C300 կառավարիչից մինչև համընդհանուր մուտք-ելք. Honeywell Experion PKS-ը ստեղծում է գործարանային մասշտաբի գործընթացների ավտոմատացման շղթա

Արդյունաբերական գործարանները աճող ճնշման տակ են գտնվում՝ արտադրության ճկունությունը մեծացնելու համար՝ միաժամանակ պահպանելով գործընթացի կայունություն ,ֆունկցիոնալ անվտանգություն և երկարաժամկետ սարքավորումների առկայությունը: Սակայն համակարգային կառավարման հին ճարտարապետությունները հաճախ բաժանում են կառավարիչները, մուտք/ելքի սարքավորումները, օպերատորային կայանները և դաշտային սարքավորումները առանձին ինժեներական ոլորտների: Այս բաժանվածությունը կարող է մեծացնել կաբինետների պահանջները, բարդացնել հանձնման և ապագայում փոփոխություններ կատարելը ավելի թանկ դարձնել:

Honeywell Experion Process Knowledge System-ը, որը հայտնի է նաև որպես Experion PKS, այս մարտահրավերներին արձագանքում է ինտեգրված բաշխված կառավարման համակարգի ճարտարապետությամբ: Պլատֆորմի կենտրոնում գտնվում է Experion PKS C300 կառավարիչ , որը իրականացնում է կարգավորիչ, հաջորդական և առաջադեմ կառավարման ստրատեգիաներ։ Դաշտային ինտերֆեյսում Սերիա C և Համընդհանուր I/O տեխնոլոգիաները հավաքում են գործընթացային սիգնալներ և փոխանցում են կառավարման հրահանգներ։ Օպերատորային կայանները, ինժեներական ծրագրերը, զգուշացման կառավարման ֆունկցիաները և ակտիվների մասին տեղեկատվությունը ներառված են նույն գործառնական միջավայրում։

Արդյունքում ստեղծվում է կապված ավտոմատացման շղթա, որը ձգվում է սենսորներից, կափարիչներից և շարժիչով վարվող սարքավորումներից մինչև կառավարիչներ, կառավարման սենյակի էկրաններ և գործարանային մակարդակի ծրագրեր։ Experion PKS-ը չի դիտարկում I/O-ն, կառավարումը և տեսողական ներկայացումը որպես առանձին բաղադրիչներ, այլ դրանք կազմակերպում է որպես գործարանային մասշտաբի գործընթացային ավտոմատացման ենթակառուցվածքի համակարգված շերտեր։

Մեկը C300 կառավարիչ ծառայում է որպես Experion PKS ճարտարապետության մեջ հիմնական կառավարման կատարման հարթակ։ Այն նախագծված է կայուն, որոշակի և անընդհատ հասանելի կառավարման պահանջներ ունեցող կիրառումների համար, այդ թվում՝ նավթի վերամշակում, պետրոքիմիական մշակում, էներգիայի արտադրություն, դեղագործություն, փայտանյութի և թղթի արտադրություն, մետաղների արտադրություն, ջրի մաքրման և այլ գործընթացներով բեռնված արդյունաբերության ոլորտներում։

Կառավարիչը գործարկում է Honeywell-ի Կառավարման կատարման միջավայրը , կամ Սի ։ Այս միջավայրը աջակցում է կառավարման ֆունկցիաներին, ինչպես օրինակ՝ PID կարգավորումը, կասկադային կառավարումը, հարաբերական կառավարումը, նախատեսված ազդանշանների կառավարումը, սարքավորումների հաջորդականության կառավարումը, արգելափակումները և սերիայի հետ կապված տրամաբանությունը։ Ինժեներները կարող են այս ֆունկցիաները միավորել վերաօգտագործվող կառավարման մոդուլներում, ինչը օգնում է ստանդարտացնել արտադրական միավորների միջև կիրառությունների մշակումը։

Շարունակական գործընթացների համար՝ C300 կարող է համակարգել ճնշման, ջերմաստիճանի, հոսքի և մակարդակի օղակները՝ միաժամանակ կառավարելով կապված շահագործման փոփոխականների միջև փոխազդեցությունները: Խմբային կիրառումներում այն կարող է կատարել հաջորդականություններ, սարքավորումների փուլեր և թույլատրելի տրամաբանություն՝ ապահովելու արտադրության անվտանգ անցումը մեկ փուլից մյուսին: Նրա կարողությունը մշակելու բազմաթիվ կառավարման ուղղություններ այն հարմարեցնում է ինչպես առանձին գործընթացային միավորների, այնպես էլ ամբողջ գործարանի մասշտաբով համակարգերի համար:

