Đồ án Hệ thống điều khiển trên cơ sở hệ SIMATIC

Hiện nay đất nước ta đang trong quá trình hội nhập và phát triển về mọi mặt: Kinh tế, chính trị, xã hội, khoa học kĩ thuật để tiến kịp với sự phát triển của thế giới. Đặc biệt là trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước thì tự động hoá đóng một vai trò quan trọng nhằm đáp ứng các yêu đề ra của nền sản xuất công nghiệp hiện đại: Tốc độ sản xuất, chất lượng, giá thành, khấu hao máy móc.Với sự phát triển như ngày nay các ngành công nghiệp ngày càng ứng dụng mạnh mẽ các thành tựu của khoa học kĩ thuật đặc biệt là tự động hoá.

doc65 trang | Chia sẻ: diunt88 | Lượt xem: 2572 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Hệ thống điều khiển trên cơ sở hệ SIMATIC, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lời nói đầu Hiện nay đất nước ta đang trong quá trình hội nhập và phát triển về mọi mặt: Kinh tế, chính trị, xã hội, khoa học kĩ thuật để tiến kịp với sự phát triển của thế giới. Đặc biệt là trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước thì tự động hoá đóng một vai trò quan trọng nhằm đáp ứng các yêu đề ra của nền sản xuất công nghiệp hiện đại: Tốc độ sản xuất, chất lượng, giá thành, khấu hao máy móc.Với sự phát triển như ngày nay các ngành công nghiệp ngày càng ứng dụng mạnh mẽ các thành tựu của khoa học kĩ thuật đặc biệt là tự động hoá. Trong những năm gần đây, PLC ngày càng được sử rộng rãi và được coi như một giải pháp điều khiển lí tưởng cho việc tự động hoá trong công nghiệp. Có rất nhiều các sản phẩm PLC của các hãng sản xuất khác nhau nhưng Siemens là một tập đoàn công nghiệp toàn cầu về kỹ thuật điện, công nghiệp điên tử, tự độn hoá và nhiều lĩnh vực khác phục vụ cho xây dựng nhà máy, thiết kế thiết bị, cung cấp thiết bị, lắp đặt và vận hành. Tự động hoá được tích hợp một cách tổng thể là giải pháp tối ưu mà các ngành công nghiệp hiện nay yêu cầu và đòi hỏi chín vì thế mà SIMATIC chính là một giải pháp tổng thể cho tất cả các hệ thống tự động hoá. Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy nguyễn tiến hiếu chúng em đã hiểu rõ hơn và có thể lập trình điều khiển cho hệ thống PLC_S7 300. Tuy vậy trong thời gian thực tập do kiến thức còn nhiều hạn chế chúng em không tránh khỏi những thiếu xót, chúng em rất mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô. Nhóm sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Sơn Đỗ Thị Thà ChươngI: Hệ thống điều khiển trên cơ sở hệ SIMATIC Giới thiêụ tổng quan về hệ Simatic Trước hết ta sẽ tìm hiểu SIMATIC là gì? SIMATIC _tự động hoá được tích hợp một cách tổng thể . SIMATIC là một giải pháp tự động hoá toàn diện được xây dựng và phát triển bởi hãng Simens. Một hệ thống trong đó kết hợpp tất cả các thiết bị phần cứng và phần mềm nhằm đáp ứng các nhiệm vụ, yêu cầu về tự động hoá khác nhau. Trước đây SIMATIC thường được hiểu một cách đơn thuần là thiết bị diều khiển khả trình. Hiện nay SIMATIC được coi như một giảI pháp bao gồm các yếu tố như: các bộ điều khiển, hệ thống bus truyền thông, phần mềm kỹ thuật, HMI, các thiết bị vào/ra phân tán,IPC… Vậy SIMATIC là giải pháp tự động hoá tổng thể nhờ các yếu tố nào? -Phần quản lí dữ liệu: Dữ liệu chỉ cần đưa vào một lần và trở thành thông tin chung cho toàn nhà máy.