ตัวควบคุมระบบอัตโนมัติ Honeywell ControlEdge HC900 สำหรับกระบวนการให้ความร้อน การควบคุมแบบแบทช์ และความปลอดภัยในอุตสาหกรรม

แนะนำ
ในสภาพแวดล้อมการผลิตอุตสาหกรรม—ที่ต้องการการควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ การจัดลำดับการทำงานที่เชื่อถือได้ และเวลาหยุดทำงานน้อยที่สุด—Honeywell ControlEdge™ HC900 ได้กลายเป็นตัวควบคุมแบบไฮบริดที่มีความยืดหยุ่นสูง มีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ที่ต้องการความร้อนสูง เช่น หม้อต้ม ห kiln เตาหลอม และเครื่องอบแห้งอุตสาหกรรม รวมถึงในสายการผลิตแบบต่อเนื่องหรือแบบแบทช์ในอุตสาหกรรมยา สารเคมีเฉพาะทาง verifiable fuels และศูนย์วิจัยขนาดเล็ก โดยการรวมระบบอัตโนมัติและระบบล็อกเพื่อความปลอดภัยไว้บนแพลตฟอร์มเดียวกัน HC900 ช่วยเพิ่มความเสถียรของการผ่านงาน (throughput) และความสม่ำเสมอในการดำเนินงาน

1. มันคืออะไร?
แทนที่จะทำหน้าที่เป็นซับซิสเต็มแบบ PLC หรือ DCS ทั่วไป ControlEdge HC900 อยู่ในโดเมนไฮบริดภายในระบบนิเวศ ControlEdge 900 ของ Honeywell โดยให้การดำเนินการลอจิก การควบคุมสัญญาณแอนะล็อก และการตัดสินใจที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยภายใต้สถาปัตยกรรมเดียว โครงสร้างแบบโมดูลาร์ของคอนโทรลเลอร์รองรับฮาร์ดแวร์ I/O หลากหลายประเภท ทำให้สามารถใช้สภาพแวดล้อมการเขียนโปรแกรมและชุดเครื่องมือวินิจฉัยร่วมกันได้ทั้งในระบบ skid ขนาดกะทัดรัดและสายการผลิตหลายหน่วย

สิ่งที่น่าสังเกตโดยเฉพาะคือการรองรับภาษาการเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้างตามมาตรฐาน IEC-61131 การประมวลผลสัญญาณหลายโดเมน และการเรียงลำดับอย่างรวดเร็วเพื่อตอบสนองในระดับมิลลิวินาที ด้วยการเชื่อมต่อผ่านอีเธอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรม OPC และการสื่อสารแบบ Modbus HC900 สามารถติดต่อกับซอฟต์แวร์ตรวจสอบ (supervisory software) ระบบการดำเนินงานการผลิต (MES) และเครื่องมือวัดจากผู้ผลิตรายอื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. มันทำงานอย่างไร?
มีให้เลือกทั้งหมดสามรูปแบบของแร็ค ซึ่งสามารถจับคู่กับระดับประสิทธิภาพของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ได้สามระดับ โดย HC900 ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถปรับขนาดทรัพยากรการประมวลผลให้สอดคล้องกับความซับซ้อนของแอปพลิเคชันจริงได้ แทนที่จะกำหนดสเปกฮาร์ดแวร์เกินความจำเป็นตั้งแต่เริ่มต้น สถานที่จำนวนมากจึงเลือกติดตั้งแร็คขนาดเล็กเริ่มต้นที่มีอินพุต/เอาต์พุตจำกัด และขยายขีดความสามารถเพิ่มเติมในภายหลังเมื่อภาระงานเพิ่มขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องออกแบบตรรกะใหม่หรือเปลี่ยนตัวควบคุม

ลูปการเก็บรวบรวมข้อมูลจะดึงค่าการวัดจากสนามจริงแบบเรียลไทม์ (อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล เป็นต้น) ดำเนินการตามอัลกอริธึมควบคุม และส่งการปรับตั้งไปยังตัวกระทำหรือวงจรล็อกเพื่อความปลอดภัย เครื่องจักรความร้อนหลายโซนเป็นตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นประโยชน์อย่างชัดเจน ในโครงการปรับปรุงระบบเตาเผาเซรามิกในปี 2024 การเปลี่ยนจากระบบแผงรีเลย์มาใช้ระบบควบคุมบนพื้นฐาน HC900 ช่วยลดความไม่สม่ำเสมอของอุณหภูมิจาก ±1.8°C ลงเหลือ ±0.6°C และลดระยะเวลาในการเปลี่ยนรอบการให้ความร้อนลงเกือบ 20% ส่งผลให้ปริมาณการผลิตต่อวันเพิ่มขึ้น

หน่วยเคมีที่ทำงานแบบแบตช์ได้รายงานการปรับปรุงในลักษณะเดียวกัน: โรงงานกระบวนการขนาดกลางที่นำ HC900 มาใช้สามารถลดจำนวนการแทรกแซงด้วยตนเองของผู้ปฏิบัติงานต่อแต่ละแบตช์ลงได้ประมาณ 35% โดยส่วนใหญ่เกิดจากลำดับขั้นตอนการทำตามสูตรอัตโนมัติและการจัดการแจ้งเตือนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

3. ปัญหาใดบ้างที่มันแก้ไขได้?
ข้อจำกัดที่สำคัญประการหนึ่งในสถานประกอบการเดิมคือการแยกส่วนระหว่างตัวควบคุมกระบวนการ แผงลอจิก และระบบล็อกความปลอดภัย โดยการรวมฟังก์ชันเหล่านี้เข้าไว้ในแพลตฟอร์มเดียว HC900 ช่วยลดภาระค่าใช้จ่ายในการซื้อครั้งแรก และลดปัญหาการสนับสนุนตลอดอายุการใช้งาน เช่น การจัดหายูนิตสำรอง การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน และการอัปเดตซอฟต์แวร์

