کنترلر اتوماسیون فرآیند هوشمند هلیول هانی‌ول مدل HC900 برای پردازش حرارتی، کنترل بسته‌بندی و ایمنی صنعتی

معرفی
در محیط‌های مختلف تولید صنعتی که تنظیم دقیق دما، ترتیب قابل اعتماد و حداقل توقف ضروری است، کنترلر ترکیبی انعطاف‌پذیر هوون ول کنترل‌اِج™ HC900 مورد توجه قرار گرفته است. این کنترلر به‌طور گسترده در تجهیزات با دمای بالا مانند دیگ‌های بخار، کوره‌ها، فرن‌ها و خشک‌کن‌های صنعتی، و همچنین در خطوط فرآیند پیوسته یا تولید دسته‌ای در صنایع داروسازی، مواد شیمیایی تخصصی، سوخت‌های تجدیدپذیر و مراکز تحقیقاتی مقیاس آزمایشی مورد استفاده قرار گرفته است. با تجمیع سیستم‌های اتوماسیون و قفل‌های ایمنی در یک پلتفرم یکپارچه، HC900 به ثبات بیشتر در تولید و یکنواختی عملیاتی کمک می‌کند.

1. این چیست؟
به جای عمل کردن به عنوان یک زیرسیستم متداول PLC یا DCS، کنترلر ControlEdge HC900 در حوزه‌ای ترکیبی درون اکوسیستم ControlEdge 900 هوآنولی قرار می‌گیرد و اجرای منطق، تنظیم آنالوگ و تصمیم‌گیری مربوط به ایمنی را در چارچوبی واحد فراهم می‌کند. قاب ماژولار کنترلر طیف گسترده‌ای از سخت‌افزار I/O را پشتیبانی می‌کند و این امکان را فراهم می‌آورد که اسکیدهای فشرده و خطوط تولید چند واحدی از محیط برنامه‌نویسی و ابزار تشخیصی یکسانی استفاده کنند.

از نکات قابل توجه پشتیبانی آن از زبان‌های برنامه‌نویسی ساختاریافته IEC-61131، پردازش سیگنال چند حوزه‌ای و دنباله‌سازی سریع برای پاسخ‌های در سطح میلی‌ثانیه است. با ارتباطات اترنت صنعتی، اتصال OPC و ارتباطات مبتنی بر Modbus، HC900 به‌صورت کارآمدی با نرم‌افزارهای نظارتی، سیستم‌های اجرای تولید (MES) و ابزار دقیق سازنده‌های دیگر ارتباط برقرار می‌کند.

2. چگونه کار می‌کند؟
با سه تنظیم‌گونهٔ قفسه‌ای و سه سطح عملکرد پردازنده ترکیب می‌شود، به‌گونه‌ای که HC900 به کاربران اجازه می‌دهد منابع محاسباتی را متناسب با پیچیدگی واقعی کاربرد تنظیم کنند. بسیاری از تأسیسات به جای مشخص کردن بیش از حد سخت‌افزار در ابتدا، ابتدا یک قفسهٔ کوچک با ورودی/خروجی محدود نصب می‌کنند و سپس با افزایش بار، ظرفیت را بدون طراحی مجدد منطق یا تعویض کنترل‌کننده‌ها گسترش می‌دهند.

حلقه‌های جمع‌آوری داده، اندازه‌گیری‌های لحظه‌ای میدانی (دما، فشار، دبی و غیره) را دریافت می‌کنند، الگوریتم‌های تنظیمی را اجرا می‌نمایند و تغییرات را به عملگرها یا مدارهای قفل ایمنی منتقل می‌کنند. ماشین‌آلات حرارتی چندمنطقه‌ای به عنوان نمونه، فواید قابل‌ملاحظه‌ای نشان داده‌اند؛ در یک بازسازی سال ۲۰۲۴ خط کوره سرامیکی، انتقال از تابلوهای رله‌ای به سیستم‌های کنترل مبتنی بر HC900، عدم یکنواختی دما را از ±1.8°C به ±0.6°C کاهش داد و زمان تغییر چرخه‌های گرمایشی را تقریباً ۲۰٪ کوتاه‌تر کرد و در نتیجه حجم تولید روزانه افزایش یافت.

واحدهای شیمیایی مبتنی بر دسته بهبودهای مشابهی را گزارش کردهاند: یک کارخانه فرآیندی با اندازه متوسط که از HC900 استفاده میکند، مداخلات دستی اپراتور در هر دسته را حدود 35٪ کاهش داده است که عمدتاً به دلیل خودکارسازی توالی دستورالعملها و بهبود منطق هشدارها بوده است.

