Od regulátora C300 po univerzálne vstupno-výstupné zariadenia: Honeywell Experion PKS vytvára celorozvodné procesné automatizačné reťazce

Priemyselné závody čelí stále väčšiemu tlaku na zvyšovanie flexibilitu výroby pri zachovaní stabilita procesu ,funkčná bezpečnosť a dlhodobej dostupnosti zariadení. Konvenčné architektúry riadenia však často rozdeľujú regulátory, hardvér vstupov/výstupov, pracovné stanice operátorov a polné zariadenia do samostatných inžinierskych domén. Toto rozdrobenie môže zväčšiť požiadavky na rozvádzače, komplikovať uvedenie do prevádzky a urobiť budúce úpravy drahšími.

Honeywell Experion Process Knowledge System, bežne známy ako Experion PKS, tieto výzvy rieši prostredníctvom integrovanej architektúry distribuovaného riadiaceho systému. V strede tejto platformy sa nachádza Regulačný systém Experion PKS C300 , ktorý vykonáva regulačné, postupné a pokročilé stratégie riadenia. Na rozhraní s polom Séria C a Univerzálne technológie vstupov/výstupov zachytávajú procesné signály a prenášajú príkazy na riadenie. Pracovné stanice operátorov, inžinierske aplikácie, funkcie správy alarmov a informácie o aktívach sú integrované do toho istého prevádzkového prostredia.

Výsledkom je prepojený reťazec automatizácie, ktorý sa rozprestiera od snímačov, ventilov a zariadení poháňaných motormi až po regulátory, displeje v riadiacej miestnosti a aplikácie na úrovni celého závodu. Namiesto toho, aby sa vstupy/výstupy, riadenie a vizualizácia považovali za izolované komponenty, systém Experion PKS ich organizuje ako súladiace vrstvy infraštruktúry procesnej automatizácie pre celý závod.

Trh Riadiaci systém C300 slúži ako hlavná platforma na vykonávanie riadenia v rámci architektúry Experion PKS. Je navrhnutý pre aplikácie, ktoré vyžadujú stabilné, deterministické a nepretržite dostupné riadenie, vrátane rafinácie, petrochemickej výroby, výroby elektrickej energie, farmaceutického priemyslu, výroby celulózy a papiera, hutníctva, úpravy vody a iných priemyselných odvetví s intenzívnym procesným riadením.

Tento riadiaci systém beží na prostredí Honeywell Control Execution Environment , alebo Cee . Toto prostredie podporuje funkcie riadenia, ako sú regulácia PID, kaskádové riadenie, pomerové riadenie, predikčné stratégie, sekvenčné riadenie zariadení, zámky a logika súvisiaca s dávkovými procesmi. Inžinieri môžu tieto funkcie kombinovať do opakovane použiteľných modulov riadenia, čím sa podporuje štandardizácia vývoja aplikácií v rámci výrobných jednotiek.

Pre nepretržité procesy C300 môže súčasne riadiť obvody tlaku, teploty, prietoku a hladiny a zároveň spravovať interakcie medzi súvisiacimi prevádzkovými premennými. V dávkových aplikáciách môže vykonávať postupnosti, fázy vybavenia a povolené logické operácie potrebné na bezpečné presunutie výroby z jednej fázy do druhej. Jeho schopnosť zvládať viaceré disciplíny riadenia ho robí vhodným nielen pre jednotlivé procesné jednotky, ale aj pre komplexnejšie celorozvodné architektúry.

Dostupnosť je obzvlášť dôležitá v inštaláciách, kde prerušenie regulátora môže spôsobiť straty výroby alebo nebezpečný prevádzkový stav. C300 podporuje redundantné konfigurácie umožňujú, aby sekundárny regulátor prevzal úlohy riadenia v prípade, že primárny regulátor prestane byť dostupný. Redundantné sieťové cesty, usporiadania napájania a návrhy vstupno-výstupných zariadení sa tiež môžu začleniť podľa kriticity daného procesu.

Pripojiteľnosť ďalej rozširuje úlohu regulátora. Prostredníctvom podporovaných komunikačných rozhraní C300 môže vymieňať informácie so chytrými poľnými prístrojmi, frekvenčnými meničmi, kompletnými jednotkami a systémami tretích strán. Namiesto toho, aby fungoval ako samostatný procesor, sa stáva integračným bodom, ktorý prepožíva poľné údaje na koordinované riadiace akcie a prevádzkové informácie.

Hoci regulátor vykonáva automatizačnú stratégiu, účinnosť systému závisí tiež od spôsobu pripojenia poľných signálov. Tradičné návrhy vstupov/výstupov vyžadujú samostatné typy modulov pre analógové vstupy, analógové výstupy, digitálne vstupy a digitálne výstupy. Definície signálov sa preto musia stanoviť včas, aby bolo možné správne špecifikovať rozvádzače, svorkovnice a počet kanálov.

Neskoré inžinierske zmeny často tento prístup narušujú. Preklasifikovanie vstupu teploty ako iného typu signálu, pridané výstupné ventily alebo presun prístroja môžu vyžadovať iný hardvér, upravené zapojenie a ďalšiu prácu na rozvádzačoch. Tieto zmeny môžu ovplyvniť testovanie prijatia výrobku v továrni, stavebné harmonogramy a zásoby náhradných dielov.