การศึกษาจากผู้บูรณาการระบบ EPC ระบุว่า การติดตั้งควบคุมแบบไฮบริดสามารถลดแรงงานในการคอมมิชชันนิงได้ 18–28% และลดสินค้าคงคลังอะไหล่ได้สูงสุดถึง 45% เมื่อเทียบกับสถาปัตยกรรมแบบแยกเดี่ยวแบบดั้งเดิม นอกจากนี้ วงจรการแก้ไขปัญหาก็สั้นลงเนื่องจากการใช้เครื่องมือวินิจฉัยร่วมกัน ทำให้เวลาหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนลดลง และช่วยให้ทีมบำรุงรักษาสามารถแก้ไขความผิดปกติของกระบวนการได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ปัญหาเรื่องความสามารถในการทำงานร่วมกันและข้อจำกัดด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ ซึ่งพบได้บ่อยในเครือข่ายควบคุมแบบอนุกรมรุ่นเก่า ก็ได้รับการแก้ไขผ่านการสื่อสารที่รองรับ Ethernet และอินเตอร์เฟซมาตรฐาน ซึ่งสอดคล้องกับกลยุทธ์การทำดิจิทัลใน Industry 4.0 และการวิเคราะห์ข้อมูลการดำเนินงานที่เชื่อมต่อกับระบบคลาวด์

4. พื้นที่การประยุกต์ใช้งานคืออะไร?
HC900 ถูกนำมาใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรมที่ต้องการการควบคุมอุณหภูมิ การจัดลำดับ หรือการตอบสนองด้านความปลอดภัยอย่างแม่นยำ:

• หน่วยประมวลผลความร้อน – หม้อไอน้ำ เตาเผาหลายโซน เตาอบอบอ่อน และเครื่องเป่า ใช้คอนโทรลเลอร์นี้ในการควบคุมโปรไฟล์ความร้อน ระบบล็อกความปลอดภัยร่วม (interlocks) และการจัดการข้อผิดพลาด
• อุตสาหกรรมยาและชีวเทคโนโลยี – ถังหมัก การตอบสนองต้นแบบ และระบบที่ใช้ในการวิจัยและพัฒนาแบบโมดูลาร์ ได้รับประโยชน์จากการจัดการตารางสูตรและการตรวจสอบความสอดคล้อง
• อุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมี – ปฏิกรณ์โพลิเมอไรเซชัน หอกลั่น และอุปกรณ์การผลิตที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ใช้ HC900 สำหรับการควบคุมลำดับขั้นตอนและความสมบูรณ์ของกระบวนการ
• สถานประกอบการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและชีวมวล – สายการผลิตเอทานอลชีวภาพหรือไบโอดีเซล ขึ้นอยู่กับการประสานงานอุณหภูมิและอัตราการไหลที่สามารถทำซ้ำได้
• โรงงานต้นแบบและการวิจัยทางวิชาการ – การขยายขนาดแบบโมดูลาร์และช่องสัญญาณ I/O ที่ปรับเปลี่ยนได้ ทำให้แพลตฟอร์มนี้เหมาะสำหรับการทดลองอย่างรวดเร็วโดยใช้ทุนต่ำ

5. ข้อดีของมันคืออะไร?
ข้อดีที่เกี่ยวข้องกับ HC900 นั้นเกินกว่าการปรับปรุงระบบอัตโนมัติในระดับพื้นฐาน:

• สถาปัตยกรรมที่สามารถขยายได้ – การเพิ่มแร็คและช่องสัญญาณ I/O ช่วยให้สามารถลงทุนเป็นขั้นตอนตามความต้องการการผลิตที่เปลี่ยนแปลงไป
• การควบคุมและความปลอดภัยแบบรวมศูนย์ – การรวมลอจิกเข้าด้วยกันช่วยลดฮาร์ดแวร์ซ้ำซ้อน และลดภาระในการรับรองมาตรฐานสำหรับกระบวนการที่สำคัญ
• การลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน – เครื่องมือที่ได้รับการมาตรฐานช่วยลดการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน ปริมาณอะไหล่สำรอง และภาระงานด้านการบำรุงรักษา
• ความแม่นยำในการดำเนินงาน – การตอบสนองต่อข้อกำหนดระเบียบที่ดีขึ้น และการควบคุมลูปอย่างละเอียดช่วยลดของเสียและเพิ่มความถูกต้องของผลิตภัณฑ์
• การเชื่อมต่อที่พร้อมใช้งานกับเครือข่าย – อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมและโปรโตคอลแบบเปิดรองรับการรวมระบบ SCADA, MES, แพลตฟอร์มจัดเก็บประวัติข้อมูล และการวิเคราะห์ข้อมูลบนคลาวด์

ผู้ใช้งานที่นำสถาปัตยกรรม HC900 มาใช้ในช่วงเวลาห้าปี มีการจัดทำเอกสารยืนยันถึงต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมที่ต่ำกว่า คุณภาพการผลิตที่สูงขึ้น และตัวชี้วัดความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้น ซึ่งย้ำถึงการเปลี่ยนผ่านสู่คอนโทรลเลอร์แบบไฮบริดในฐานะตัวเร่งกลยุทธ์ในโรงงานอุตสาหกรรมที่พร้อมรองรับดิจิทัล