한 개의 고성능 제어기가 모든 센서를 감시하고 모든 Actuator를 제어하는 방식이다.

      Sensor ─┐
      Sensor ─┤
      Sensor ─┤
              ▼
       ┌───────────────┐
       │ 중앙 제어기    │
       │ High Performance│
       └───────────────┘
              │
        ┌─────┼─────┐
        ▼     ▼     ▼
      Act.   Act.   Act.
    

중앙 제어기에 이상이 발생하면 전체 시스템의 설비가 영향을 받을 수 있다.

다수의 제어기를 각 지역 또는 설비에 분산 배치하여 해당 지역의 센서를 감시하고 Actuator를 제어하는 방식이다.

            ┌──────────── Network ────────────┐
            │                                 │
            ▼                                 ▼
      ┌──────────┐                      ┌──────────┐
      │ 제어기 1  │                      │ 제어기 2  │
      └──────────┘                      └──────────┘
        │      │                          │      │
        ▼      ▼                          ▼      ▼
      Sensor  Actuator                  Sensor  Actuator

                     ...
    

특정 제어기에 이상이 발생하면 해당 지역의 설비만 영향을 받도록 시스템을 구성할 수 있다.

필요에 따라 제어기를 이중화하여 신뢰성을 높일 수 있다.

상수관로와 같이 설비가 넓은 지역에 분산되어 있는 경우에는 센서와 Actuator가 중앙 제어기로부터 수 km 이상 떨어질 수 있다.

필기에서는 이러한 광범위 지역에 분산제어 방식이 적합한 이유를 다음과 같이 정리한다.

센서와 Actuator가 수 km 떨어진 중앙 제어기에 연결되면 통신을 이용하여 데이터를 전달해야 한다.

      Field Sensor
           │
           │      수 km
           ├──────────────────────────────►
           │
                                      중앙 제어기
           │
           ◄──────────────────────────────
           │         Control Signal
       Actuator
    

실시간 제어를 위해서는 전송속도가 빠르고 시간지연이 작은 통신망이 필요하다.

광케이블 등을 적용할 수 있지만, 빠른 실시간 대응이 필요한 부분에서는 중앙집중 방식만으로 구성하기 어렵다.

중앙집중제어 방식에서는 서로 멀리 떨어진 설비를 연결하기 위해 긴 배선과 통신 선로를 구축해야 한다.

      지역 A ─────────────┐
                          │
      지역 B ─────────────┼────────► 중앙 제어실
                          │
      지역 C ─────────────┘
    

중앙 시스템의 고장 또는 통신선로의 이상은 광범위한 설비에 영향을 줄 수 있다.

분산제어에서는 지역별 제어기가 현장의 설비를 직접 제어하므로, 특정 지역의 고장이 다른 지역으로 확대되는 것을 줄일 수 있다.

중앙집중제어에서는 원거리 설비와 중앙 제어실을 연결하기 위한 배선 및 통신설비 구축이 필요하다.

분산제어는 지역별로 제어기를 설치하고 상위 시스템과 통신으로 연결한다.

      [ 중앙 감시 / 관제 ]

               │
        Communication
               │
      ─────────┼────────────────────
               │
          ┌────┴────┐
          │         │
          ▼         ▼
      [지역제어 1] [지역제어 2]
          │         │
        Field     Field
        Device    Device
    

분산제어 시스템에서는 여러 제어기가 각 설비의 계측 데이터와 운전정보를 수집한다.

      Local Controller 1 ──┐
                           │
      Local Controller 2 ──┼──► Communication Network
                           │
      Local Controller 3 ──┘
                           │
                           ▼
                     중앙 감시 시스템
    

각 지역의 데이터를 상위 시스템으로 전달하여 전체 설비의 운전상태를 확인할 수 있다.

여러 지역에서 수집한 정보를 이용해 동일한 운전방침이나 제어정책을 적용하도록 구성할 수 있다.

필기 하단의 시스템 구성 예시는 중앙의 감시·제어와 지역 제어기를 통신장치로 연결한 구조이다.

      ┌──────────────┐
      │ 관제실 제어   │
      └──────┬───────┘
             │
             │ 통신장치
             │
      =======┼================== Communication
             │
        ┌────┴────┐
        │ 지역제어 │
        │   반     │
        └───┬───┬─┘
            │   │
            │   └──────────► [ 현장 Actuator ]
            │
            └──────────────► [ 현장 Sensor ]

      ┌──────────────┐
      │ 현장 설비     │
      └──────────────┘