Қазіргі заманғы химиялық зауыттардың ерекше басқару қиындықтары
Жоғары тәуекелді өндіріс төтенше сенімділікті талап етеді
Химиялық процестер жанғыш заттарды және үздіксіз ұзақ жұмыс істеуді қамтиды. Көптеген реакция бөлімшелері жылына 8,760 сағат тоқтаусыз жұмыс істейді. Тіпті кішкентай параметр ауытқулары жарылыс немесе улы ағып кетулерге әкелуі мүмкін. Сондықтан басқару жүйелері өте жоғары тұрақтылық пен жылдам жауап беру қабілетін қамтамасыз етуі тиіс.
Дәстүрлі интеграцияланған DCS маңызды әлсіздіктерге ие
Өріс сынақтары дәстүрлі интеграцияланған DCS жыл сайын 6,2% күтпеген тоқтап қалуларға ұшырайтынын көрсетті. Орталықтандырылған логика негізгі контроллерлер істен шыққанда бүкіл желінің тоқтауына әкеледі. Ескі платформалар үлкен деректерді талдау немесе интеллектуалды ерте ескерту жүйелерін қолдай алмайды. Сонымен қатар, нашар үйлесімділік PLC интеграциясының сәтсіздігін 11,7% дейін арттырады.
Жаһандық стандарттар SIL 3 сәйкестігін талап етеді
Барлық химиялық басқару жобалары IEC 61508 және IEC 61511 стандарттарына сәйкес болуы керек. Жоғары тәуекелді реакция бөлімдері SIL 3 сертификатталған басқару платформаларын талап етеді. Сонымен қатар, зауыт иелері ұзақ мерзімді қосалқы бөлшектер шығындарын төмендетуді қалайды. Таратылған интеллектуалды DCS қазіргі уақытта жаңа нысандар үшін жалғыз сәйкестендірілген таңдау болып табылады.
ABB таратылған интеллектуалды DCS архитектурасындағы негізгі инновациялар
Үш қабатты физикалық дизайн бір нүктелі ақауларды жояды
Шешім өріс басқару қабаты, шеткі есептеу қабаты және мониторинг қабатынан тұрады. Жергілікті процесс басқару орталық сервер басқаруынан бөлінген. Өріс контроллерлері орталық хост офлайн болғанда да тәуелсіз жұмыс істейді. Бұл дизайн орталықтандырылған DCS-ке қарағанда бір нүктелі ақау тәуекелін 92% төмендетеді.
Химиялық процестердің ерекше жағдайлары үшін алдын ала енгізілген логика
ABB полимеризация және дистилляцияға арналған арнайы басқару алгоритмдерін алдын ала жүктейді. Жүйе PID параметрлерін қолмен жұмыссыз автоматты түрде реттейді. Ол реакция қазанындағы кенет материал концентрациясының өзгерістеріне бейімделеді. Сонымен қатар, пайдаланушылар арнайы шеберхана процестері үшін логиканы баптай алады.
Бір платформа барлық зауыт автоматтандыру активтерін қосады
DCS бір платформада DCS, PLC және TSI жүйелерін біріктіреді. Құрылымына кіріктірілген әмбебап протоколдар сегіз түрлі өріс аспаптарын қосады. Жүйе байланысты TSI модульдері арқылы компрессордың діріл деректерін нақты уақытта жинайды. Нәтижесінде, зауыт автоматтандырудағы барлық деректер оқшаулануын жояды.
Бәсекелес DCS және PLC шешімдеріне қарағанда сандық артықшылықтар
Ең жылдам ақау ауыстыру өндірісті тоқтатпайды
ABB ыстық артық контроллерлері үздіксіз ауыстыруды тек 35 миллисекундта орындайды. Бұл жылдамдық негізгі бәсекелес DCS орташа көрсеткішінен 65% жылдам. Толық жүктемелі контроллер ауыстыру сынақтарында процесс параметрлерінің ауытқуы болмайды. Менің нысан деректерім 24 ай үздіксіз кезеңде өндірістік ауытқуларды көрсетпейді.
Шеткі есептеу желі жүктемесін айтарлықтай төмендетеді
Жергілікті шеткі түйіндер нақты уақыттағы өріс деректерінің 70%-ын сайтта өңдейді. Бұл орталық өнеркәсіптік Ethernet трафигін тұрақты түрде 68% төмендетеді. Жүйе дәстүрлі DCS-ке қарағанда 2,3 секунд ертерек ақаулы процесс дабылдарын шығарады. Сонымен қатар, ол уақытша желі үзілісі кезінде офлайн автоматты басқаруды қолдайды.