3. این محصول چه مشکلاتی را حل میکند؟
محدودیت قابل توجهی در تأسیسات قدیمی، پراکندگی بین کنترلکنندههای فرآیند، پنلهای منطقی و سیستمهای قفل ایمنی است. با تجمیع این عملکردها در یک پلتفرم واحد، HC900 هزینههای سرمایهگذاری اولیه را کاهش میدهد و مشکلات عمرانی مانند تأمین قطعات یدکی، آموزش اپراتورها و بهروزرسانی نرمافزار را کاهش میدهد.

مطالعات انجام‌شده توسط مجتمع‌کنندگان EPC نشان می‌دهد که پیاده‌سازی‌های کنترل ترکیبی می‌توانند نیروی کار راه‌اندازی را به میزان ۱۸ تا ۲۸ درصد کاهش داده و موجودی قطعات یدکی را نسبت به معماری‌های سنتی جداگانه تا ۴۵ درصد کاهش دهند. علاوه بر این، چرخه‌های عیب‌یابی به دلیل تشخیص‌های مشترک کوتاه‌تر هستند که باعث کاهش توقف‌های برنامه‌ریزی‌نشده و امکان حل سریع‌تر اختلالات فرآیند توسط تیم‌های نگهداری می‌شود.

مسائل سازگاری بین‌المللی و محدودیت‌های امنیت سایبری — که در شبکه‌های کنترلی قدیمی مبتنی بر سریال رایج هستند — نیز از طریق ارتباطات مبتنی بر اترنت و رابرهای استاندارد شده رفع می‌شوند و با استراتژی‌های دیجیتالی‌سازی در صنعت ۴.۰ و تحلیل‌های عملیاتی یکپارچه با ابر هم‌راستا هستند.

4. حوزه‌های کاربرد آن چیست؟
از HC900 در صنایع مختلفی که نیازمند پاسخ‌های دقیق دما، تعیین توالی یا ایمنی تنظیم‌شده هستند، استفاده می‌شود:

• واحدهای پردازش حرارتی – بویلرها، کوره‌های چندناحیه‌ای، اجاق‌های انیله و خشک‌کن‌ها از این کنترلر برای مدیریت پروفایل حرارتی، قفل‌های ایمنی و مدیریت خطاهای خود استفاده می‌کنند.
• داروسازی و بیوتکنولوژی – مخازن تخمیر، راکتورهای نمونه‌سازی و سیستم‌های ماژولار R&D از زمان‌بندی فرمول‌ها و قابلیت ردیابی انطباق بهره می‌برند.
• شیمیایی و پتروشیمی – راکتورهای پلیمریزاسیون، برج‌های تقطیر و تجهیزات فرآیندی مبتنی بر کاتالیزور از HC900 برای دنباله‌بندی و حفظ یکپارچگی فرآیند استفاده می‌کنند.
• تأسیسات سوخت زیستی و زیست‌توده – خطوط تولید اتانول زیستی یا دیزل زیستی به هماهنگی قابل تکرار دما و دبی وابسته هستند.
• تأسیسات آزمایشی و پژوهش‌های دانشگاهی – مقیاس‌پذیری ماژولار و ورودی/خروجی بازپیکربندی‌پذیر، این پلتفرم را برای آزمایش‌های سریع با حداقل هزینه سرمایه‌ای مناسب می‌سازد.

5. مزایای آن چیست؟
مزایای مرتبط با HC900 فراتر از بهبودهای ساده در خودکارسازی است:

• معماری قابل گسترش – قابلیت توسعه رک و ورودی/خروجی اجازه سرمایه‌گذاری مرحله‌ای را با تغییر نیازهای تولید فراهم می‌کند.
• کنترل و ایمنی یکپارچه – ترکیب منطق، سخت‌افزار اضافی را حذف کرده و بارهای گواهی‌سازی برای فرآیندهای حیاتی را کاهش می‌دهد.
• کاهش هزینه‌های چرخه حیات – ابزارهای استانداردسازی‌شده، نیاز به آموزش اپراتور، موجودی قطعات یدکی و حجم کار تعمیر و نگهداری را به حداقل می‌رسانند.
• دقت عملیاتی – پاسخ‌دهی بهتر به مقررات و دقت بالاتر در کنترل حلقه‌ها، به کاهش ضایعات و تنگ‌تر شدن تحملات محصول کمک می‌کند.
• قابلیت اتصال آماده به شبکه – اترنت صنعتی و پروتکل‌های باز، امکان ادغام با سیستم‌های SCADA، MES، پلتفرم‌های تاریخچه‌دار و تحلیل‌های ابری را فراهم می‌کنند.

کاربرانی که در طی پنج سال اخیر از معماری HC900 استفاده کرده‌اند، هزینه کل مالکیت پایین‌تر، کیفیت تولید بالاتر و شاخص‌های قابلیت اطمینان بهبودیافته را گزارش داده‌اند که این امر جایگاه کنترل‌کننده‌های ترکیبی را به عنوان محرک‌های استراتژیک در تأسیسات صنعتی آماده به دیجیتال تقویت می‌کند.