ระบบควบคุมแบบกระจายของ ABB (DCS) คืออะไร — เพิ่มประสิทธิภาพด้วยข้อมูลและตัวอย่างกรณีศึกษา

แก่นกลางดิจิทัลของอุตสาหกรรมกระบวนการผลิต

เมื่อสถานประกอบการอุตสาหกรรมมุ่งสู่ระดับความเป็นอัตโนมัติและปัญญาดิจิทัลที่สูงขึ้น ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) ของ ABB ทำหน้าที่เป็นชั้นควบคุมหลักที่เชื่อมโยงทรัพย์สินการผลิต ข้อมูลกระบวนการ และการตัดสินใจในการดำเนินงาน เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่ทำงานหลายกะและมีปริมาณการผลิตสูง แพลตฟอร์ม DCS สามารถจัดการและรักษาระดับตัวแปรต่างๆ ได้พร้อมกันหลายพันตัวแปร—เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำ ความปลอดภัย และการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ

เหตุผลทางเศรษฐกิจที่อยู่เบื้องหลังการนำระบบ DCS มาใช้มีความน่าสนใจไม่แพ้กัน จากการศึกษาภาคสนามล่าสุดของ ABB ในอุตสาหกรรมด้านพลังงานและกระบวนการผลิต โรงงานที่นำสถาปัตยกรรม DCS ขั้นสูงมาใช้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์ (OEE) ได้ 5–10% ลดเวลาหยุดทำงานที่เกี่ยวข้องกับการบำรุงรักษาลง 12–20% และลดปริมาณของเสียหรือวัสดุที่ไม่ผ่านมาตรฐานลงได้ 6–15% ขึ้นอยู่กับกระบวนการเฉพาะของแต่ละภาคอุตสาหกรรม ผลลัพธ์ที่วัดผลได้เหล่านี้ยืนยันว่า DCS ช่วยส่งเสริมทั้งประสิทธิภาพด้านต้นทุนและความยืดหยุ่นในการแข่งขัน

ในขณะเดียวกัน ตัวชี้วัดด้านความยั่งยืนได้กลายเป็นประเด็นที่สำคัญมากยิ่งขึ้น การเปรียบเทียบข้อมูลจากติดตั้งระบบ DCS ของ ABB กว่า 40 แห่ง แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของการใช้พลังงานลดลงเฉลี่ย 7–12% และคุณภาพน้ำเสียที่ปล่อยออกมีการปรับปรุงดีขึ้นสูงสุดถึง 10% ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประโยชน์เชิงสิ่งแวดล้อมจากการดำเนินการอัตโนมัติกระบวนการผลิตอย่างแม่นยำ

พอร์ตโฟลิโอ DCS ของ ABB
1.ABB Ability™ System 800xA

ระบบ 800xA ทำหน้าที่เป็นสภาพแวดล้อมอัตโนมัติและข้อมูลแบบบูรณาการ ซึ่งสามารถประมวลผลเครือข่าย I/O ขนาดใหญ่และสัญญาณข้ามสาขาวิชาชีพ ในการใช้งานด้านการผลิตไฟฟ้าแห่งหนึ่ง โรงไฟฟ้าไซเคิลรวมกำลังผลิต 500 เมกะวัตต์ที่ติดตั้งระบบ 800xA รายงานว่าเหตุการณ์การแจ้งเตือนเกินขีดจำกัดลดลงถึง 40% ส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานตอบสนองได้รวดเร็วขึ้นและควบคุมเหตุการณ์ได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจากนี้ กรอบการทำงานด้านดิจิทัลทวินและการจำลองยังช่วยลดระยะเวลาการเริ่มเดินเครื่อง โดยข้อมูลจากแอปพลิเคชันในอุตสาหกรรมน้ำมันนอกชายฝั่งแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาการเริ่มเดินเครื่องลดลง 15–18% เมื่อมีการดำเนินการทดสอบการจำลองก่อนเริ่มเดินเครื่องจริง ทำให้เกิดรายได้เร็วขึ้นและลดความเสี่ยงด้านวิศวกรรม

2. ระบบควบคุมแบบกระจาย Freelance

Freelance เหมาะสำหรับโรงงานแบบกระจายศูนย์หรือสายการผลิตอุตสาหกรรมขนาดกลางที่ต้องการความน่าเชื่อถือโดยไม่ต้องพึ่งระบบวิศวกรรมที่ซับซ้อน ในโรงงานผลิตเคมีภัณฑ์เฉพาะทางแห่งหนึ่งในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ การบูรณาการระบบ Freelance ช่วยลดเวลาวงจรการผลิตต่อชุดลง 10% และเพิ่มความสม่ำเสมอได้ดีขึ้น 8% ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเหมาะสมของระบบในการผลิตที่ขึ้นอยู่กับสูตรการผลิต โดยเน้นความคงที่และความต่อเนื่องเป็นสำคัญ

