امرسون در مقابل ABB – مقایسه فنی برای ارتقاء دیجیتال کارخانههای فرآیندی
چرا انتخاب تأمینکننده مستقیماً بر عملکرد کارخانه تأثیر میگذارد
کارخانههای فرآیندی صنعتی با یک تصمیم حیاتی در زمینه اتوماسیون مواجه هستند. بیشتر تأسیسات شیمیایی، پتروشیمی و تصفیه آب بین امرسون و ABB انتخاب میکنند. هر دو برند سیستمهای کنترل با کیفیت بالا ارائه میدهند. اما فلسفههای طراحی آنها بسیار متفاوت است. مهندسان باید هر سیستم را با اهداف خاص تولید هماهنگ کنند. این راهنما مقایسههای فنی تأیید شده میدانی همراه با دادههای عملکرد واقعی را ارائه میدهد.
معماری سیستم کنترل – قابلیت اطمینان توزیعشده در مقابل انعطافپذیری هیبریدی
امرسون از معماری DCS کاملاً توزیعشده برای اتوماسیون فرآیند استفاده میکند. این طراحی عملیاتهای پیوسته در مقیاس بزرگ را به طور مؤثری پایدار میکند. برای یک پالایشگاه ۲۰۰,۰۰۰ بشکه در روز، DCS امرسون در طول ۱۲ ماه، ۹۹.۹۹۹ درصد زمان کارکرد بدون وقفه را حفظ میکند. ABB به جای آن از یک سیستم کنترل هیبریدی یکپارچه بهره میبرد. کنترلرهای آن عملکردهای بومی PLC و DCS را به طور یکپارچه ترکیب میکنند. یک کارخانه شیمیایی در میدوست پس از تغییر به معماری هیبریدی ABB، زمان انتقال دستهای را ۱۸ درصد کاهش داد. بنابراین امرسون برای پردازش مایعات پیوسته مناسب است در حالی که ABB در وظایف دستهای و گسسته برتری دارد.
طراحی افزونگی – حداکثر زمان کارکرد در مقابل بهینهسازی هزینه سرمایه
امرسون افزونگی دوطرفه کامل را در تمام لایههای اصلی پیادهسازی میکند. کنترلرها، ماژولهای I/O و سوئیچهای شبکه دارای ساختارهای پشتیبان دوگانه هستند. یک ترمینال LNG در ساحل خلیج فارس با استفاده از افزونگی کامل امرسون، در ۳۶ ماه متوالی هیچ زمان توقف برنامهریزینشدهای نداشت. ABB به جای آن استراتژی افزونگی ماژولار انعطافپذیر را به کار میبرد. کارخانهها فقط در بخشهای حیاتی از قطعات افزونه استفاده میکنند. یک کارخانه شیمیایی تخصصی در تگزاس با انتخاب افزونگی ماژولار ABB در حلقههای کمکی، ۴۲۰,۰۰۰ دلار آمریکا در هزینههای سختافزاری اولیه صرفهجویی کرد. بنابراین فرآیندهای پرخطر بیشتر به امرسون تمایل دارند در حالی که پروژههای با بودجه محدود ABB را ترجیح میدهند.
تناسب صنعتی – نقاط قوت طبیعی هر برند
امرسون سهم بازار غالب در نفت، گاز و تولید برق را دارد. سیستم نظارت توربین TSI آن تغییرات ارتعاشی به کوچکی ۰.۱ میکرون را تشخیص میدهد. یک نیروگاه سیکل ترکیبی اروپایی با استفاده از نظارت بیسیم ارتعاش امرسون، از خسارت ۲.۷ میلیون دلار به توربین جلوگیری کرد. ABB در تصفیه آب و معدن نقاط قوت منحصر به فردی دارد. یک معدن سنگ آهن برزیلی پس از ادغام درایوهای VFD ABB با DCS خود، مصرف انرژی موتور را ۱۴ درصد کاهش داد. علاوه بر این، ABB بیش از ۱۵ پروتکل فیلدباس قدیمی را پشتیبانی میکند که ارتقاء چند تأمینکننده را سادهتر میکند.
تحلیل هزینه چرخه عمر – هزینههای پنهان در نگهداری و ارتقاء
هزینههای اولیه خرید تنها ۳۰ تا ۴۰ درصد از کل مالکیت در طول ۱۵ سال را تشکیل میدهد. امرسون از نرمافزار مهندسی اختصاصی برای پیکربندی سیستم استفاده میکند. هزینههای سالانه مجوز برای یک کارخانه متوسط به طور متوسط ۴۵,۰۰۰ دلار آمریکا است. با این حال، امرسون قطعات یدکی جهانی را ظرف ۲۴ ساعت به بیش از ۹۰ کشور تحویل میدهد. ABB پلتفرمهای خود را بر پایه چارچوبهای نرمافزاری باز میسازد. یک شرکت آب و فاضلاب فیلیپینی در طول پنج سال با استفاده از معماری باز ABB، ۲۱۰,۰۰۰ دلار در هزینههای اصلاح صرفهجویی کرد. تیمهای داخلی در چهار هفته برنامهنویسی ABB را یاد گرفتند در حالی که برای امرسون دوازده هفته طول کشید. بنابراین کارخانههای پایدار بلندمدت امرسون را ترجیح میدهند در حالی که تأسیسات در حال توسعه ABB را انتخاب میکنند.
