Арнайы басқарушылардан бағдарламалық қамтамасыз етілген басқаруға дейін: DeltaV IQ басқарушысы DCS архитектурасын жетілдіреді

01Кіріспе

Бұрынғы таратылған бақылау жүйелері әдетте арнайы бақылаушыларға құрылған, олар құрылғы, прошивка және қолданбалы бағдарламалық жасақтаманың тығыз байланысқан комбинациялары ретінде құрылған. Бұл архитектура ондаған жылдар бойы анықталған өнімділік берді, бірақ бақылау қуатын, өмірлік циклды жоспарлауды және жүйені кеңейтуді белгілі бір құрылғы ұрпағына байланыстыруы да мүмкін. Өндіріс стратегиялары икемдірек болған сайын және өнеркәсіптік ұйымдар цифрландыруды іске асырған сайын, көптеген зауыттар бақылау инфрақұрылымын үзіліссіз алмастыру циклдарын қажет етпейтіндей түрде дамытуға қажеттілік туады.

Emerson компаниясының DeltaV IQ бақылаушысы бақылау орындауын серверлік класқа жататын есептеу инфрақұрылымы deltaV таратылған басқару жүйесімен байланысты инженерлік әдістер мен операциялық ортаны сақтай отырып. Басқару бағдарламалық жабдығын бір мақсатты басқару құрылғысына тәуелсіз орнатуға болады, бұл иілгіш қуат бөлуі ,аппараттық абстракция және ыңғайлырақ модернизациялау негізін қалыптастырады.

Бұл даму жаңартылған кәсіпорындар үшін сондай-ақ жаңа жобалар үшін маңызды. Кәсіпорындар модернизацияны толық ауыстыру бағдарламасы ретінде емес, кезеңдік архитектуралық стратегияның бір бөлігі ретінде бағдарламалық басқаруды бағалауға болады. Нәтижесінде орнатылған технологиялық процестерді басқару саласы мен иілгіш есептеу моделі арасында тәжірибелік көпір пайда болады.

02Басқару бағдарламалық жабдығын арнайы құрылғыдан бөлу

DeltaV IQ контроллерінің орталықтық дизайн принципі – басқару бағдарламалық жабдығын қатаң, өзіндік құрылғы платформасынан бөлу. Дәстүрлі DCS-те контроллер функциясы физикалық контроллерге тығыз байланысты болады, сондықтан өңдеу қуатын көбейту әдетте тағы бір құрылғыны орнатуды, шкафтағы орынды бөлуді, электр және желілік инфрақұрылымды кеңейтуді және жаңа құрылғыны іске қосуды қажет етеді. Бағдарламалық анықталған архитектура бұл қатынасты өзгертеді, себебі ол бағдарламалық қамтамасыз ету экземплярларын ресми рұқсат берілген сервер инфрақұрылымында іске қосуға мүмкіндік береді.

Инженерлік топтар үшін бұл абстракция ресурстардың икемдірек моделін жасайды. Басқару стратегиялары, реттеуші циклдар, реттік логика, блоктау құрылғылары мен жабдық модульдері DeltaV инженерлік ортасының таныс бөлігі болып қала береді, ал негізгі есептеу қабаты инфрақұрылым ретінде басқарылуы мүмкін. Бұл анықталған процестік әрекетті және қалыптасқан конфигурациялық жұмыс ағымдарын сақтауға көмектеседі, сонымен қатар келешектегі әрбір қуаттылық шешімін арнайы контроллер шассисіне тәуелді етпейді.

Бұл тәсіл сонымен қатар жобалар бойынша стандарттауды қолдайды. Көптеген контроллер аппараттық жаңартуларын сақтау орнына ұйымдар басқару орнатуларын бақыланатын сервер өмірлік циклымен келісуге болады. Жүйе архитекторлары қолданба дизайны туралы шешімдерді физикалық есептеу платформасы туралы шешімдерден бөле алады, ол бірнеше өндірістік бірліктер бойынша жаңарту циклдарын жоспарлауды және инженерлік стандарттардың тұрақтылығын сақтауды жеңілдетеді.

Бағдарламалық анықталатын басқару өндірістік дизайндың қатаң тәртібінің қажеттілігін жоюға әкелмейді. Желілік сегменттеу, сайбер қауіпсіздігі уақытты синхрондау, резервтік қор, резервтік көшірме жасау және өзгерістерді басқару әлі де маңызды. Оның пайдасы — бұл талаптарды біріктірілген архитектурада шешуге болатындығында, ол архитектура жеке-жеке орнатылған басқару құрылғылары жиынтығына қарағанда болжанған түрде масштабталуға қабілетті.

03Өндіріс талаптарының өзгеруіне икемді қуат

Өндірістік объектілер әдетте тұрақты болмайды. Жаңа скридтер қосылады, өндіріс рецептері өзгереді, алғы басқару қолданбалары кеңейеді және қосымша өлшеу құралдары технологиялық процестің деректерінің көлемін арттырады. Дәстүрлі архитектура негізінде әрбір өзгеріс басқару құрылғысының жүктемесін, кіріс/шығыс бөлінуін, шкафтардың қолжетімділігін және қосымша бөлшектерге деген сұранысты қатал талдауға әкелуі мүмкін. DeltaV IQ Controller бақыланған жүйе архитектурасы мен лицензиялау негізінде сервер ортасында басқару жұмыстарын кеңейтуге мүмкіндік беретін қуат моделін енгізеді.