Điều này cho phép hạn chế những lỗi truyền thông và sự bất ổn định trước đây. -Phần cài đặt cấu hình và lập trình: Tất cả các thiết bị và hệ thống của các giải pháp tự động hoá được cài đặt lập trình, khởi động thử nghiệm và được điều khiển nhờ sử dụng quá trình tích hợp toàn tổng thể thống nhất và hệ thống được theo module hoá. Tất cả sẽ hoạt động dưới 4 giao diện với người vân hành và các công cụ kỹ thuật thích hợp. I. Thiết kế hệ thống điều khiển sử dụng PLC 1. Tổng quan về PLC: 1.1. Xuất xứ: PLC viết tắt của từ Progammable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic khả trình xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1969 tại một hãng ôtô củaMỹ. Bắt đầu chỉ đơn giản là một bộ logic thuần tuý ứng dụng để điều khiển các quá trình công nghệ, chủ yếu là điều khiển ON/OFF giống như hệ thống rơle, công tắc tơ thông thường mà không điều khiển chất lượng hệ. Từ khi xuất hiện PLC đã được cải tiến với tốc độ rất nhanh . - năm 1974 PLCđã sử dụng nhiều bộ vi xử lý như mạchđịnh thời gian, bộ đếm dung lượng nhớ. - Năm 1976 đã giới thiệu hệ thống đưa tín hiệu vào từ xa. - Năm 1977 đã dùng đến vi xử lý. - Năm 1980 PLC phát triển các khối vào ra thông minh nâng cao điều khiển thuận lợi qua viễn thông, nâng cao phát triển phần mềm, lập trình dùng máy tính cá nhân. - Năm 1985 PLC đã được ghép nối thành mạng PLC. Ngày nay PLCđã được cải tiến nhiều và đáp ứng tất cả các yêu cầu điều của khiển như: Điều khiến số lượng (ON/OFF). Điều khiển chất luợng( thực hiện các mạch vòng phản hồi: U, I,(, S). Thực chất PLC là một máy tính công nghiệp mà quá trình điều khiển được thể hiện bằng chương trình. PLC thay thế hoàn toàn các phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơ le, công tắc tơ. Chính vì vậy PLC được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nó được xem như là một giải pháp điều khiển lý tưởng các quá trình sản xuất. 1.2. Vị trí, nhiệm vụ của bộ PLC trong hệ thống điều khiển: Trong hệ thống điều khiển PLC là một khâu trung gian có nhiệm vụ xử lý các thông tin đầu vào rồi đưa tín hiệu ra tới các thiết bị chấp hành. 1.3. Ưu -nhược điểm của PLC. Ngày nay hầu hết các máy công nghiệp được thay thế các hệ điều khiển rơ le thông thường, sử dụng bán dẫn bằng các bộ điều khiển lập trình. Ưu điểm: Giảm bớt quá trình ghép nối dây vì thế giảm giá thành đầu tư . Giảm diện tích lắp đặt, ít hỏng hóc, làm việc tin cậy, tốc độ quá trình điều khiển nhanh, khả năng chống nhiễu tốt, bảo trì bảo dưỡng tốt hơn vì nó có module chuẩn hoá. Nhược điểm: Chưa thích hợp cho quá trình điều khiển nhỏ (một vài đầu ra) vì thế nếu dùng giá thành rất cao. Ngôn ngữ hệ đóng ( ngôn ngữ của các hãng riêng ) nên khó thay thế. 1.4. Cấu trúc PLC: Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt thành PLC, là thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số. Như vậy với chương trình điều khiển trong mình, PLC trở thành một bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc với máy tính). Toàn bộ chương trình được lưu nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình (khối OB, FC hay FB) và được thực hiện lặp theo chu kỳ của vòng quét (scan).  Hình 1.1: Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC Để có thể thực hiện được một chươg trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển và tất nhiên phải có cổng vào/ ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi thông tin với môi trường xung quanh. Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toán điều khiển số, PLC cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer)và những khối hàm chuyên dụng. Thông thường để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đó phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào/ra khác nhau mà các bộ điều khiển PLC được thiết kế không được cứng hoá về cấu hình. Chúng được chia nhỏ thành các module. Số các module được chia nhiều hay ít tuỳ theo từng bài toán, song tối thiểu phải có một module chính là module CPU. Các module còn lại là các module nhận/truyền tín hiệu với tín hiệu điều khiển, các module chức năng chuyên dụng như các module PID, điều khiển động cơ....Chúng được gọi chung là modul mở rộng. Tất cả các module được gá trên những thanh ray (Rack).  Hình1.2: Câú hình một thanh rack của một PLC S7-300 1.5. Ngôn ngữ lập trình phần mềm Phần mềm PLC có các loại ngôn ngữ khác nhau như: + Danh sách lệnh: STL. + Sơ đồ bậc thang: LAD DE R. + Sơ đồ khối chức năng: Block Function. + Ngôn ngữ bậc cao. II.Các giải pháp thiết kế điều khiển trên cơ sở hệ SIMATIC Cấu trúc điều khiển tập trung  Hình 1.3: cấu trúc điều khiển tập trung Khái niệm điều khiển tập trung là việc sử dụng 1 thiết bị điều khiển duy nhất để điều khiển toàn bộ quá trình kĩ thuật. Một hệ có cấu trúc tập trung là một hệ thống mà các quá trình đo lường, điều khiển, cảnh báo, lưu trữ số liệu, chuẩn đoán được thực hiện tại trung tâm điều khiển. Trung tâm điều khiển có thể là các bộ điều khioển số trực tiếp, máy tính lớn, máy tính cá nhân hoặc các thiết bị điều khiển khả trình, ta sẽ dùng thống nhất bằng thuật ngữ thiết bị điều khiển. Hệ thống điều khiển tập trung bao gồm các thiết bị điều khiển, các bộ thu thập có chức năng thu nhận tín hiệu trường đưa lên máy tính trung tâm. Các quá trình thu nhận tín hiệu, xử lí thông tin, giám sát quá trình điều khiển đều do trung tâm quyết định. Thông thường thiết bị điều khiển trung tâm cách xa hiện trường. Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành được nối trực tiếp, điểm -điểm vào thiết bị điều khiển tập trung qua các cổng vào/ra của nó. Thiết bị điều khiển tập trung ngoài việc thu nhận tín hiệu đo và đưa ra các quyết định điều khiển còn đảm nhận rất nhiều các chức năng khác như chức năng nhận dạng, chuẩn đoán quá trình, lưu giữ số liệu… Ưu –nhược điểm của cấu trúc tập trung Ưu điểm Thích ứng cho các ứng dụng tự động hoá quy mô vừa và nhỏ, điều khiển máy móc và thiết bị khoong mang tính chất quá phức tạp . Cấu trúc đơn giản,dễ thực hiện, điểm đáng chú ý là sự tập trung chức năng xử lí thông tin trong một thiết bị điều khiển duy nhất, phát huy được điểm mạnh của bộ điều khiển Nhược điểm Độ tin cậy thấp do sự phụ thuộc vào một thiết bị điều khiển duy nhất, có thể dùng giải pháp lắp thêm thiết bị điều khiển dự phòng nhưng sẽ dẫn đến chi phí cao. Công việc nối dây phức tạp,giá thành cao. Độ linh hoạt không cao, việc mở rộng hệ thống gặp khó khăn. Phạm vi ứng dụng hạn hẹp. 2 . Cấu trúc điều khiển phân tán  Hình 1.4: Cấu trúc điều khiển phân tán Do cấu trúc tập trung có những hạn chế nên một dây truyền sản xuất thường được chia thành nhiều phân đoạn khác nhau, sử dụng nhiều thiết bị điều khiển, mỗi phân đoạn được điều khiển bằng 1 hoặc nhiều thiết bị cục bộ. Các thiết bị cục bộ này được đặt rải rác tại các phòng điều khiển của từng phân đoạn, phân xưởng, ở vị trí không xa với quá trình kĩ thuật, bên cạnh đó quá trình điều khiển tổng hợp cần sự phối hợp điều khiển giữa các máy tính điều khiển. Các máy tính được nối mạng với nhau và với một hoặc nhiều máy tính giám sát trung