TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ

GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS)
NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020
của Trường Cao Đẳng Dầu Khí)
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2020
(Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Hệ thống điều khiển phân tán (DCS) được dịch và biên soạn dành
cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa (SCTBTĐH) của Trường
Cao Đẳng Dầu Khí và thuộc môn học cơ sở ngành. Các sinh viên nghề SCTBTĐH trước
khi học môn học này cần hoàn thành môn học Điều khiển quá trình.
Nội dung của giáo trình gồm 04 bài:
Bài 1: Cơ bản về hệ thống điều khiển phân tán.
Bài 2: Các thành phần của hệ thống điều khiển phân tán
Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống điều khiển phân tán (DCS)
Bài 4: Vận hành DCS
Tác giả chân thành gửi lời cám ơn đến các đồng nghiệp khoa Điện – Tự Động
Hóa đã giúp tác giả hoàn thiện giáo trình này.
Tuy đã nỗ lực nhiều, nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót, rất mong nhận
được những ý kiến đóng góp để lần ban hành tiếp theo được hoàn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn./.
Bà Rịa – Vũng Tàu, tháng 03 năm 2020
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: ThS. Phan Đúng
2. ThS. Đỗ Mạnh Tuân
3. Ths. Nguyễn Xuân Thịnh
MỤC LỤC
1. BÀI 1: CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN ............................. 1
1.1 Điều khiển phân tán ........................................................................................... 2
1.2 Lịch sử phát triển hệ thống điều khiển phân tán (DCS) .................................... 4
1.3 So sánh điều khiển phân tán (DCS) với các hệ thống điều khiển khác ............. 5
1.3.1 DCS so với PLC ........................................................................................... 6
1.3.2 DCS so với SCADA ..................................................................................... 6
1.3.3 Các hệ thống thiết bị an toàn ........................................................................ 7
2. BÀI 2: CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN .... 10
2.1 Cấu trúc phần cứng .......................................................................................... 11
2.1.1 Các thiết bị hiện trường .............................................................................. 11
2.1.2 Các bộ điều khiển ....................................................................................... 12
2.1.3 Bộ điều khiển I/O ....................................................................................... 14
2.1.4 Các ứng dụng của bộ điều khiển ................................................................ 14
2.1.5 Dư dự phòng ............................................................................................... 15
2.2 Máy chủ và máy trạm ...................................................................................... 17
2.2.1 Chức năng của máy chủ.............................................................................. 17
2.2.2 Máy chủ phần mềm .................................................................................... 19
2.2.3 Máy chủ cơ sở dữ liệu ................................................................................ 20
2.2.4 Các máy chủ khác ....................................................................................... 21
2.2.5 Chức năng của máy trạm ............................................................................ 21
2.2.6 Trạm kỹ thuật (EW) .................................................................................... 22
2.2.7 Các trạm vận hành (OW) ............................................................................ 22
2.2.8 Các hệ điều hành máy chủ và máy trạm ..................................................... 22
2.3 Mạng truyền thông trong DCS ....................................................................... 23
2.3.1 Kết nối mạng cơ bản ................................................................................... 24
2.3.2 Fieldbus ...................................................................................................... 25
2.3.3 Modbus ....................................................................................................... 26
2.3.4 Profibus ....................................................................................................... 27
2.3.5 Foundation Fieldbus ................................................................................... 28
2.3.6 Các mạng mức cao hơn .............................................................................. 28
2.3.7 Các mạng Ethernet ..................................................................................... 29
2.3.8 Ethernet công nghiệp .................................................................................. 31
2.4 Giao diện người - máy .................................................................................... 32
2.4.1 Đồ họa của trạm vận hành .......................................................................... 33
2.4.2 Đồ họa quá trình ......................................................................................... 33
2.4.3 Đồ họa điều khiển tương tự ........................................................................ 34
2.4.4 Các đồ họa điều khiển rời rạc ..................................................................... 35
2.4.5 Các màn hình thông tin và sự định hướng .................................................. 36
2.4.6 Hệ thống báo động ...................................................................................... 36
2.4.7 Các hiển thị điểm chi tiết ............................................................................ 38
2.4.8 Các đồ thị xu hướng ................................................................................... 39
2.4.9 Các đồ thị xu hướng lịch sử ........................................................................ 40
3. BÀI 3: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHÂN TÁN (DCS) ............. 42
3.1 Tầm quan trọng của bảo dưỡng ....................................................................... 43
3.1.1 Lập biểu bảo dưỡng phòng ngừa ................................................................ 43
3.1.2 Lập hồ sơ lịch sử......................................................................................... 44
3.1.3 Bảo dưỡng .................................................................................................. 45
3.2 Hiệu chuẩn và sửa chữa ................................................................................... 45
3.2.1 Hiệu chuẩn ................................................................................................. 45
3.2.2 Sửa chữa ..................................................................................................... 45
3.2.3 Xử lý sự cố DCS ........................................................................................ 46
3.2.4 Các lỗi của thiết bị hiện trường .................................................................. 47
3.2.5 Các lỗi bộ phận DCS .................................................................................. 48
3.2.6 Các lỗi nguồn điện ..................................................................................... 48
3.2.7 Các lỗi bộ điều khiển ................................................................................. 49
3.2.8 Các lỗi mạng .............................................................................................. 49
3.3 Có được chuyên môn ....................................................................................... 50