Առկայությունը հատկապես կարևոր է այն տեղակայման դեպքում, երբ կառավարիչի ընդհատումը կարող է առաջացնել արտադրության կորուստ կամ անվտանգ չլինելու շահագործման վիճակ: C300 աջակցվում է կրկնակի կոնֆիգուրացիաներ որտեղ երկրորդային կառավարիչը կարող է վերցնել կառավարման պարտականությունները, եթե առաջնային կառավարիչը անհասանելի լինի: Կարող են նաև ներառվել կրկնակի ցանցային ճանապարհներ, էլեկտրամատակարարման կազմակերպումներ և I/O դիզայներ՝ կախված գործընթացի կրիտիկականությունից:

Կապը նույնիսկ ավելի շատ ընդլայնում է կառավարչի դերը: Աջակցվող կապի ինտերֆեյսների միջոցով C300 կարող է տեղեկատվություն փոխանակել իմաստուն դաշտային սարքերի, փոփոխական հաճախականությամբ շարժիչների, փաթեթավորված միավորների և երրորդ կողմի համակարգերի հետ: Այն չի գործում որպես առանձին մշակիչ, այլ դառնում է ինտեգրման կետ, որը դաշտային տվյալները վերափոխում է համակարգված կառավարման գործողությունների և շահագործման տեղեկատվության:

Չնայած կառավարիչը իրականացնում է ավտոմատացման ռազմավարությունը, համակարգի արդյունավետությունը կախված է նաև դաշտային սիգնալների միացման եղանակից: Ավանդական I/O դիզայները պահանջում են առանձին մոդուլներ անալոգային մուտքերի, անալոգային ելքերի, թվային մուտքերի և թվային ելքերի համար: Այդ պատճառով սիգնալների սահմանումները պետք է վերջնականացվեն վաղ փուլում, որպեսզի ճիշտ սահմանվեն տախտակները, վերջավորային հավաքածուները և առանձին արանքների քանակը:

Ավելի ուշ իրականացվող ինժեներական փոփոխությունները հաճախ խաթարում են այս մոտեցումը: Ջերմաստիճանի մուտքը վերադասակարգելը որպես այլ սիգնալի տեսակ, ավելացնելը մեկ այլ արտածման սարք (valve output) կամ սարքի տեղափոխումը կարող են պահանջել այլ սարքավորում, վերանախագծված կաբելավորում և լրացուցիչ արկղային աշխատանք: Այս փոփոխությունները կարող են ազդել գործարանային ընդունման փորձարկման, շինարարական գրաֆիկների և պահեստային մասերի առկայության վրա:

Honeywell Համընդհանուր I/O նախագծված է նվազեցնելու սիգնալի տեսակի և ֆիզիկական սարքավորման միջև այս կախվածությունը: Առանձին առանցքները (channels) կարող են կարգավորվել ըստ անհրաժեշտ I/O ֆունկցիայի, ինչը թույլ է տալիս մեկ ստանդարտացված հարթակի օգտագործել տարբեր դաշտային սիգնալների համար: Ինժեներական թիմերը կարող են նշանակել կամ փոփոխել առանցքների ֆունկցիաները համակարգի կարգավորման միջոցով՝ առանց յուրաքանչյուր փոփոխության դեպքում փոխարինելու սովորական նպատակային մոդուլները:

Այս ճկունությունը հատկապես օգտակար է մեծ ծրագրերում, որտեղ գործընթացի նախագծումը, սարքերի ընտրությունը և փաթեթավորված միավորների մասին տեղեկատվությունը շարունակում են զարգանալ իրականացման ընթացքում: Շատ ստանդարտացված նախագծմամբ կարելի է պլանավորել կաբինետներն ու I/O հավաքածուները, մինչդեռ վերջնական առաջադրանքները ավարտվում են շահագործման մոտ ժամանակ: ուշ փոփոխություններ նախագծում առանց առաջացնելու ընդարձակ ֆիզիկական փոփոխություններ:

Համընդհանուր I/O կարող է նաև նվազեցնել սպասարկման բաժինների կողմից պահվող մոդուլների տարատեսակների քանակը: Ավելի ընդհանուր սարքային հարթակը պարզեցնում է պահեստամասերի պլանավորումը և տալիս է տեխնիկներին մեծ ճկունություն՝ ձախողված առաջադրանքը փոխարինելիս կամ գոյություն ունեցող տեղադրումը ընդարձակելիս: Բազմաթիվ արտադրական միավորներ շահագործող գործարանների համար ստանդարտացումը կարող է բարելավել սպասարկման համասեռությունը և նվազեցնել անգործածելի կամ անհամապատասխան պահեստամասեր պահելու ռիսկը:

Երբ Համընդհանուր I/O քանի որ այն տեղադրվում է գործընթացի սարքավորումներին ավելի մոտ, դաշտային կաբելավորումը նույնպես կարող է կարճացվել: Դաշտային միացման տուփերի և կենտրոնացված վերահսկման սենյակների միջև կարող է պահանջվել ավելի քիչ բազմամիջուկային կաբելներ, ինչը օգնում է նվազեցնել տեղադրման աշխատանքները, միացման աշխատանքները և խնդիրների լուծման բարդությունը:

C300 վերահսկման, ճկուն I/O-ի և Experion գործառնական միջավայրի համադրումը ստեղծում է ոչ միայն համատեղելի ապրանքների հավաքածու, այլև ընդհանուր ավտոմատացման շղթա, որտեղ գործընթացի չափումները, վերահսկման հաշվարկները, զգուշացումները, սարքավորումների վիճակները և օպերատորների հրամանները կառավարվում են համակարգված համատեքստում:

Ինժեներական փուլում կառավարման մոդուլները և դրանց հետ կապված էկրանները կարող են մշակվել ընդհանուր տվյալների բազայի և անվանման ստանդարտների օգտագործմամբ: Սա նվազեցնում է տվյալների կրկնակի մուտքագրումը և օգնում է պահպանել համապատասխանությունը կառավարիչների կոնֆիգուրացիայի և մարդ-մեքենայական ինտերֆեյսի միջև: Մոնտաժի ժամանակ տեխնիկները կարող են հետևել սիգնալի ճանապարհին՝ դրա դաշտային միացման կետից մինչև I/O առաջացման և կառավարման տրամաբանության միջոցով մինչև օպերատորի էկրան, ինչը ավելի արդյունավետ է դարձնում օղակային ստուգումները և սխալների ախտորոշումը:

Էքսպերիոնի կայանները շահագործման ընթացքում գործարանի աշխատակիցներին ներկայացնում են գործընթացի վիճակը, զգուշացումները և սարքավորումների վիճակը: Կոնտեքստուալ տեղեկատվությունը օգնում է օպերատորներին հասկանալ ոչ միայն այն, որ ցուցանիշը դուրս է եկել սպասվող սահմաններից, այլև թե որ գործընթացի միավորը, կառավարման օղակը կամ կապված ակտիվը կարող է պահանջել ուշադրություն: Համապատասխան էկրանների սկզբունքները և զգուշացումների կառավարումը կարող են աջակցել իրավիճակի գիտակցմանը ինչպես սովորական արտադրական, այնպես էլ անսովոր իրադարձությունների ժամանակ:

Ճարտարապետությունը նաև ստեղծում է գործարանի օպտիմալացման հիմք: Հավաստի գործընթացի տվյալները կարող են մատակարարվել պատմագրային համակարգերին, զարգացած կառավարման ծրագրերին, կատարողականության վերահսկման գործիքներին և ակտիվների կառավարման համակարգերին: Տեխնիկական սպասարկման թիմերը կարող են օգտագործել ախտորոշիչ տեղեկատվությունը՝ նույնացնելու վատացած սարքեր կամ կապի խնդիրներ, իսկ արտադրական թիմերը կարող են վերլուծել շահագործման միտումներն ու սահմանափակումները:

Կյանքի ցիկլի պլանավորումը մնում է նույնքան կարևոր: Կառավարիչները, I/O մոդուլները, վերջավորային հավաքածուները, սնման աղբյուրները և կապի բաղադրիչները պետք է կառավարվեն որպես ամբողջական ավտոմատացման շղթայի մասեր: Համատեղելիության գրառումների, ֆիրմային ծրագրային ապահովման սկզբնական մակարդակների, փորձարկված պահեստային մոդուլների և փաստաթղթավորված կրկնօրինակում ընթացակարգերի պահպանումը կարող է կրճատել վերականգնման ժամանակը և նվազեցնել ավարտվող սարքավորումների հետ կապված շահագործման ռիսկերը:

Honeywell Experion PKS միացնում է դաշտային սարքավորումները, Universal I/O-ն, C300 կառավարիչ և կառավարման սենյակի ծրագրերը միասնական գործընթացի ավտոմատացման ճարտարապետության մեջ: C300-ը մատակարարում է որոշակի կառավարումը կրիտիկական արդյունաբերական գործընթացների կողմից պահանջվող կատարողականություն, իսկ Universal I/O-ն ապահովում է աճող սիգնալային պահանջների և մոդուլային նախագծման կառավարման համար անհրաժեշտ ճկունությունը։