Honeywell Univerzálne vstupy/výstupy je navrhnutý tak, aby znížil túto závislosť medzi typom signálu a fyzickým hardvérom. Jednotlivé kanály je možné nakonfigurovať podľa požadovanej funkcie vstupu/výstupu, čím sa jeden štandardizovaný platforma môže prispôsobiť rôznym polním signálom. Inžinierske tímy môžu priradiť alebo upraviť funkcie kanálov prostredníctvom konfigurácie systému namiesto výmeny tradičných špeciálne určených modulov pri každej zmene.

Táto flexibilita je obzvlášť užitočná pri veľkých projektoch, kde sa počas realizácie stále ďalej vyvíja návrh procesu, výber prístrojov a informácie o balíkových jednotkách. Skrine a I/O zostavy možno navrhovať pomocou štandardizovanejšieho návrhu, zatiaľ čo konečné priradenia kanálov sa dokončujú tesne pred uvedením do prevádzky. Tento prístup podporuje neskoré zmeny návrhu bez vyvolania rozsiahlych fyzických úprav.

Univerzálne vstupy/výstupy môže tiež znížiť počet variantov modulov, ktoré musia údržbové oddelenia mať na sklade. Bežnejšia hardvérová platforma zjednodušuje plánovanie náhradných dielov a poskytuje technikom väčšiu flexibilitu pri výmene zlyhávajúceho kanála alebo rozširovaní existujúcej inštalácie. Pre závody, ktoré prevádzkujú viacero výrobných jednotiek, štandardizácia môže zlepšiť konzistenciu údržby a znížiť riziko uchovávania zastaraných alebo nevhodných náhradných dielov.

Keď Univerzálne vstupy/výstupy je umiestnený bližšie k technologickému zariadeniu, môže sa tiež skrátiť káblová inštalácia v poli. Medzi polními rozvádzačmi a centrálne umiestnenými riadiacimi miestnosťami môže byť potrebných menej viacjadrých káblov, čo pomáha znížiť náklady na inštaláciu, ukončovanie káblov a zložitosť odstraňovania porúch.

Kombinácia riadiaceho systému C300, flexibilných vstupov/výstupov a prevádzkového prostredia Experion tvorí viac než len súbor kompatibilných produktov. Vytvára spoločný automatizačný reťazec, v ktorom sa spravujú technologické merania, riadiace výpočty, poplachy, stavy zariadení a príkazy operátora v rámci koordinovaného systémového kontextu.

Počas inžinierstva sa riadiace moduly a príslušné displeje môžu vyvíjať pomocou zdieľaných databáz a konvencií pre pomenovávanie. To zníži opakujúce sa zadávanie údajov a pomôže udržať konzistenciu medzi konfiguráciou regulátora a ľudsko-strojovým rozhraním. Počas uvádzania do prevádzky technici môžu sledovať signál od jeho polohy v poli cez I/O kanál a riadiacu logiku až po displej operátora, čím sa kontrola slučiek a diagnostika porúch stáva efektívnejšou.

V prevádzke stanice Experion zobrazujú personálu v riadiacom stredisku stav procesu, poplachy a stav vybavenia. Kontextové informácie pomáhajú operátorom pochopiť nielen to, že premenná vyšla mimo očakávaného rozsahu, ale aj to, ktorá jednotka procesu, regulačná slučka alebo príslušný aktívum môže vyžadovať pozornosť. Konzistentné zásady zobrazovania a správy poplachov môžu podporiť situatívnu vedomosť počas normálnej výroby aj počas mimoriadnych udalostí.

Architektúra tiež vytvára základ pre optimalizáciu výrobného závodu. Spoľahlivé údaje o procese možno poskytnúť systémom na archiváciu údajov, pokročilým aplikáciám riadenia, nástrojom na monitorovanie výkonu a systémom na správu aktív. Tímy zodpovedné za údržbu môžu využívať diagnostické informácie na identifikáciu degradovaných prístrojov alebo komunikačných problémov, zatiaľ čo výrobné tímy môžu analyzovať prevádzkové trendy a obmedzenia.

Plánovanie životného cyklu stále zostáva rovnako dôležité. Regulátory, moduly vstupov/výstupov (I/O), terminálové zostavy, napájací zdroje a komunikačné komponenty je potrebné spravovať ako súčasť kompletného reťazca automatizácie. Uchovávanie záznamov o kompatibilite, základných verziách firmvéru, otestovaných náhradných modulov a zdokumentovaných redundancia postupov môže skrátiť dobu obnovy a znížiť prevádzkové riziká spojené so starujúcim hardvérom.

Honeywell Experion PKS spája poľné meracie prístroje, univerzálne vstupy/výstupy (Universal I/O), Riadiaci systém C300 a aplikácie v riadiacom stredisku v rámci jednotnej architektúry procesnej automatizácie. Regulátor C300 poskytuje deterministické riadenie výkon vyžadovaný kritickými priemyselnými procesmi, zatiaľ čo univerzálne vstupy/výstupy (Universal I/O) poskytujú flexibilitu potrebnú na správu sa meniacich požiadaviek na signály a modulárne vykonávanie projektov.