ABB DCS — การเปลี่ยนแปลงภาคอุตสาหกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลการดำเนินงาน

ห่วงโซ่อุปทานระดับโลกในปัจจุบันขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรมที่ต้องการการดำเนินงานอย่างต่อเนื่องและความแม่นยำของวัสดุ ในกลุ่มอุตสาหกรรมด้านสาธารณูปโภค ปิโตรเลียม โลหะ ปูนซีเมนต์ และเภสัชกรรม โซลูชัน ABB DCS ได้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพที่วัดผลได้จริง

• กรณีอุตสาหกรรมปิโตรเคมี
ในกลุ่มอุตสาหกรรมปิโตรเคมีในตะวันออกกลาง ระบบ ABB DCS ช่วยให้ควบคุมคอลัมน์การกลั่นและยูนิตการแตกตัวของไฮโดรคาร์บอนได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการแปลงวัตถุดิบเพิ่มขึ้น 4% และลดการใช้พลังงานลง 2.6% ต่อตันของผลิตภัณฑ์ เนื่องจากกำไรในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขึ้นอยู่กับปริมาณการผลิต การเพิ่มขึ้นเพียงหลักเดียวจึงสามารถแปลงเป็นประโยชน์รายปีที่มีมูลค่าหลายล้านดอลลาร์

• กรณีศึกษาด้านสาธารณูปโภคไฟฟ้าและน้ำ
หน่วยงานสาธารณูปโภคแห่งหนึ่งในยุโรปที่ใช้ระบบ ABB DCS สามารถปรับปรุงความสามารถในการติดตามโหลดได้ดีขึ้น 30% และเพิ่มความคล่องตัวในการตอบสนองต่อความต้องการได้ 15% ซึ่งช่วยให้สามารถผสานแหล่งพลังงานหมุนเวียนเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าได้มากขึ้นโดยไม่กระทบต่อเสถียรภาพ นอกจากนี้ ระบบวินิจฉัยเชิงพยากรณ์ที่ฝังอยู่ภายใน DCS ยังช่วยลดการหยุดทำงานของปั๊มแบบไม่ได้วางแผนไว้ลงเกือบ 20%

• กรณีศึกษาด้านโลหะและเหมืองแร่
ในสถานที่หลอมโลหะ การควบคุมความเสถียรของอุณหภูมิและอัตราการป้อนวัตถุดิบด้วยระบบ DCS ช่วยลดความแปรปรวนของการเกิดสแล็กได้ 11% ส่งผลให้เพิ่มประสิทธิภาพการกู้คืนวัสดุและลดการสึกหรอของเตาหลอม การวิเคราะห์การยืดอายุการใช้งานของสินทรัพย์ประเมินว่าสามารถเพิ่มอายุการใช้งานของวัสดุทนไฟสำคัญได้อีก 5 ปี

• กรณีศึกษาในอุตสาหกรรมซีเมนต์
การควบคุมเตาเผาอัตโนมัติด้วยโมเดลของ ABB ช่วยเพิ่มความสม่ำเสมอของไคลน์เคอร์ ขณะที่ลดการใช้เชื้อเพลิงลง 8–10% ซึ่งเป็นปัจจัยต้นทุนหลักในกระบวนการผลิตซีเมนต์ การวิเคราะห์เพิ่มเติมยังพบว่าอัตราการแก้ไขผลิตภัณฑ์ลดลง 6% ทำให้เกิดการประหยัดเชิงกลยุทธ์ตลอดกระบวนการผลิตขั้นปลาย

ตัวอย่างภาคอุตสาหกรรมเหล่านี้เน้นย้ำว่า ABB DCS ไม่ได้เพียงแค่ดำเนินการวัดและการกระทำ แต่ยังเปลี่ยนแปลงเศรษฐศาสตร์การผลิตอย่างมีกลยุทธ์

ข้อได้เปรียบของระบบควบคุมแบบกระจายของ ABB — มุมมองที่วัดผลได้

แม้ว่าประโยชน์หลักจะรวมถึงการผสานรวม ความปลอดภัย และความยืดหยุ่นทางไซเบอร์ แต่ตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลยังช่วยสร้างความแตกต่างให้กับระบบของ ABB เพิ่มเติม

• ความสามารถในการใช้งานเชิงปฏิบัติการ
สถาปัตยกรรมแบบสำรองช่วยให้ทำงานได้มากกว่า 99.95% ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในภาคอุตสาหกรรมเช่น โรงกลั่น ที่การสูญเสียรายได้จากการหยุดทำงานอาจเกิน 300,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อชั่วโมง

• ปัญญาในการบำรุงรักษา
การตรวจสอบสภาพล่วงหน้าสามารถลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาประจำปีลงได้ 12–22% และยืดระยะเวลาระหว่างการซ่อมใหญ่