Бұл мүмкіндік жобаның жобалауынан іске қосуға дейінгі жолды қысартуға мүмкіндік береді. Инженерлер әрбір қосымша талап үшін тағы бір физикалық контроллерді немесе қосымша аппаратты салып отырмай-ақ жаңа басқару функцияларын бөліп беруге болады. Модульді қондырғылар, пилоттық зауыттар және көп өнімді өндірістер үшін осы икемділік ерекше маңызды, себебі басқаруға деген сұраныс бір реттік ірі кеңейту арқылы емес, кезеңдік түрде өсуі мүмкін.

Орталықтандырылған есептеу қуаты ресурстарды пайдалану туралы көріністі де жақсартады. Тұрақты инфрақұрылым қабаты сыйымдылықты жоспарлауды жеңілдетеді және техникалық қызмет көрсету тобының қолдауын қажет ететін аппараттық нұсқалар санын азайтады. Қосымша компоненттерді сақтау стратегиясы саны аз, бірақ ресми расталған компоненттер жиынына бағытталады, ал инженерлік топтар кабинет бойынша бағалаулар емес, өлшенетін есептеу қуаты мен жүйелік шектеулер негізінде кеңейтуді жоспарлай алады.

Үшін жаңа жобалар , бұл архитектура басқару құрылғыларының көлемін кішірейтуге мүмкіндік береді. Көне өндірістік алаңдар үшін ол DeltaV активтерімен қатар жаңа қуатты енгізу опциясын ұсынады. Екі жағдайда да бизнес-құн өндіріс сұранысына басқару ресурстарын тиімдірек келісіп, пайдаланылмаған қуатты азайтып, артық құрылғылардың көбеюін шектеу арқылы қалыптасады.

04Тұрақтылық, резервтілік және өмірлік циклдың заманауиленуі

Автоматтандырылған үдерістерде қолжетімділік негізгі фактор болып табылады, себебі басқару құрылғысының жұмысы тоқтап қалса, өнім сапасына, жабдықтардың қауіпсіздігіне және зауыттың өндірістік қуатына әсер етуі мүмкін. Сондықтан серверге негізделген басқару моделі тек қарапайым есептеу қуатын ғана емес, сонымен қатар көптеген қосымша қасиеттерді қамтамасыз етуі тиіс. DeltaV IQ Controller мыналарға негізделген: тұрақты орнату принциптеріне , оның ішінде ақаулыққа төзімді инфрақұрылымға және резервтік жүйе дизайнына, сондықтан жеке аппараттық компоненттерді қызметке қосу кезінде басқару жүктемелері әрқашан қолжетімді болып қалады.

Бұл архитектура сондай-ақ өмірлік циклды басқару дәстүрлі басқару құрылғыларын жаңарту үшін құрылғыларды ауыстыру, сымдарды қосу, шкафтарда жұмыс істеу және қатаң түрде белгіленген тоқтату терезелері қажет болуы мүмкін. Басқару бағдарламалық жабдығы сервер платформасынан бөлінген кезде құрылғыларды жаңарту мен бағдарламалық жабдықты дамыту жоспарлануы мүмкін — бірақ олар байланысты, бірақ жеке іс-шаралар ретінде. Бұл бөлу активтердің иесіне модернизацияны реттеу үшін көбірек опциялар береді және инфрақұрылымдағы өзгерістердің операциялық әсерін азайтуы мүмкін.

DeltaV 16-нұсқасы бұл бағытты жүйенің масштабталуын, киберқауіпсіздігін және модернизациялау мүмкіндіктерін жақсарту арқылы одан әрі нығайтады. Жақсы басқарылатын өмірлік цикл бағдарламасында бағдарламалық жабдықпен анықталған басқару құрылғылары стандартты түрде жарамдылықты тексеру, бақыланатын нұсқа басқаруы, резервтік көшірме жасау және қалпына келтіру жоспарын қолдауы мүмкін. Бұл тәжірибелер әлі де өндірістегі растау талаптарына, өзгерістерді басқару процедураларына және қолданыстағы салалық нормативтік құжаттарға сай болуы керек.

Киберқауіпсіздікке ерекше назар аудару қажет, себебі консолидация қауіптердің профилін өзгертеді. Өндірістерге қолдану керек тереңдегі қорғаныс басқару жүйелері , сервер инфрақұрылымын қаттылатыру, әкімшілікке қатынасты шектеу, расталған резервтік көшірмелерді сақтау және жүйенің жұмыс істеу қабілетін бақылау. Бұл шараларды бастапқы құрылымдық кезеңнен бастап енгізген кезде бағдарламалық-анықталған модель операциялық тұрақтылық пен күшейтілген циклдық тұрақтылықты ұштастыра алады.

05Қорытынды

DeltaV IQ Controller DCS архитектурасында маңызды өзгеріс болып табылады: басқару қабілеті — бір ғана арнайы құрылғыға тұрақты бекітілген функция емес, бірақ сапалы, тұрақты есептеу инфрақұрылымында орындалатын бағдарлама ретінде қарастырылады. Бұл модель өндірушілерге қуаттың кеңейтуін тиімдірек ұйымдастыруға, инфрақұрылымды стандарттауға және құрылғыларды жаңартуды бағдарламалық жаңартулармен синхрондауға көмектеседі.

Ең жақсы нәтижелер ұстанымды іске асырудан келеді. Өнімділікті бақылау, резервтілік, киберқауіпсіздік, растау, желілеу және өмірлік циклды басқару бірігіп бағалануы тиіс. Біртіндеп цифрлық түрлену жоспарлайтын зауыттар үшін DeltaV IQ Controller — критикалық технологиялық процестерге қажетті инженерлік үзіліссіздікті сақтай отырып, аппараттық шектеулермен шектелген басқарудан икемдірек және бағдарламалық қамтамасыз етілген автоматтандыру ортасына өтуге тәжірибелік бағыт береді.