Wat is een distributed control system (DCS) en waar wordt dit systeem toegepast?

Een distributed control system wordt afgekort met DCS. Dit is een onderdeel van de automatisering van processen in productiebedrijven. Een DCS wordt onder andere toegepast in de industrie en daarnaast in civieltechnische toepassingen. Met een DCS kunnen processen worden gevolgd gestuurd en gecontroleerd. De DCS vormt een onderdeel van een productiesysteem.

Waaruit bestaat een DCS?
Een DCS behoort tot de procesautomatisering en bestaat uit een aantal verschillende onderdelen. Deze onderdelen behoren zowel tot de hardware als software. De software is als het ware het brein en de hardware gebruikt de machine om informatie te ontvangen (sensors) en een bewerking uit te voeren. De meetinstrumenten zoals sensors zijn doormiddel van bedrading verbonden via een bus. Daarnaast hoort bij dit systeem ook een multiplexer en A/D-convertors. Dit alles staat in verbinding met een procescomputer waarmee het proces wordt gevisualiseerd. Doormiddel van een interface kan men communiceren met de productiemachines en in de display of op het beeldscherm kan men aflezen welke output wordt gerealiseerd en worden eventuele fouten inzichtelijk.

Waar worden distributed control systems toegepast?
Distributed control systems worden bij verschillende bedrijven toegepast. Hierbij kan men bijvoorbeeld denken aan elektriciteitscentrales. Ook bij distributiesystemen van elektriciteit wordt gebruik gemaakt van een distributed control system evenals bij klimaatsystemen. In chemische fabrieken vormt het DCS ook een belangrijk onderdeel van de procesautomatisering.

Wat kan men met een distributed control system?
Met een distributed control system kan men processen besturen in een geautomatiseerde omgeving. Hierbij kan men denken aan het regelen van pompen en kleppen zodat grondstoffen kunnen circuleren in leidingen. Een DCS vormt een onderdeel van de procesautomatisering en kan autonoom functioneren zonder dat een operator de machine hoeft te bedienen. In de praktijk wordt echter vaak wel een interface met bijbehorend beeldscherm toegepast zodat de operator wel inzichtelijk krijgt wat de machine voor bewerking uitvoert en of er fouten ontstaan. Op die manier kan de machine communiceren met het personeelslid. Een personeelslid kan dan bijvoorbeeld de setwaarde wijzigen, de temperatuur veranderen of de druk in de leidingen. In de jaren negentig van vorige eeuw zijn alle verouderde pneumatische regelsystemen bij Nederlandse bedrijven vervangen door DCS. De pneumatische systemen werkten op basis van luchtdruk. DCS werkt op basis van software en krijgt zijn voeding vanuit elektriciteit.

Wat zijn de basisfuncties DCS?
Een DCS heeft tegenwoordig een aantal basisfuncties. Dit is het regelen van analoge signalen en het regelen van diverse procesparameters. Verder kunnen verschillende PLC functies, dit zijn digitale signalen, doormiddel van een DCS worden geregeld. In de historiek kan men de historische gegevens van de machine(s) nalezen als men deze heeft opgeslagen. Een DCS zorgt ook voor visualisatie van de input en output van het proces met daarbij de eventuele bijzonderheden zoals storingen en dergelijke. In het alarm management kan men abnormale condities beheren.  Ook kan men met het DCS rapportages maken van de gegevens uit bovengenoemde systemen.

Wat is procesautomatisering of procesbesturing?

Procesautomatisering of procesbesturing is het automatiseren en besturen van productieprocessen en andere processen in bedrijven om deze effectiever te laten verlopen en het rendement van de organisatie te verhogen.

Procesautomatisering wordt onder andere toegepast in een productieomgeving. Hierbij kan men denken aan grote fabrieken waarbij men van grondstoffen producten gaat vervaardigen met behulp van computergestuurde machines. De geautomatiseerde processen zullen continue doorgaan. Het verloopt dus automatisch. Procesautomatisering vormt een onderdeel van een productiesysteem of besturingssysteem.

Als de procesautomatisering van een bedrijf goed is geregeld kunnen veel (productie)kosten worden bespaard. Daarom wordt de procesautomatisering bij verschillende managementmodellen zoals leanmanufacturing goed gemonitord.

Waar worden procesautomatiseringssytemen toegepast?
Het automatiseren van processen wordt voornamelijk toegepast in de maakindustrie. De maakindustrie omvat bedrijven waar concrete producten worden gemaakt. Deze bedrijven worden ook wel productiebedrijven genoemd. Een belangrijk kenmerk van deze bedrijven is dat de processen voortdurend worden bekeken en geoptimaliseerd. Hoe efficiënter het productieproces verloopt hoe meer geld kan worden verdiend. Voorraden worden zoveel mogelijk beperkt om ruimte en rente te besparen. Daarnaast zullend e verschillende stappen in het productieproces zo goed mogelijk op elkaar worden afgestemd zodat minder tijdverlies ontstaat. In het verleden was de onderlinge afstemming van de deelprocessen vooral iets dat leidinggevenden en machineoperators onderling zo goed mogelijk op elkaar afstemden. Tegenwoordig maakt men echter gebruik van computergestuurde machines met plc systemen en overkoepelende SCADA software waardoor machines ook met elkaar kunnen communiceren. Procesautomatisering vindt plaats in de industrie maar ook in een civieltechnische omgeving.

Waaruit bestaat een procesautomatiseringssysteem?
Bovenstaande vraag kan worden opgedeeld in twee hoofdgroepen namelijk de hardware en de software. De hardware omvat alles dat tastbaar en zichtbaar onderdeel uitmaakt van de procesautomatisering. Dit zijn bijvoorbeeld de machines en de printplaten, sensoren, bedrading, schakelkasten en het hardware deel van de PLC. Het softwarematige deel van het procesautomatiseringssysteem is abstracter. Dit omvat de programmering van de PLC en de SCADA. De software wordt gebruikt om het ‘brein’ van de automatisering opdracht te geven of functionaliteiten te geven. Op een interface komen zowel het softwaredeel als het hardwaredeel samen. Dit is namelijk een display of scherm waar doormiddel van software wordt gevisualiseerd hoe de hardware (de machine) functioneert. Een procesoperator kan bijvoorbeeld op een procescomputer aflezen in hoeverre het productieproces goed verloopt.

Voorbeelden van procesautomatiseringssystemen
Er zijn verschillende voorbeelden van procesautomatisering. Daarnaast zijn er ook diverse procesautomatiseringssystemen. Een aantal voorbeelden zijn:

  • Distributed control system (DCS)
  • Process control system (PCS)
  • Programmable logic controller (PLC)
  • Supervisory control and data acquisition (SCADA)

Deze verschillende softwaresystemen kunnen het proces of de deelprocessen van een organisatie optimaliseren en/of monitoren. Zo kan een PLC, mits de goed is geprogrammeerd, er voor zorgen dat een machine de juiste bewerking uitvoert als een grondstof of halffabricaat voor een bepaalde sensor verschijnt.

Interface
Ondanks deze automatiseringssystemen zijn er over het algemeen wel mensen nodig op de werkvloer om effectief te kunnen anticiperen op eventuele fouten in het productieproces. Dit kunnen bijvoorbeeld operators zijn maar ook productiepersoneel. Zij kunnen met behulp van een interface HMI controleren wat de machine doet en daarnaast met knoppen opdrachten geven indien de machine een bepaalde bewerking moet uitvoeren. Een interface zoals een beeldscherm met een toetsenbord/ paneel zorgt er dus voor dat een machine met een mens kan communiceren en andersom.