tâm qua bus hệ thống. Một hệ thống như vậy được gọi là hệ thống có cấu trúc điều khiển phân tán hay còn gọi là hệ điều khiển phân tán (DCS). Hệ thống bao gồm các module phân tán có chức năng điều khiển phân tán được liên kết với nhau theo một hệ thống mạng tuân theo các giao thức truyền thông công nghiệp. Các module này có nhiệm vụ thu thập các tín hiệu đo lường, sử dụng hệ thống bus trường với kĩ thuật truyền tin số để truyền số liệu lên cấp điều khiển giám sát và ngược lại. Các module này đồng thời nhận các yêu cầu từ cấp điều khiển giám sát như gửi số liệu quá trình để lưu trữ số liệu ở trên, điều khiển trực tiếp đối tượng khi cần, thực hiện các chức năng phân tán trên các công đoạn phân tán, các máy tính điều khiển. Trạm điều khiển trung tâm có nhiệm vụ điều khiển, ra nhiệm vụ cho các phần điều khiển riêng biệt sau đó giám sát quá trình đó hoặc trực tiếp điều khiển 1 thiết bị hoặc 1 quá trình nào đó . Ưu điểm của cấu trúc điều khiển phân tán Độ linh hoạt cao hơn so với cấu trúc điều khiển truyền thống, dễ dàng mở rộng và phát triển hệ thống. Hiện năng và độ tin cậy tổng thể của hệ thống được nâng cao nhờ sự phân tán chức năng xuống các cấp dưới. Nâng cao tính năng thời gian thực, tiết kiệm dây dẫn, tính ổn định bền vững của hệ thống tốt hơn. Sự phân tán chức năng xử lí thông tin và phối hợp điều khiển có sự giám sát từ các trạm vận hành trung tâm mở ra các khả năng ứng dụng mới, tích hợp tổng thể trong hệ thống như lập trình cao cấp, điều khiển trình tự, điều khiển theo công thức và ghép nối với cấp điều hành sản xuất. Do những ưu điểm trên mà điều khiển phân tán ngày càng phát triển và được ứng dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực khác. 3. Các thành phần của một hệ điều khiển phân tán Cấu hình cơ bản của một hệ điều khiển phân tán bao gồm các thành phần sau: trạm điều khiển cục bộ (Local Control Station, LCS), các khối điều khiển cục bộ (Local Control Unit, LCU), hoặc các trạm quá trình (Prcess Station, PS). Các trạm vận hành (Operator Station, OS). Trạm kĩ thuật (Engieering Station, ES) và các công cụ phát triển. Hệ thống truyền thông (Industrial Ethernet bus, system bus). Ngoài ra còn có thể thêm các thành phần khác như trạm vào/ra từ xa (Remote I/O station, các bộ điều khiển chuyên dụng). 3.1. Trạm điều khiển cục bộ Các trạm điều khiển cục bộ được xác định theo cấu trúc module gồm các thành phần chính. Bộ cung cấp nguồn, khối xử lí trung tâm thông thường có dự phòng. Giao diện với bus hệ thống (cần có dự phòng). Giao diện với bus trường. Các module vào/ra số và tương tự, các module vao/ra an toàn cháy nổ. Một trạm điều khiển cục bộ thường được cài giao diện HART và các module ghép với phụ kiện. Các thiết bị này được lắp trong tủ điều khiển cùng với các linh kiện khác. Các tủ điều khiển thường được đặt trong phòng điều khiển, phòng điện, ở bên cạnh phòng điều khiển trung tâm hoặc rải rác gần các khu vực hiện trường. Trạm điều khiển cục bộ đảm nhiệm các chức năng như: Điều khiển quá trình, điều khiển các mạng vòng kín bằng các thuật toán PID, điều khiển tầng, các hệ thống hiện đại còn cho phép điều khiển mờ, thích nghi, điều khiển dựa mô hình. Điều khiển trình tụ, điều khiển logic, điều khiển công thức, lưu giữ xử lí các tín hiệu quá trình, tạo các thông báo … Đây là các thành phần quan trọng nhất trong hệ thống nên đòi hỏi tính năng kiểm tra và sửa lỗi cũng như cho phép lựa chọn cấu hình dự phòng. Các yêu cầu quan trọng nhất về mặt kĩ thuật cho một trạm điều khiển cục bộ là: Tính năng thời gian thực. Độ tin cậy và tính sẵn sàng. Lập trình thuận tiện, cho phép sử dụng/cài đặt các thuật toán cao cấp. Khả năng điều khiển lai ( liên tục, trình tự và logic). 