سیستم کنترل توزیع شده یا همان DCS امروزه نقش به سزایی را در صنعت، چه در کنترل فرآیند و چه در اتوماسیون صنعتی دارد،
به زبان ساده، اگر یک پالایشگاه نفت را بدن انسان در نظر بگیریم، DCS نقش مغز را بازی می کند و وظیفه کنترل کل پالایشگاه را بر عهده دارد. به همین علت این سیستم ها را می توان از فناوری های High-tech به شمار آورد و کشورهای توسعه یافته ای مانند آمریکا، آلمان، ژاپن و ... که انگشت شمار هستند دارای این تکنولوژی پیشرفته می باشند. اما کشور عزیزمان ایران نیز در سال های اخیر پا در این عرصه گذاشته و پیشرفت های چشمگیری را داشته است که نمونه آن شرکت سابتک می باشد که به جرأت این شرکت را می توان قدرتمندترین و به روزترین تولید کننده سیستم کنترل های DCS در ایران و در خاورمیانه دانست.
شرکت های مشهور آمریکایی مانند امرسون و هانی ول که تولید کننده های بزرگ DCS در جهان هستند، کنترلر های پیشرفته ای چون کنترلر فازی را در نرم افزار سیستم های خود به کار برده اند اما جالب است بدانید، شرکت سابتک نیز توانسته است این استراتژی های کنترلی پیشرفته مانند منطق فازی، MPC (Model predictive controller)، و کنترلر عصبی(با استفاده از شبکه های عصبی) را در نرم افزار خود اضافه کند تا فعالان در حوزه کنترل فرآیند و اتوماسیون صنعتی بتوانند با دست بازتر و قدرت بیشتری عمل کنند. هر چند که هنوز در ایران بر خلاف دیگر کشورهای جهان، این استراتژی های نامبرده نتواسته اند جایگاه خود را بدست آوردند و همچنان کنترلرهای کلاسیک PID در صنعت کنترل جولان می دهند.
تصویر زیر نمونه کاربرد یک کنترلر فازی در سیستم کنترل DCS شرکت سابتک (نسخه V300) برای یک سیستم کاملا غیر خطی با درجه سه می باشد که هدف، کنترل فشار یک تانک با Set point پنج بار در نظر گرفته شده است. پاسخ سیستم با کنترلر PID در کاربرد یکسان، مقایسه شده است.
منحنی قرمز، پاسخ سیستم با کنترلر PID و منحنی سبز، پاسخ سیستم با کنترلر فازی می باشد.
مقاسیه کنترلر فازی و کنترلر PID در سیستم کنترل DCS شرکت سابتک
همانطور که پیداست کنترلر PID پاسخ نوسانی و کاملا ناپایدار دارد که حتی با در نظر گرفتن مقدار صفر برای بهره انتگرال گیر و مشتق گیر و کمترین مقدار برای بهره تناسبی (که در اینجا مقدار بهره تناسبی 0.1 می باشد) باز پاسخ سیستم ناپایدار و نوسانی می باشد و شاید به سختی بتوان ضرایب آن را تنظیم کرد (که باید در نظر داشت به علت جلوگیری از خطرات احتمالی و خسارت های جانی و مالی نمی توان یک سیستم را در واقعیت نمی به سمت ناپایداری برد) اما در مقابل کنترلر فازی توانست با Settling time حدود 40 ثانیه و بدون Overshoot و یا Undershoot فشار تانک را به Set point پنج بار برساند.
لازم به ذکر است که برای کاهش Settling time می توان مقدار خروجی کنترلر فازی را افزایش داد و یا پارامتر های خطا و تغییرات خطا را تغییر داد. (که اینکار باعث افزایش Overshoot می شود) در انیجا پارامترهای کنترلر فازی به صورت اتوماتیک توسط نرم افزار Vision Insight که ساخت شرکت سابتک می باشد، تنظیم شده است، این نرم افزار قابلیت تنظیم اتوماتیک برای کنترلر PID ، کنترلر فازی و MPC را فراهم می کند.
تحقیقات، شبیه سازی ها و آزمایش های صورت گرفته تا کنون نشان می دهد، در مواردی که کنترلر PID در رساندن سیستم به پاسخ مطلوب ناتوان است به راحتی می توان از کنترلر فازی و یا دیگر کنترلر ها مانند MPC و یا ترکیب این کنترلر ها باهم، استفاده کرد. در نتیجه برای بازدهی بهتر و تولید محصولات، با کیفیت بالاتر در صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی و حتی دیگر صنایع می توان از این استراتژی های نوین کنترلی استفاده کرد. به امید روزی که شاهد این تحول عظیم در صنایع ایران باشیم.