Comunicații de date în sisteme distribuite

Cap. 1 CONCEPTE DE BAZA

Notiunea de “sistem de control distribuit” (DCS – Distributed Control System)

desemneaza, in sens foarte larg, orice sistem de control al unui proces dinamic,

caracterizat prin faptul ca elementele de control sunt localizate spatial in vecinatatea

subsistemelor controlate si sunt interconectate intr-o retea de comunicatie, care permite

monitorizarea si supervizarea.

SCADA este un acronim pentru “Supervisory Control and Data Acquisition” –

sistem de control la nivel de supervizare si achizitie de date.

Controlul la nivel de supervizare este definit in opozitie cu controlul in timp real si consta

de exemplu in modificarea valorilor prescrise (set-point values) ale unor regulatoare

inteligente, a caror sarcina este sa mentina (in timp real) valorile masurate ale unor

parametri de proces la nivele cat mai apropiate de valorile prescrise.

Schita generala a unui sistem de control distribuit cu supervizare SCADA este

prezentata in figura 1.

Observam prezenta mai multor instalatii tehnologice (procese) distincte, fiecare avand

dispozitive de prelevare si transmisie a datelor masurate (senzori, traductoare,

dispozitive de conditionare si transmisie), elemente de executie (pompe, motoare,

incalzitoare etc.) elemente de control in timp real (de obicei PLC-uri sau controllere PID

“inteligente”), toate interconectate pe un bus de comunicatie cu un punct central de

monitorizare si supervizare echipat cu un dispozitiv HMI (Human-Machine Interface) –

de obicei un computer echipat cu un software special de comunicatie si control.

Un exemplu practic de astfel de sistem este cazul unor rezervoare din industria chimica,

echipate cu sisteme de control al temperaturii, nivelelor si debitelor de admisie si de

evacuare.

Controlul de tip supervizare are in vedere stabilirea temperaturilor si nivelelor prescrise

pentru fiecare subsistem, precum si momentele cand se comanda umplerea sau golirea

rezervoarelor.

De notat faptul ca anumiti parametri pot fi transmisi direct catre computerul din camera

de control prin intermediul unor dispozitive denumite RTU (Remote Terminal Units).

Acestea pot transmite si comenzi catre PLC-urile sau direct catre elementele de

executie aferente nivelului de control in timp real al procesului, comenzi care uneori au

prioritate fata de comenzile provenind de la bucla locala de control in timp real.

In mod obisnuit, sistemele SCADA sunt organizate ca o baza de date in care sunt

permanent actualizate informatii asociate cu asa-numite “puncte” ale procesului.

Un punct de proces este o intrare sau iesire individuala a procesului.

Punctele pot fi “hard” – daca au un corespondent fizic in multimea de intrari si iesiri din

sistem, sau “soft” daca se refera la valori calculate. De exemplu tensiunea si curentul

masurate la bornele unui motor sunt puncte hard, iar puterea consumata este un punct

soft.

Figura 1. Schita unui sistem de control distribuit cu SCADA

Informatia asociata cu fiecare punct este asociata cu o stampila de timp, reprezentand

momentul cand valoarea parametrului a fost citita sau calculata.

SENZOR - Un senzor este un dispozitiv care masoara o marime fizica sau chimica si o

converteste intr-un semnal care poate fi citit de un observator sau de un instrument.

Exemplu – termometrul.

ACTUATOR – Un actuator este un dispozitiv (mecanic, electromecanic, pneumatic,

hidraulic, piezoelectric etc.) destinat sa produca miscarea controlata a unui mecanism

sau sistem. Exemple: releele electromecanice, electro-valvele, etc.

TRADUCTOR – in sens foarte general, un traductor este un dispozitiv care transforma

un semnal dintr-o forma in alta. Un exemplu este difuzorul, care transforma un semnal

electric in vibratii audibile ale aerului.

Observam ca in conformitate cu definitiile de mai sus, atat