Арнайы өндірістік ортада стандартты DCS үлгілерінің сәтсіздікке ұшырауының себептері
Көптеген DCS жеткізушілері әмбебап бағдарлама үлгілерін ұсынады. Бұл модульдер стандартты құрастыру желілері үшін жақсы жұмыс істейді. Алайда, жаңа энергия материалдары мен фармацевтика сияқты арнайы салалар ерекше өндіріс жұмыс үрдістерін ұстанады. Стандартты DCS сценарийлері икемді параметр өзгерістерін немесе тапсырыс бойынша құлыптау ережелерін өңдей алмайды. Өнеркәсіп деректері бойынша стандартқа сай емес процестердегі ақаулардың 62%-ы DCS логикасының сәйкес келмеуінен туындайды. Қатаң әдепкі бағдарламалар тиімділікті төмендетіп, оператор қателіктерін көбейтеді.
Тапсырыс бойынша DCS сценарийлері ерекше процестерге бағытталған басқаруды қамтамасыз етеді
Тапсырыс бойынша DCS логикасын жазу нақты процесс мәселелерін шешеді. Жалпы бағдарламалардан айырмашылығы, бұл сценарийлер өріс ерекшеліктерін негізгі жобалау кірісі ретінде алады. Инженерлер басқару жүйелері мен өндіріс рецептері арасында бір-біріне сәйкес келуді қамтамасыз етеді. Кәсіби автоматтандыру мамандары IEC 61131-3 тілдерін пайдаланады. Олар FBD, ST және SCL көмегімен модульдік сценарийлер құрады. Бұл сценарийлер күрделі жабық циклді басқаруды жеке оңтайландыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, олар болашақ процесс жаңартуларына орын қалдырады. Өріс деректері тапсырыс бойынша сценарийлердің процесс сәйкестігінің дәлдігін 90%-дан астам жақсартатынын растайды.
Жоғары сапалы тапсырыс бойынша DCS сценарийлерін әзірлеудің стандартталған логикасы
Әзірлеушілер ISA-95 интеграция стандарттарын ұстануы тиіс. Олар күрделі стандартқа сай емес процестерді тәуелсіз функционалдық блоктарға бөледі. Әрбір сценарий модулі бір басқару тапсырмасын орындайды. Бұл тәсіл бағдарламалық байланысты айтарлықтай азайтады. Модульдік дизайн техникалық қызмет көрсету мен қайталау шығындарын шамамен 40%-ға төмендетеді. Инженерлер орнату алдында үш деңгейлі симуляция тесттерін өткізеді. Нәтижесінде, сценарий тұрақтылығы үздіксіз өндірісте 99,8%-ға жетеді. Барлық тапсырыс бойынша бағдарламалар деректерді қадағалауды және қашықтан параметрлерді өзгерту мүмкіндігін қолдайды.
Тапсырыс бойынша логика динамикалық және сызықсыз процесс өзгерістерін шешеді
Стандартқа сай емес өндіріс көбінесе нақты уақыттағы процесс ауытқуларын қамтиды. Стандартты DCS логикасы динамикалық параметр өзгерістеріне жауап бере алмайды. Мысалы, литий батарея материалдарын өндіруде азықтандыру қатынастары өзгермелі болуы керек. Тапсырыс бойынша сценарийлер нақты тығыздық деректеріне негізделген қатынастарды реттейді. Олар сондай-ақ процесс ақаулары үшін иерархиялық қауіпсіздік құлыптарын орнатады. Сонымен қатар, тапсырыс бойынша логика артық ескертулерді ақылды түрде сүзгіден өткізеді. Бұл күнделікті операцияларда жарамсыз ескертулерді 83%-ға азайтады. Осылайша, зауыттар жалған процесс ескертулерінен туындайтын қажетсіз жабылулардан аулақ болады.
Тапсырыс бойынша DCS сценарийлерін қолданудың болашақ тенденциялары
Дәстүрлі PLC және DCS бекітілген кітапханалары жаңарту талаптарына сай емес. Орта және жоғары деңгейдегі өндірушілер қазір процесс-адаптивті басқару жүйелерін басымдыққа алады. Кең өріс тәжірибесіне негізделген жеңіл салмақты тапсырыс бойынша сценарий жазу айқын тренд болып табылады. Бұл толық жүйені ауыстырудың жоғары шығынын болдырмайды. Сонымен қатар, минималды үзіліспен дәл процесс үйлестіруді қамтамасыз етеді. Қосымша, тапсырыс бойынша сценарийлер өнеркәсіптік IoT жүйелерімен бірге интеллектуалды баптауды жүзеге асырады. Тапсырыс бойынша DCS логикасын қолданатын кәсіпорындар өндіріс икемділігін 15-20% арттырады. Бұл техникалық жаңарту ерекшеленетін өндіріс үшін негізгі артықшылыққа айналады.