• ความสอดคล้องด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์
กรอบงานที่สอดคล้องกับ IEC 62443 ช่วยลดความเสี่ยงจากเหตุการณ์ด้านความปลอดภัยไซเบอร์ โดยจากการประเมินล่าสุด พบวามาตรการเสริมความแข็งแกร่งช่วยลดช่องโหว่การแทรกซึมลงได้ 45% เมื่อเทียบเป็นรายปี

• การเพิ่มประสิทธิภาพตลอดอายุการใช้งานและลดต้นทุนรวม
ต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งานลดลงผ่านการขยายระบบแบบโมดูลาร์ การวิศวกรรมจากระยะไกล และการลดชั่วโมงการเริ่มต้นใช้งาน จากระบบติดตั้งในภาคอุตสาหกรรม 60 แห่ง ABB ระบุว่ามีการปรับปรุงต้นทุนตลอดอายุการใช้งานเพิ่มขึ้น 10–15% เมื่อเทียบกับสถาปัตยกรรม DCS รุ่นก่อน

• ผลการดำเนินงานด้าน ESG และความยั่งยืน
ผ่านการจำลองพลังงานและการปรับสมดุลภาระสิ่งแวดล้อม DCS สนับสนุนเป้าหมายการลดคาร์บอนขององค์กรและการปฏิบัติตามข้อกำหนดระเบียบข้อบังคับ โรงงานปูนซีเมนต์และโลหะรายงานการลดการปล่อยก๊าซ CO₂ ได้ 3–7% จากการควบคุมการเผาไหม้และการป้อนวัตถุดิบที่เหมาะสมที่สุด

พื้นที่การประยุกต์ใช้งานของ ABB DCS — พร้อมตัวอย่างจากตัวชี้วัดการดำเนินงาน

แพลตฟอร์ม ABB DCS มักถูกนำไปใช้ใน:

• น้ำมัน ก๊าซ และปิโตรเคมี
การควบคุมตัวเร่งปฏิกิริยา การเพิ่มประสิทธิภาพการกู้คืนกำมะถัน การควบคุมลำดับการแตกร้าว
ผลตอบแทนจากการลงทุน: เพิ่มอัตราการผลิตได้ 2–5% และลดการสูญเสียจากการจุดเผาทิ้ง

• การไฟฟ้าและสาธารณูปโภคด้านน้ำ
การผลิตน้ำจืดจากน้ำเค็ม การประสานการทำงานของกังหัน การปรับสมดุลแรงดันน้ำ
ประสิทธิภาพ: ประสิทธิภาพของปั๊มเพิ่มขึ้น 8–12% ลดเหตุการณ์น้ำล้น

• ยาและสารเคมีเฉพาะทาง
การติดตามความซ้ำซ้อนของชุดผลิตภัณฑ์และการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับ GMP
ข้อมูล: ความสามารถในการทำซ้ำได้ดีขึ้นสูงสุด 10% เหตุการณ์ความเบี่ยงเบนของชุดผลิตภัณฑ์ลดลง 14%

• การทำเหมือง อุตสาหกรรมโลหะ และปูนซีเมนต์
ความมั่นคงของรูปแบบอุณหภูมิในเตาเผา การควบคุมระดับแร่ การดูแลเตาหลอม
คุณค่า: การหยุดทำงานที่ไม่ได้วางแผนลดลง 18% พลังงานที่ประหยัดได้ 6–10%

• อุตสาหกรรมเยื่อกระดาษ กระดาษ และพลาสติก
การควบคุมแรงตึงของแผ่นวัสดุ การตรวจสอบกระบวนการอัดรีด ความแม่นยำในการเติมสาร
ตัวชี้วัดความสม่ำเสมอดีขึ้น 9–12% ของเสียลดลง 5–7%

ระบบควบคุมแบบกระจาย (Distributed Control Systems) ของ ABB ผสานรวมระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมกับปัญญาดิจิทัล ปรับเปลี่ยนวิธีที่อุตสาหกรรมการผลิตสร้างสมดุลระหว่างผลิตภาพ ความปลอดภัย ความยั่งยืน และประสิทธิภาพการใช้ทุน ผ่านหลักฐานเชิงตัวเลขจากหลายภาคส่วน คุณค่าของระบบจึงชัดเจนยิ่งขึ้น: DCS ไม่ใช่เพียงแค่แพลตฟอร์มควบคุม แต่เป็นองค์ประกอบเชิงกลยุทธ์ที่ขับเคลื่อนความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรมยุคใหม่

เมื่อการผลิตทั่วโลกมีวิวัฒนาการไปสู่การดำเนินงานที่สามารถคาดการณ์ได้ ต่ำคาร์บอน และใช้ข้อมูลอย่างเข้มข้น สถาปัตยกรรม DCS ของ ABB จะยังคงเป็นพื้นฐานหลักทางปฏิบัติการของระบบนิเวศด้านพลังงาน วัสดุ และการผลิตขั้นสูงทั่วโลกต่อไป