار سیستم (Reliability)
3-اختصاص امتیاز باری معیارهای ذكر شده
در ادامه كلیه معیارهای ذكر شده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و اهمیت نسبی معیارها در ارزیابی در جدول زی جمع بندی گردیده است. درصد امتیاز حاصل برای هر شركت به صورت زیر خواهد بود:


لازم به ذكر است كه برای هر مشخصه در جدول فوق جداولی تنظیم شده است كه نتایج آن به جدول بالا انتقال می یابد. برای مثال مشخصه UCB كه 2C درصد از امتیاز كل را به خود تشخیص می دهد، به زیر مشخصه های جزئی تری تقسیم می شود كه از مجموع امتیازهای به دست آمده، در صدی از 20 درصد UCB حاصل می شود.
4-جمع بندی سیستم های بررسی شده از نظر فنی
در ادامه جدول زیر امتیاز و ردیف سیستم های بررسی شده را نشان می دهد.
ردیف    سیستم    امتیاز سیستم

-    سابقه زیاد شركت در نیروگاه ها و سیستم های DCS (البته سابقه شركت فوق در كلیه جزایر نیروگاهی مطرح است)
-    داشتن استاندارد های تضمین كیفیت سری ISO 9000
-    ارائه سیستم آموزشی مناسب
-    ارائه مدارك قابل قبول برای بررسی
-    برخورداری از استانداردهای معتبر صنعتی
 
با توجه به خصوصیات Procontrol P در می یابیم كه این سیتسم یكی از بهترین سیستم های كنترلی است كه می توان برای كنترل نیروگاه ها استفاده نمود. این سیستم دارای قابلیت ارتباط با اپراتور به نحوه ساده و با كیفیت بالا است. همچنین با استفاده از كنترل دیجیتال و نرم افزار، قابلیت كنترل و تغییر الگوریتم آن بسیار خوب می باشد. به دلیل استفاده از روش باس به جای سیم كشی معمولی هزینه نصب آن بسیار كاهش یافته است. و با استفاده از سیستم عیب یاب اتوماتیك و قرار دادن افزونگی سیستم دارای قابلیت اعتماد بسیار بالایی است. همچنین این سیستم قابلیت اجرای الگوریتم های سطح بالای كنترلی را دارا است.
در مجموع با توجه به معیارهای مطرح شده در فصل دوم و همچنین مراجع كاری شركت ABB در ایران و سایر كشورها، محصول این شركت به عنوان یكی از محصولات برتر در زمینه سیستم های كنترلی نیروگاه های انتخاب گردیده و عملكرد و قابلیت های سیستم به تضمین مورد بررسی وتحلیل قرار گرفت كه این موضوع راهگشای شناخت DCS و قابلیتهای ارزنده آن خواهد بود.
 
فصل سوم …
«سیستم های كنترل گسترده DCS»
 
سیستم های كنترل گسترده (DCS)
1-3: مقدمه، تعریف و تاریخچه:
كنترل سلسله مراتبی عبارت است از: استفاده از چندین سطوح كامپیوتری در یك ساختار توسعه یافته Master- stave برای انجام همه یا بخش عمده كنترل در یك plant صنعتی.
رویه های مختلف در ساختار سلسله مراتبی:
1-    تمامی ارتباطات مستقیم با پروسس در سطح را قرار دارند و چنانچه بیش از یك سطح باشند با IB , IA و … نشان داده می شوند.
2-    كنترل سرپرست (supervisory control) عموماً در رویه 2 قرار دارند.
3-    كنترل محدوده (Area control) و یا هماهنگی داخل محدوده‌ای (Inter- Area coordination) سطح سوم نام دارد.
4-     برنامه ریزی (acheduking) و مدیریت اطلاعات (Management Information) و … در سطح سوم نام دارد. معمولا این سطح دارای دو قسمت 6A كه ارتباط با plant را پوشش می دهد مانند:
برنامه ریزی و 4B را كه با مدیریت های سطوح بالاتر و ارتباط است، مانند مدیریت اطلاعات می باشد.

سیستم های كنترل كامپیوتری اولیه:
قبل از ورود كامپیوتر به كنترل صنعتی عمل كنترل توسط تعداد زیادی از حلقه های كنترلی آنالوگ به صورت نیوماتیكی و یا الكترونیكی صورت می گرفت. مانند شكل 3-1 در این شكل IB , IA هر دو در ارتباط با پروسسند. ولی متغیرهای سطح IA قابل رویت توسط اپراتور نیستند.

شكل 3-1 یك سیستم كنترل آنالوگ اولیه
با پیشرفت كامپیوتر در كاربردهای اولیه از آن برای جمع آوری اطلاعات و نمایش (Data lagger , Monotor) استفاده شد. (شكل 3-2). ولی هنوز از كامپیوتر به عنوان كنترل كننده استفاده نشده بود...