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Automazione e Strumentazione

Marzo 2017

TAVOLA ROTONDA

primo piano

Cos’è un DCS

Da alcuni anni i

PLC

specializzati, in parti-

colare nelle versioni

PAC

soft-PLC

, rap-

presentano una credibile alternativa ai DCS.

Alternativa svolta anche da

sistemi PC-based

e da sistemi integrati con

gateway

cloud

. Se

da un lato le applicazioni DCS offrono requi-

siti di maggior affidabilità e robustezza rispetto

ai controlli basati su PLC o PC, dall’altro la

ridondanza hardware e software comporta inve-

stimenti maggiori e il reperimento di personale

altamente specializzato.

Di fatto l’ibridazione dei DCS ne rende diffi-

cile una catalogazione netta. Resta però valida

la definizione di DCS come

sistema di con-

trollo utilizzato per gestire processi di grandi

dimensioni distribuiti geograficamente

Il termine DCS fu coniato dal costruttore

Honeywell alla fine degli anni 70, quando intro-

dusse sul mercato un sistema di controllo multi-

processore, per il quale il termine ‘distributed’

indicava che le funzioni di controllo erano

ripartite fra le diverse CPU.

Fin dalle origini i DCS sono stati sviluppati

prevalentemente per il

controllo in tecnica

analogica

e per la gestione di

grandi quan-

tità di dati

ed elaborazioni matematiche com-

plesse. I destinatari di questi sistemi compren-

dono le grandi industrie di trasformazione dei

materiali e dell’energia nei settori oil&gas,

chimico-farmaceutico, food&beverage, produ-

zione di energia, industria estrattiva, cementi-

fici, zuccherifici, lavorazioni del vetro, della

carta e delle acque.

Un DCS prevede la gestione dei cicli di automa-

zione e controllo laddove questi hanno luogo.

Altra caratteristica di fondo del DCS è quella

di essere completamente integrato nel processo

controllato. Ciò significa che non è possibile

agire sul processo di produzione se non attra-

verso il DCS stesso.

Attualmente, invece, il concetto di ‘

distribu-

ito

’ si riferisce principalmente alla distanza

geografica tra le unità ‘intelligenti’ che com-

pongono il sistema.

Oggi con l’avanzata del

cloud networking

dei

big data

i DCS si spingono a generare ana-

lisi predittive, diagnostiche e di supporto alle

decisioni molto accurate.

Per garantire un’effettiva dislocazione dei

moduli per l’acquisizione dati i DCS devono

disporre di una rete di comunicazione effi-

ciente e ad alta velocità. Devono inoltre garan-

tire interfacce comuni tra i diversi sistemi di

controllo e l’integrazione di eventuali sotto-

reti. Una caratteristica importante dei DCS

consiste nella possibilità di modificare la topo-

logia della rete o l’assetto hardware senza il

blocco degli impianti.

Architettura

I DCS sono costituiti fondamentalmente da tre

sottosistemi: centri di supervisione, control-

lori o RTU (Remote Terminal Unit), gateway

o sistemi di comunicazione. I

centri di super-

visione

sono tipicamente workstation o Scada.

Gestiscono la programmazione delle unità

di controllo e l’interfaccia Uomo-Macchina

(HMI) dell’intero processo. Le stazioni di

supervisione si occupano anche della raccolta

e dell’elaborazione statistica dei dati, oltre che

del controllo dell’avanzamento del processo

produttivo (Batch Manager).

unità di controllo

possono essere regola-

tori analogici, sistemi I/O distribuiti, apparati

di telecontrollo o controllori dedicati a sotto-

processi, sequenze, gestione di variabili e loop

di controllo. Si noti che i controllori logici

usati in un DCS possono essere di tipo tradi-

zionale, ma più spesso sono dispositivi spe-

cifici o sistemi ‘ibridi’, che integrano potenti

processori orientati all’elaborazione numerica

floating-point, in grado di unire le funziona-

lità di controllo logico con quelle di regola-

zione di sistemi continui. Le unità di controllo

sono fondamentali per generare strategie di

controllo avanzato

APC

(Advanced Process

Control) e per implementare sistemi di simu-

lazione e addestramento degli operatori

OTS

(Operator Training Simulator).

Alla base dei

sistemi di comunicazione

inte-

Sin dall’introduzione dei DCS, i processi produttivi che utilizzano questi sistemi di controllo

sono stati caratterizzati dal fatto di generare grandi moli di dati e di richiedere una grande

complessità di gestione e di supervisione