Бес жылдық қызмет көрсету шығындарын үнемдеу расталды
ABB біріккен инженерлік бағдарламалық қамтамасыз ету бағдарламалауды 42% жеңілдетеді. Қашықтан ақау диагностикасы жыл сайынғы жергілікті техникалық қызмет көрсету жиілігін 47% төмендетеді. Ашық модульдік дизайн жүйенің қызмет мерзімін 15 жылға немесе одан да көпке ұзартады. Жалпы бес жылдық автоматтандыру операциялық шығындары дәстүрлі орталықтандырылған DCS-ке қарағанда 27% төмен.
Таратылған DCS үздіксіз процестер үшін жеке PLC-ден озық
Жеке PLC дискретті партиялы өндіріс үшін жарамды, бірақ үздіксіз желілерге сай емес. PLC жүйелерінде шеберханалар арасында біріккен жоспарлау жоқ. Алайда, ABB таратылған DCS бір секунд ішінде шеберханадан шеберханаға байланыс орнатады. Сондықтан ол 24/7 химиялық үздіксіз өндіріс үшін жақсырақ шешім.
15 жылдық жобалардан алынған өріс тәжірибесі мен сала түсініктері
Ескі химиялық зауыттарды жаңарту кезінде жиі кездесетін қате
Көптеген зауыт басшылары ескі платформаларды толық ауыстыруды таңдайды. Толық қайта құру 7-ден 15 күнге дейін өндірістің тоқтауына әкеледі. Жоба тәжірибесіне сүйенсек, кезең-кезеңмен көшу ең үнемді тәсіл. Түйіндерді біртіндеп ауыстыру жаңарту кезінде тоқтаусыз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.
Процесс басқару жүйелерінің келесі буыны
Болашақ DCS өнеркәсіптік ЖИ және цифрлық егіздермен терең интеграцияланады. Болжаушы басқару пассивті кейінгі дабыл өңдеуді алмастырады. Мен химиялық зауыттарға DCS жаңарту кезінде ЖИ кеңейту интерфейстерін резервтеуді ұсынамын. Бұл дайындық үш жыл ішінде екінші қайта құру шығындарын болдырмайды.
Екі толық өріс жағдайы және жұмыс деректері
1-жағдай – Таза химиялық дистилляция шеберханасының DCS жаңартуы
Жоба фоны: Жылына 300,000 тонна өнім шығаратын таза химиялық зауытта қысымның жиі ауытқулары болды. Ескі орталықтандырылған DCS жаңартудан бұрын бір жылда 14 жоспарланбаған тоқтаулар тіркелді.
Қолданылған шешім: Инженерлер әр дистилляция мұнарасына ABB System 800xA таратылған басқару түйіндерін орнатты. Инвестиция шығындарын үнемдеу үшін бастапқы PLC және аспап жабдықтары сақталды.
Жұмыс нәтижелері: Жаңартудан кейін процесс ауытқу деңгейі 8,1%-дан 0,9%-ға төмендеді. Жылдық жоспарланбаған тоқтаулар нөлге дейін азайды, жылдық өнім көлемі 11,3% өсті.
2-жағдай – Қауіпті химиялық реакция шеберханасының толық интеллектуалды жаңартуы
Жоба фоны: Жоғары тәуекелді реакция шеберханасы SIL 3 қауіпсіздік басқаруын жаңартуды талап етті. Қолданыстағы аралас PLC жүйесі жаңа қауіпсіздік талаптарына сай келмеді.
Қолданылған шешім: Инженерлер интеллектуалды дабыл жүйесі бар толық таратылған артық басқару желісін құрды. Олар жоғары температура және жоғары қысым тәуекелдері үшін нақты уақыттағы интерлок логикасын қосты.
Жұмыс нәтижелері: Оператордың қолмен бақылау жұмысы 51% азайды. Күнделікті жұмыста ықтимал қауіптерді анықтау тиімділігі 73% артты.
Қорытынды және ұсынылатын қолдану салалары
ABB таратылған интеллектуалды DCS жоғары тәуекелді химиялық өндірістің негізгі мәселелерін шешеді. Ол қауіпсіздік, тұрақтылық, жауап беру жылдамдығы және қызмет мерзімі шығындары бойынша айқын артықшылықтарды көрсетеді. Бұл шешім таза химиялық, қауіпті химиялық және мұнай-химия үздіксіз шеберханаларына жарайды. Сондай-ақ, ол ескі зауыттарды жаңарту және жаңа жасыл алаңдарды автоматтандыру үшін қолайлы.
Мұнай, газ және химия өнеркәсібі үшін PLC және DCS шешімдеріне маманданған өнеркәсіптік автоматтандыру инженері Гу Цзинхунг жазған.