3.2. Trạm vận hành Trạm vân hành cũng như trạm kĩ thuật được đặt tại phòng điều khiển trung tâm, các trạm vận hành có thể hoạt động song song và độc lập với nhau. Trạm OS thực hiện chức năng giao diện người máy HMI, bao gồm các máy tính cá nhân (PC), bao gồm các hệ thống phụ nối với DCS (như máy in, Card mạng …) Trạm vận hành cho phép hiển thị các hình ảnh của hệ thống, hiển thị các hình ảnh đồ hoạ như lưu đồ công nghệ, các phím điều khiển, hỗ trợ vận hành hệ thống qua các công cụ thao tác điều khiển, các hệ thống hướng dẫn chỉ đạo và hoạt động trợ giúp, tạo quản lí các công thức điều khiển. Xử lí các sự kiện, sự cố, xử lí, lưu trữ và quản lí dữ liệu, chuẩn đoán hệ thống, hỗ trợ người vận hành và bảo trì hệ thống, hỗ trợ lập báo cáo tự động. Đa số các trạm vận hành chạy trên nền Windows NT/2000 hoặc Unix. Một trạm vân hành có thể bố trí theo kiểu một người sử dụng. Các phần mềm trên trạm vận hành thường phải đi kèm đồng bộ với hệ thống, hỗ trợ chuẩn phần mềm, chuẩn giao tiếp công nghiệp như: TCP/IP, DDE, OLE, ODBC, OPC. 3.3 Trạm kỹ thuật và các công cụ phát triển Trạm kỹ thuật cho phép đặt cấu hình hệ thống, cài đặt các công cụ phát triển, tạo và theo dõi các cấu hình ứng dụng điều khiển và giao diện Người –Máy, đặt cấu hình tham số hoá các thiết bị trường, có thể sử dụng các khối chức năng sẵn có trong thư viện để tạo các ứng dụng điều khiển theo phương pháp khai báo, đặt tham số và ghép nối các khối chức năng. Một trạm kỹ thuật có các tính chất như: tính hợp sẵn các công cụ phát triển trong hệ thống, cho phép sử dụng các ngôn ngữ lập trình như FBD, CFC, SFC, cho phép giao diện với các hệ thống cấp trên, cần có các thư viện khối hàm chuyên dụng giúp cho việc thiết kế và phát triển hệ thống ES thực hiện được chức năng phân vùng quản lý hệ thống. Máy tính thực hiện chức năng của ES có thể dùng chung với trạm vận hành. Thực chất khi cần mở rộng hệ thống thì trạm ES chính là công cụ đắc lực để thực hiện. 3.4. Bus hệ thống Bus hệ thống có chức năng nối mạng các trung tâm điều khiển cục bộ với nhau và các trạm vận hành, trạm kĩ thuật, thường cần có cấu hình dự phòng. Đặc điểm của việc trao đổi thông tin qua bus hệ thống là lưu lượng thông tin lớn dẫn tới yêu cầu tốc độ đường truyền phải tương đối cao, đòi hỏi cả về tính năng thời gian thực nhưng không quá nghiêm ngặt như bus trường, thời gian phản ứng thường chỉ yêu cầu trong phạm vi 0,1s trở lên. 3.5. Bus trường và các trạm vào/ ra từ xa Đối với cấu trúc vào/ra phân tán, các trạm điều khiển cục bộ được bổ xung thêm các module giao diện bus để nối với các trạm vào/ra từ xa (remote I/O station) và một số thiết bị trường thông minh. Các yêu cầu chung là tính năng thời gian thời gian thực, mức độ đơn giản, giá thành thấp. Ngoài ra, trong môi trường dễ cháy nổ còn đòi hỏi các yêu cầu kiểm tra khác như về chuẩn truyền dẫn, tính năng điện học, cáp truyền …Một trạmvào/ra từ xa có cấu trúc khôngkhác nhiều so với một trạm điề khiển cục bộ, chỉ khác ở điểm không có khối xử lí trung tâm cho chức năng điều khiển. Thường các trạm vào/ra từ xa được đặt gần với quá trình kỹ thuật, do vậy tiết kiệm cáp truyền và đơn giản hoá cấu trúc của hệ thống. 