Кіріспе

Тікелей цифрлық басқару – цифрлық құрылғымен (компьютермен) жағдайды немесе процесті автоматты түрде басқару. Тікелей цифрлық басқару орталықтандырылған, желіге бағытталған тәсілді қолданады. Барлық өлшеу құралдары әртүрлі аналогтық және цифрлық түрлендіргіштер арқылы жинақталады, олар осы сигналдарды орталық басқарушыға жеткізу үшін желіні пайдаланады. Орталық компьютер содан кейін өзінің өндірістік ережелерінің барлығын орындайды (олар құрылымның кез келген жеріндегі сезімтал нүктелерді қамтуы мүмкін) және клапандарға, атқарушы механизмдерге, сондай-ақ жылуды, желдетуді және ауаны баптауға арналған басқа да реттелетін компоненттерге сол желі арқылы командалар жібереді.

Шолу

Орталық контроллерлердің және көптеген терминалдық бірлік контроллерлерінің бағдарламаланатын мүмкіндігі бар, яғни тікелей цифрлық басқару бағдарламасының коды жоспарланған қолданысқа сәйкес өзгертілуі мүмкін. Бағдарламаның мүмкіндіктеріне уақыт кестелері, белгіленген мәндер, контроллерлер, логикалық схемалар, таймерлер, трендтер тізімдері және дабылдар кіреді. Бөлшек контроллерлері әдетте айнымалы шаманы (температура, ылғалдық немесе қысым) өлшеуге мүмкіндік беретін аналогтық және цифрлық кірістерге, сондай-ақ ортаны (жылу/салқын су және/немесе бу) басқаруға арналған аналогтық және цифрлық шығыстарға ие. Цифрлық кірістер әдетте басқару құрылғысынан келетін (құрғақ) контактілер, ал аналогтық кірістер әдетте өзгермелі шаманы (температура, ылғалдық, жылдамдық немесе қысым) сезетін құрылғыдан алынған кернеу немесе ток өлшемі болып табылады. Цифрлық шығыстар көбінесе жабдықты іске қосу және тоқтату үшін қолданылатын релелік контактілер, ал аналогтық шығыстар ортаның (ауа/су/бу) басқару құрылғыларының қозғалысын басқаруға арналған кернеу немесе ток сигналдары болып табылады.

Тарих

Тікелей цифрлық басқару жүйесінің алғашқы мысалы 1981-1982 жылдары австралиялық Midac компаниясы R Tec австралиялық үлгідегі аппараттық құралдарды пайдаланып жасалды. Мельбурн университетінде орнатылған жүйе сериялық байланыс желісін қолданып, кампус ғимараттарын ескі геология ғимаратының жертөлесіндегі бақылау бөлмесінің "алдыңғы бөлігіне" қосты. Әр қашықтан орналасқан немесе спутниктік интеллект бірлігі (SIU) 2 Z80 микропроцессорын, ал алдыңғы бөлік параллель өңдеу конфигурациясында 11 Z80-ді пайдаланды. Z80 микропроцессорлары ортақ жад және байланыс желісі арқылы тапсырмаларды бір-біріне жіберу арқылы жүктемені бөлісті. Бұл, мүмкін, таратылған өңдеуді қолданатын тікелей цифрлық басқарудың алғашқы сәтті іске асырылуы болды.

Деректермен байланыс

Тікелей цифрлық контроллерлер желіге қосылғанда, олар дерек шинасы арқылы ақпарат алмаса алады. Басқару жүйесі дерек шинасында байланыс үшін «жекеменшік» немесе «ашық протокол» тілін қолданады. Ашық протокол тілінің мысалдары: ғимаратты автоматтандыруды басқару желісі (BACnet), LonWorks (Echelon), Modbus TCP және KNX.

Интеграциялау

Әр түрлі тікелей цифрлық басқару деректері желілері бір-бірімен байланыстырылғанда, оларды ортақ платформадан басқару мүмкін болады. Бұл платформа бір тілдегі ақпаратты екінші тілге аударуға мүмкіндік береді. Мысалы, LON контроллері температура мәнін BACnet контроллерімен бөлісе алады. Интеграциялық платформа ақпарат алмасуды ғана емес, сонымен қатар барлық құрылғылармен өзара әрекеттесуді қамтамасыз етеді. Көптеген интеграциялық платформалар компьютер немесе желілік құрылғы болып табылады. Көп жағдайларда, HMI (адам-машина интерфейсі) немесе SCADA (Бақылау және деректерді жинау жүйесі) оның құрамына кіреді. Интеграциялық платформалардың мысалдары, тек бірнешеуін атап өту үшін, Tridium Niagara AX, Trend Controls, TAC Vista, CAN2GO және Бірыңғай архитектура, яғни тікелей байланыс мүмкін болмаған жағдайда қолданылатын OPC (Open Connectivity) сервер технологиясы.

Жылыту, желдету және ауа баптау

Тікелей цифрлық басқару көбінесе микропроцессорлар арқылы бағдарламалық жасақтаманы пайдалана отырып, басқару логикасын орындау үшін, клапандар сияқты жылыту, желдету және кондиционерлеу құрылғыларын басқаруға қолданылады. Мұндай жүйелер сенсорлар мен құрылғылардан аналогтық және цифрлық сигналдарды қабылдайды және басқару логикасына сәйкес аналогтық немесе цифрлық сигналдарды шығарады.

Қозғалтқыш

Оптималды басқару теориясына негізделген алгоритмді пайдалану арқылы микроконтроллерді қолдана отырып, индукциялық мотордың жылдамдығын басқару мүмкін.