ข้ามไปยังเนื้อหา
ระบบ DCS ย่อมาจาก Distributed Control System หรือ Decentralized Control System เป็นระบบควบคุม (Control) และตรวจสอบ (Monitor) อัตโนมัติด้วยคอมพิวเตอร์ที่สำหรับกระบวนการผลิต (Process) ที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมที่มีลูปการควบคุมจำนวนมาก ซึ่งตัวคอนโทรลเลอร์ควบคุมอัตโนมัติ (Controller) จะกระจายไปทั่วทั้งระบบ โดยไม่มีการควบคุมจากส่วนกลางซึ่งตรงกันข้ามกับระบบที่ใช้ตัวควบคุมแบบรวมศูนย์ (Centralized Control)
Decentralized Control System ถูกใช้สำหรับการควบคุมที่ซับซ้อนและต่อเนื่อง และมีศูนย์ควบคุมแบบบูรณาการ (Integrated Control Center) เหมือนกับ SCADA ซึ่งเป็นแกนหลักของระบบเมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์ในระบบ PLC ระบบควบคุม DCS มีฟังก์ชันที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจำนวนมากที่พร้อมคัสตอมและปรับใช้สำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ แม้ว่าเวลาในการดำเนินการจะค่อนข้างช้าก็ตาม
ระบบควบคุมวงปิด (Closed-Loop Control) หรือ ระบบป้อนกลับ (Feedback Control) นี้ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่น โรงกลั่นน้ำมัน แท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าส อุตสาหกรรมยา ฯลฯ ทั้งนี้ระบบยังมีให้เลือกใช้หลายยี่ห้อด้วยกัน เช่น Honeywell ABB Yokogawa Siemens Emerson เป็นต้น ระบบนั้นยังมีความเสถียรและแม่นยำค่อนข้างสูง แถมยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยในโรงงานผลิต จึงเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง เช่น อุตสาหกรรมปิโตรเคมีและเคมี เป็นต้น
ตามชื่อ ระบบ Distributed Control System – DCS เป็นระบบของเซ็นเซอร์ คอนโทรลเลอร์ และคอมพิวเตอร์ซึ่งกระจายอยู่ทั่วโรงงาน องค์ประกอบเหล่านี้ แต่ละอันมีจุดประสงค์เฉพาะ เช่น การรวบรวมข้อมูล (Data Acquistion) การควบคุมกระบวนการผลิต (Process Control) หน่วยเก็บข้อมูล (Data Storage) และจอแสดงผลกราฟิก (Graphical Display) องค์ประกอบเหล่านี้สื่อสารกับคอมพิวเตอร์ส่วนกลางผ่านเครือข่ายในพื้นที่ของโรงงาน ซึ่งมักเรียกว่าเครือข่ายควบคุม Control Network
ในฐานะที่เป็น ‘สมองส่วนกลาง’ ของโรงงาน ระบบกจะทำการตัดสินใจโดยอัตโนมัติตามแนวโน้มการผลิต โดยอิงจากสภาพแวดล้อมเรียลไทม์ทั่วทั้งโรงงาน ตัวอย่างเช่น ในโรงไฟฟ้าแห่งหนึ่งอาจเพิ่มกำลังการผลิตไอน้ำของกังหันหลายตัวโดยอัตโนมัติ เพื่อให้ทันกับความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปในช่วงกลางวันของฤดูร้อน จากนั้นจึงลดการผลิตลงเมื่ออุณหภูมิภายนอกอาคารเย็นลงหรือความต้องการใช้ไฟฟ้าลดลง
แอปพลิเคชั่นทั่วไป
Typical Applications
- เคมีอุตสาหกรรม (Chemical Industry)
- โรงกลั่นน้ำตาล (Sugar Refining Plants)
- โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (Nuclear Power Plants)
- อุตสาหกรรมยานยนต์ (Automotive Industry)
- เทคโนโลยีเกษตรกรรม (Agriculture Applications)
- โรงงานแปรรูปโลหะ (Metallurgical Process Plants)
- อุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ (Pulp and Paper Industry)