4. Các cấu trúc phân tán Tuỳ theo từng quan điểm mà có thể nhìn nhận khái niệm phân tán dưới nhiều góc độ khác nhau, ở đây ta sẽ phân tích cấu trúc phân tán dưới theo 3 cấu trúc: Vào/ra phân tán Bộ điều khiển phân tán Cấu trúc lai 4.1. Vào/ra phân tán Cấu trúc vào/ra tập trung với cách ghép nối điểm -điểm thể hiện một nhựơc điểm cơ bản là cần số lượng các cáp nối lớn và phương pháp truyền dẫn tín hiệu giữa các thiết bị trường và thiết bị điều khiển dễ bị ảnh hưởng của nhiễu, dẫn đến sai số, không chính xác. Chính vì vậy sử dụng cấu trúc vào/ra phân tán cùng với phương pháp bus trường khắc phục được những nhược điểm đó. Cấu trúc vào/ra phân tán có nghĩa là các module vào/ra được đẩy xuống cấp trường gần kề với các cảm biến và cơ cấu chấp hành vì vậy được gọi là vào/ra phân tán hoặc vào/ra từ xa (remote I/O). Ngoài ra còn có thể sử dụng một cách ghép nối khác là dùng các cảm biến, hoặc cơ cấu chấp hành thông minh có khả năng nối mạng trực tiếp mà không cần dùng qua các module vào/ra. Các thiết bị thông minh này có khả năng xử lí giao thức truyền thông, đảm nhiệm một số chức năng xử lí tại chỗ như lọc nhiễu, chỉnh định hay tự đặt chế độ, điểm làm việc, thậm chí còn có thể thực hiện nhiệm vụ điều khiển đơn giản. Cấu trúc vào/ra phân tán, cùng phương pháp sử dụng bus trường đem lại những ưu điểm như: tiết kiệm dây dẫn, công lắp đặt nối dây cũng như giảm kích thước hộp điều khiển, tránh sự cồng kềnh, phức tạp khi có quá nhiều đầu vào/ra. Cấu trúc này còn có ưu điểm như khả năng ghép nối đơn giản cũng như tăng độ linh hoạt mà hệ thống nhờ sử dụng các thiết bị có giao thức chuẩn. Tuy nhiên vẫn có những mặt hạn chế như sự phụ thuộc vào thiết bị điều khiển duy nhất dẫn đến độ tin cậy không cao, cũng như cấu trúc chưa đem lại độ linh hoạt cao, khả năng mở rộng hệ thống hạn chế… Trong cấu trúc điều khiển tập trung, hạn chế lớn nhất là sự phụ thuộc vào một máy tính trung tâm để điều khiển. Trong khi đó một dây truyền sản xuất thường bao gồm nhiều phân đoạn nằm ở những vị trí khác nhau. Với những ứng dụng quy mô lớn, sự tập trung quá lớn truyền điều khiển vào một máy tính trung tâm là rất khó nên sự phân chia điều khiển là cần thiết. Điều này tăng hiệu suất của toàn thể hệ thống nhờ sự phân chia điều khiển cho những thiết bị điều khiển khác, ta có thể thấy rõ độ tin cậy và tính linh hoạt của hệ thống đựợc tăng lên rõ rệt. Các thiết bị điều khiển trung tâm được đặt ở nhiều nơi trong các phòng điều khiển, phòng điện của các phân xưởng, các phân đoạn khác và ở vị trí không xa với quá trình kĩ thuật. Các thiết bị điều khiển phối hợp bởi các máy tính điều khiển, giám sát trung tâm thông qua bus hệ thống, mạng Ethernet. Sự phân tán chức năng điều khiển đem lại lợi ích cơ bản: hiện năng và độ tin cậy tổng thể của hệ thống được tăng lên rõ rệt. Nhưng tất nhiên ở đây cấu trúc này phù hợp với các ứng dụng quy mô lớn do giá thành của giải pháp, còn với những ứng dụng nhỏ không đòi hỏi cao thì vẫn có thể dùng bộ điều khiển tập trung. Như vậy ta thấy cả hai cấu trúc chưa thực sự đem lại chức năng phân tán một cách toàn diện, chưa đem lại tất cả các lợi thế và ưu điểm của một hệ thống điều khiển phân tán. Để thể hiện rõ các ưu điểm như độ tin cậy, độ linh hoạt cao, ta sử dụng cấu trúc lai: là cấu trúc kết hợp cả hai cấu trúc trên nghĩa là sử dụng các bộ điều khiển phân tán kết hợp với cấu trúc vào/ra phân tán (sử dụng bus hệ thống để kết nối các bộ đ