Расталған деректері бар нақты өндірістік жағдайлар
1-жағдай – жаңа энергия материалының сіңдіру процесі
Литий темір фосфаты өндірушісі ерекше сіңдіру ережелеріне тап болды. ABB DCS әдепкі логикасы көпсекциялық температура байланысын қамтамасыз ете алмады. Бұл ай сайын өнімнің 12% сәйкессіздігіне әкелді. Техникалық команда арнайы ST тіліндегі тапсырыс бойынша сценарийлерді әзірледі. Бұл сценарийлер пеш қысымына негізделген динамикалық температура компенсациясын қосты. Орнатудан кейін өнімнің сәйкестігі 88%-дан 99,2%-ға дейін өсті. Жоспарланбаған тоқтаулар үш ай ішінде 82%-ға азайды. Қалдық пен қайта өңдеуді азайту арқылы жылдық үнем шамамен 470 000 долларды құрады.
2-жағдай – нәзік фармацевтикалық партиялық өндіріс
Биофармацевтикалық компания стерильді партиялық жұмыс үрдістерін енгізді. Siemens PCS 7 стандартты логикасы уақыт бойынша өзгеретін азықтандыру тізбегіне бейімделе алмады. Тапсырыс бойынша DCS сценарийлері стерилизация және азықтандыру құлыптау логикасын қосты. Сондай-ақ әртүрлі партия формулалары үшін автоматты параметр құлыптау мүмкіндігін берді. Бұл өзгеріс қолмен жасалатын қателіктерді 90%-ға азайтты. Партияның жарамдылық көрсеткіштері тұрақты түрде 10,5%-ға өсті. Зауыт инвестицияны толықтай сегіз ай ішінде қайтарды.
3-жағдай – арнайы химиялық реакторды басқару
Арнайы химиялық өндіруші экзотермиялық реакцияның тұрақсыздығымен күресті. Honeywell DCS стандартты логикасы әр 15 партияда температураның асып кетуіне себеп болды. Тапсырыс бойынша сценарийлер нақты уақыттағы калориметрияға негізделген алдын ала басқаруды енгізді. Қолданғаннан кейін температура ауытқулары ±8°C-тан ±1,5°C-қа дейін төмендеді. Партия цикл уақыты 18%-ға қысқарды. Бұл шешім алғашқы жылы үш ықтимал апатты жағдайдың алдын алды.
Стандартқа сай емес процестерді автоматтандыруға арналған практикалық шешімдер
Егер процессіңізде динамикалық қатынастар, сызықсыз жауаптар немесе күрделі құлыптау ережелері болса, тапсырыс бойынша сценарийлерді таңдаңыз. Сондай-ақ стандартты үлгілер жиі ескертулер немесе жоспарланбаған тоқтаулар тудырса, тапсырыс бойынша логиканы қарастырыңыз. Қолданыстағы DCS логикасын кәсіби аудит жүргізу сәйкес келмейтін модульдерді анықтауға көмектеседі. Содан кейін инженерлер тек қажетті басқару блоктарын қайта құра алады.
Біріншіден, стандартқа сай емес процесті тәуелсіз функционалдық қадамдарға бөліңіз. Екіншіден, IEC 61131-3 тілдерін пайдаланып модульдік сценарийлер әзірлеңіз. Үшіншіден, модульдік, интеграциялық және жүйелік деңгейлерде симуляция тесттерін жүргізіңіз. Төртіншіден, бастапқы логиканың параллель сақтық көшірмесімен біртіндеп енгізіңіз. Соңында операторларды жаңа параметрлерді реттеу процедураларына үйретіңіз. Бұл құрылымдық тәсіл өндірістік үзілістерді азайтып, инвестиция қайтарымын арттырады.
Мұнай, газ және химия өнеркәсібі үшін PLC және DCS шешімдеріне маманданған өнеркәсіптік автоматтандыру инженері Гу Цзинхун жазған.