- ระบบควบคุมไอน้ําและระบบโรงผลิตไฟฟ้า (Boiler Controls and Power Plant Systems)
- เคมีเกษตรและปุ๋ย (Agrochemical and Fertilizer)
- โรงงานบำบัดน้ำเสีย (Sewage Treatment Plants)
- ระบบบริหารจัดการน้ำ (Water Management Systems)
- อุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร (Food Processing Industry)
- โรงงานผลิตเภสัชภัณฑ์ (Pharmaceutical Manufacturing)
- อุตสาหกรรมโลหะและเหมืองแร่ (Metals and Mining Sector)
- ระบบควบคุมสิ่งแวดล้อม (Environmental Control Systems)
- อุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมี (Oil Refining and Petrochemical Industries)
องค์ประกอบพื้นฐานของเครือข่ายทั่วไป
Basic Components of a Typical DCS Network
โครงสร้างของระบบดีซีเอส
1) สถานีผู้ควบคุมดูแลการผลิต
Operator Stations
โอเปอเรเตอร์สเตชั่น หรือ Operator Stations (OPS) คือหัวใจหลักของระบบ เพราะนี่คือจุดที่ผู้ปฏิบัติงานสามารถสังเกตการทำงานทั่วทั้งโรงงาน ดูะสัญญาณเตือนของกระบวนการ ตรวจสอบการผลิต ฯลฯ ในโรงงานทั่วไป กระบวนการจะเริ่มต้นด้วยด้วยศูนย์ควบคุมตัวดำเนินการแบบรวม หรือ Centralized Operator Control Center
2) เซิร์ฟเวอร์ เก็บข้อมูลถาวร และคอมพิวเตอร์วิศวกรรม
Servers, Archiving and Engineering Computers
โดยทั่วไปแล้ว การสื่อสารกับโอเปอเรเตอร์สเตชั่นจะดำเนินการด้วยอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม (Industrial Ethernet) เซิร์ฟเวอร์ (Servers)ใช้สำหรับรวบรวมข้อมูลในระดับโปรเซสเซอร์ และมีหน้าที่รับผิดชอบข้อมูลที่ถูกเคลื่อนย้ายระหว่าง Operator Station และโปรเซสเซอร์ในโรงงาน คอมพิวเตอร์เก็บข้อมูลถาวร (Archiving Computers) ใช้สำหรับการจัดเก็บประวัติข้อมูลที่อาจใช้สำหรับวิเคราะห์แนวโน้มหรือความสอดคล้อง สถานีวิศวกรรม (Engineering Stations) ใช้สำหรับสร้างสรรค์โปรเจคซึ่งจะได้ทําการดําเนินการ
3) ดีซีเอสคอนโทรลเลอร์
DCS Controllers
ในระดับถัดไป มีตัวควบคุมหลักที่ดูแลโปรเซสเซอร์แต่ละตัวรวมถึงโมดูล I/O Modules ย่อมาจาก Input/Output Modules หรือโมดูลของอินพุตและเอาต์พุต ตัวควบคุมเหล่านี้มีหน้าที่ป้อนข้อมูลไปยังเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งให้ข้อมูลสำหรับอินเทอร์เฟซแบบกราฟิก โดยทั่วไปแล้ว Industrial Ethernet จะใช้สำหรับการสื่อสารกับระดับก่อนหน้า แต่อาจใช้ไฟเบอร์ออปติกเมื่อเดินสายอีเทอร์เน็ตยาวเกินไป ในระดับนี้ โปรเซสเซอร์จะดำเนินการตามลอจิกและทำในสิ่งที่จำเป็นต้องทำเพื่อควบคุมกระบวนการ
4) อุปกรณ์ในสายการผลิต
Field Devices
ระดับถัดไปคือระดับอุปกรณ์ภาคสนาม หรืออุปกรณ์ในสายการผลิต การสื่อสารระหว่างระดับนี้กับระดับโปรเซสเซอร์สามารถใช้เครือข่ายการสื่อสารได้เกือบทุกชนิด เช่น Industrial Ethernet, Profibus DP, EtherCAT, Fiber Optic, ฯลฯ ส่วนประกอบในระดับนี้จะเป็นอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องส่งสัญญาณ สวิตช์ วาล์ว มอเตอร์ I/O ระยะไกลหรือแบบกระจาย เป็นต้น
ผลิตภัณฑ์ที่เข้ากันได้กับระบบดีซีเอส
DCS COMPATIBLE PRODUCTS
อ้างอิง: REALPARS, SONIC, ELECTRICAL TECHNOLOGY, PLANT AUTOMATION TECHNOLOGY