اصل انتخاب اصلی – راهحل جهانی وجود ندارد
بسیاری از تیمهای کارخانه تصمیمات تأمینکننده را بدون تحلیل از تأسیسات همتا کپی میکنند. این رویکرد اغلب شکست میخورد. امرسون اولویت را به حداکثر زمان کارکرد و پشتیبانی سریع جهانی میدهد. ABB بر انعطافپذیری عملیاتی و یکپارچگی چند برند تمرکز دارد. انتخاب بهینه بستگی به سه عامل دارد از جمله نوع فرآیند تولید، سطح مهارت نیروی کار و نقشه راه توسعه. تطابق مبتنی بر داده همیشه بهتر از انتخاب بر اساس قالب است.
سناریوهای کاربردی عملی با اعتبارسنجی عددی
سناریو ۱ – توسعه پتروشیمی پالایشگاه بزرگ
یک پالایشگاه ۳۰۰,۰۰۰ بشکه در روز در سنگاپور واحد کراکر پتروشیمی اضافه کرد. مهندسان DCS امرسون را با افزونگی کامل لایهای در تمام حلقههای حیاتی به کار گرفتند. آنها ۴۸ پمپ و ۱۲ راکتور را با نظارت بیسیم ارتعاش امرسون تجهیز کردند. در طول ۲۴ ماه، این تأسیسات ۹۹.۹۹۷ درصد در دسترس بودن سیستم کنترل را ثبت کرد. زمان توقف فرآیند برنامهریزینشده به صفر رسید. پالایشگاه ۸.۳ میلیون دلار آمریکا از ضرر تولید جلوگیری شده را مستقیماً به معماری افزونگی امرسون نسبت داد.
سناریو ۲ – ارتقاء SCADA کارخانه آب شهری
یک کارخانه تصفیه آب در میدوست آمریکا که به ۴۵۰,۰۰۰ نفر خدمات میدهد، به ارتقاء مقرون به صرفه SCADA نیاز داشت. این تأسیسات کنترلرهای هیبریدی PLC/DCS ABB را پذیرفت. تمام درایوهای VFD و تجهیزات الکتریکی موجود از سه تأمینکننده قدیمی حفظ شدند. سازگاری پروتکل قدیمی ABB یکپارچگی کامل را بدون جایگزینی سختافزار فراهم کرد. این پروژه در مقایسه با رویکرد تعویض کامل، ۶۸۰,۰۰۰ دلار صرفهجویی کرد. زمان کارکرد سیستم در ۱۸ ماه ۹۹.۹۸ درصد باقی ماند.
سناریو ۳ – تولید شناورسازی دستهای در مجتمع معدنی
یک معدن مس شیلی روزانه ۸۵,۰۰۰ تن سنگ معدن را از طریق خطوط شناورسازی دستهای پردازش میکرد. مهندسان افزونگی ماژولار ABB را فقط در چهار حلقه کنترل مخلوط کردن و شناورسازی اصلی به کار بردند. تنظیمات کنترل دستی برای ۱۲ بخش کماهمیت کمکی حفظ شد. این طرح سرمایهگذاری کل سیستم کنترل را ۳۵ درصد نسبت به افزونگی کامل کاهش داد. شاخصهای ایمنی فرآیند کلیدی ۲۲ درصد بهبود یافت و هزینه کل پروژه زیر ۱.۲ میلیون دلار آمریکا باقی ماند.
توضیح روند صنعت
ارتقاءهای دیجیتال کارخانههای فرآیندی دیگر به دنبال استقرار انحصاری یک تأمینکننده نیستند. صنعت به سمت پیکربندیهای اتوماسیون سفارشی مبتنی بر سناریو حرکت میکند. امرسون اکنون سازگاری رابط باز خود را برای یکپارچگی چند تأمینکننده بهبود میبخشد. ABB سیستمهای افزونگی با قابلیت اطمینان بالا را برای صنایع فرآیندی سنگین ارتقاء میدهد. در پنج سال آینده تطابق هدفمند سیستمهای هیبریدی به جریان اصلی تبدیل خواهد شد. مهندسانی که هر دو پلتفرم را مسلط باشند بیشترین ارزش را برای تأسیسات خود ایجاد خواهند کرد.
نوشته شده توسط فانگ زکای، مهندس حرفهای متمرکز بر اتوماسیون فرآیند و سیستمهای کنترل برای مشتریان جهانی نفت و گاز.
