Hajautettu ohjausjärjestelmä

Hajautettu ohjausjärjestelmä (engl. Distributed Control System, DCS) on tietokonepohjainen automaation ohjausjärjestelmä prosessille tai tuotantolaitokselle tai voimalalle. Hajautetussa ohjausjärjestelmässä on tavallisesti suuri määrä autonomisten ohjainten ohjaamia säätöpiirejä ympäri koko järjestelmää, mutta keskusyksikön suorittama valvonta. Tämä on päinvastoin kuin keskitetyissä ohjausjärjestelmissä, joissa käytetään keskitettyjä ohjaimia keskustietokoneessa tai keskusohjaushuoneen erillisissä ohjainlaitteissa. DCS-konsepti lisää luotettavuutta ja vähentää asennuskustannuksia sijoittamalla kunkin prosessin ohjaustoiminnot sen läheisyyteen. Tätä seurataan etävalvonnalla.

Hajautetut ohjausjärjestelmät otettiin käyttöön ensin suurissa, arvokkaissa, turvallisuuden kannalta kriittisissä prosessiteollisuuskohteissa. DCS-valmistaja toimitti sekä paikallisen valvonnan tason että keskusvalvontalaitteet integroiduksi paketiksi, mikä vähentää suunnittelun integrointiriskiä. Nykyään SCADA- ja DCS-järjestelmien toimivuus on hyvin samankaltaista, mutta DCS:ää käytetään yleensä suurissa jatkuvissa prosessilaitoksissa, joissa luotettavuus ja turvallisuus ovat tärkeitä ja ohjaushuone ei ole kaukana.

Rakenne

Valmistuksen ohjaustoiminnon toiminnalliset tasot

DCS:n avainominaisuus on sen luotettavuus johtuen prosessointiprosessin jakautumisesta järjestelmän solmujen ympärille. Tämä vähentää yksittäisen prosessorin vikaantumisen vaikutusta. Jos laite ei toimi, se vaikuttaa vain yhteen laitosprosessin osaan toisin kuin keskustietokoneen vika, joka vaikuttaisi koko prosessiin. Koska ohjausprosessointi tapahtuu lähellä kutakin prosessia, verkko- ja keskusprosessointiviiveitäkään ei tule.

Oheinen kaavio on yleinen malli, jossa esitetään toiminnalliset tasot tietokoneavusteisessa ohjauksessa.

Viitaten kaavioon:

• Taso 0 sisältää kenttälaitteet, kuten virtaus- ja lämpötila-anturit, ja lopulliset ohjauselementit, kuten säätöventtiilit
• Taso 1 sisältää I/O-moduulit ja niiden prosessorit.
• Taso 2 sisältää valvontatietokoneet, jotka keräävät tietoja järjestelmän prosessorisolmuista ja tarjoavat operaattoreille ohjauspaneelit. Automaatiotaso.
• Taso 3 on tuotannonvalvonnan taso, joka ei suoraan ohjaa prosessia vaan sen kautta valvotaan tuotantoa ja tavoitteita. Usein tehtaanlaajuinen verkko.
• Taso 4 on hallinnollisten tietojärjestelmien taso, esimerkiksi toiminnanohjausjärjestelmän (ERP). Usein yrityksen laajuinen verkko.

Tasot 1 ja 2 ovat perinteisen DCS:n toiminnallisia tasoja, joissa kaikki laitteet ovat osa yhden valmistajan integroitua järjestelmää.

Tasot 3 ja 4 eivät ole tiukasti prosessinohjausta perinteisessä merkityksessä, vaan niissä tuotantoa valvotaan ja ajoitetaan.

Aiheesta muualla

• What is Distributed Control System (DCS)? (englanniksi)