การวิเคราะห์เชิงลึกของระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) ยอกอกาวะ

อะไรคือ ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) ?

ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) วางหน่วยประมวลผลหลักหรือที่เรียกว่า "สมอง" ไว้ใกล้กับหน่วยกระบวนการ โดยแทนที่ PLC แบบรวมศูนย์เพียงตัวเดียวด้วยตัวควบคุมภาคสนามหลายตัว Yokogawa มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในสาขานี้มานานกว่า 40 ปี ระบบของบริษัทเน้นหลักการ "การควบคุมในระดับท้องถิ่นและการประสานงานในระดับโลก" ซึ่งรับประกันว่าความล้มเหลวที่จุดใดจุดหนึ่งจะไม่ลุกลามจนนำไปสู่การหยุดดำเนินการทั้งระบบ

อะไรคือเหตุผลที่สถาปัตยกรรมนี้มีประสิทธิภาพ?

การแบ่งชั้นตามฟังก์ชัน: ผู้ปฏิบัติการตัดสินใจผ่าน HMI เท่านั้น ส่วนการปรับแต่งวงจรเฉพาะเจาะจงจะดำเนินการโดยตัวควบคุมที่ตั้งอยู่ใกล้เคียง ซึ่งช่วยลดความน่าจะเป็นของการทำงานผิดพลาด

การกระจายตัวทางกายภาพ: ตัวควบคุมตั้งอยู่ใกล้กับหน่วยกระบวนการ ทำให้ไม่จำเป็นต้องส่งสัญญาณกระแสไฟฟ้า 4–20 mA หรือสัญญาณ fieldbus ไป-กลับระยะไกล ส่งผลให้ความสามารถในการต้านทานสัญญาณรบกวนดีขึ้นกว่า 30%

การออกแบบสำรอง: การสำรองข้อมูลแบบร้อนสามชั้นสำหรับ CPU, แหล่งจ่ายไฟ และเครือข่ายการสื่อสาร; เวลาสลับต่ำกว่า 100 มิลลิวินาที; ความพร้อมใช้งานของระบบสูงถึง 99.9999% (ข้อมูลจากการทดสอบภาคสนาม)

สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงการดำเนินงานและการบำรุงรักษาอย่างไร?

การแยกข้อผิดพลาด: สถิติเปรียบเทียบจากโรงกลั่นแสดงให้เห็นว่าหลังจากนำระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) ของโยโกกาวามาใช้ จำนวนการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนลดลง 41%

การบำรุงรักษาขณะระบบทำงาน: คอนโทรลเลอร์รองรับการเปลี่ยนชิ้นส่วนแบบเสียบปลั๊กขณะทำงาน ทำให้โรงกลั่นขนาดใหญ่ที่มีกำลังการผลิต 500,000 บาร์เรลต่อวันสามารถดำเนินการสอบเทียบตามปกติได้มากกว่า 60% โดยไม่ต้องหยุดการผลิต ส่งผลให้มีเวลาทำงานเพิ่มขึ้นอีก 18 ชั่วโมงต่อปี

ทำงานอย่างไร?

เครื่องมือภาคสนาม → คอนโทรลเลอร์ภาคสนาม (PID แบบเรียลไทม์ การคำนวณเชื่อมโยง) → อีเธอร์เน็ต/RS-485 แบบสำรอง → สถานีปฏิบัติการ/สถานีวิศวกร → MES/ERP

เมื่อแรงดันในท่อเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน คอนโทรลเลอร์ในพื้นที่จะปิดวาล์วภายในไม่กี่มิลลิวินาที พร้อมแจ้งเพียง "สรุปเหตุการณ์" ไปยังสถานีปฏิบัติการ ในขณะที่หน่วยอื่นๆ ยังคงดำเนินการผลิตตามปกติ

เกี่ยวกับซีรีส์ CENTUM VP

แพลตฟอร์มรุ่นล่าสุดของโยโกงาวะ—รองรับทั้งกระบวนการแบบต่อเนื่องและแบบเป็นช่วง และได้ถูกติดตั้งใช้งานแล้วกว่า 30,000 หน่วยในมากกว่า 100 ประเทศ

อินเทอร์เฟซแบบเปิด: รองรับ OPC UA, Modbus TCP, HART และระบบไร้สาย ISA100 ในตัว ทำให้สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ PLC ของบุคคลที่สามและอุปกรณ์วัดอัจฉริยะ

ความปลอดภัยแบบผสานไว้ในการออกแบบ (Security-by-Design) ในตัว: ใช้ระบบการอนุญาตเฉพาะ (Whitelisting), การตรวจสอบแพ็กเก็ตอย่างลึกซึ้ง (deep packet inspection) และการแยกพื้นที่เชิงภูมิภาค (regional isolation); ผ่านการรับรองมาตรฐาน ISA/IEC 62443-3-3 SL2

การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์: ใช้เซนเซอร์ Sushi Sensor และอัลกอริธึมปัญญาประดิษฐ์ (AI) ภายในตัว ช่วยลดอัตราความล้มเหลวของปั๊มลง 35% สำหรับลูกค้าบริษัทปิโตรเคมีรายใหญ่แห่งหนึ่ง ประหยัดค่าใช้จ่ายด้านการบำรุงรักษาได้ปีละ 2.8 ล้านดอลลาร์สหรัฐ

การขยายระบบแบบโมดูลาร์: สามารถขยายระบบได้อย่างราบรื่นตั้งแต่ 1 คอนโทรลเลอร์ ไปจนถึง 1,000 โนด; การลงทุนครั้งแรกสามารถดำเนินการเป็นระยะตามความต้องการใช้งานจริง ทำให้ระยะเวลาคืนทุน (ROI) สั้นลง 18 เดือน

ผลสัมฤทธิ์ที่โดดเด่นโดยทั่วไป: โรงไฟฟ้ากำลังความร้อนสูงพิเศษ (ultra-supercritical) ขนาด 1,000 เมกะวัตต์: ระบบ DCS ควบคุม I/O จำนวน 18,000 จุด; ไม่มีการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผนไว้เลยตลอดระยะเวลา 5 ปีของการดำเนินงาน

การหมักแบบแบตช์สำหรับอุตสาหกรรมยา: การประมวลผลแบบแบตช์ที่ผสานรวม ลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์ และบันทึกการตรวจสอบ (audit trails) บนแพลตฟอร์มเดียวกัน ซึ่งสอดคล้องตามข้อกำหนดของ FDA 21 CFR ส่วนที่ 11; เวลาที่ใช้ในการเรียกดูเอกสารบันทึกการผลิตแบบแบตช์ลดลงจาก 2 ชั่วโมงเหลือเพียง 5 นาที

ระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) ของยอกอกาวะ ซึ่งใช้แนวทาง "อิสระในการควบคุมระดับท้องถิ่น + การเพิ่มประสิทธิภาพระดับโลก" ช่วยลดขอบเขตของความล้มเหลวให้น้อยที่สุด และขยายช่วงเวลาการดำเนินงานให้ยาวนานที่สุด สำหรับโรงงานอัจฉริยะแบบดิจิทัล CENTUM VP ซึ่งมีสถาปัตยกรรมที่มีความพร้อมใช้งานสูง ปลอดภัย และสามารถปรับขนาดได้ตามต้องการ ช่วยให้ผู้ใช้งานบรรลุระบบอัตโนมัติที่แท้จริงแบบ "มองไม่เห็น" โดยปลดปล่อยศักยภาพเพิ่มเติมของอุปกรณ์ได้ 1–3% ต่อปี ขณะเดียวกันก็รับประกันความปลอดภัยและความสอดคล้องตามกฎระเบียบ