Деректерге негізделген DCS өнімділігін салыстыру: ABB 800xA мен Emerson DeltaV химиялық процесті автоматтандыру үшін
Неліктен химиялық зауыттарға DCS таңдау үшін нақты деректер қажет
Химиялық процесті автоматтандыру жоғары тәуекел мен үздіксіз өндіріс циклдері жағдайында жұмыс істейді. Жарылғыш және коррозиялық орта қатаң өнеркәсіптік басқару жүйесінің стандарттарын талап етеді. Бір ғана DCS ақауы үлкен өндіріс шығындары мен ауыр қауіпсіздік оқиғаларына әкелуі мүмкін. Сондықтан зауыт иелері теориялық сипаттамалардан гөрі өлшенетін операциялық көрсеткіштерге басымдық береді. Химиялық автоматтандыру саласында екі жетекші DCS платформасы бар: ABB 800xA және Emerson DeltaV. Бұл талдау нақты жоба деректерін пайдаланып, олардың негізгі қолдану құндылығын салыстырады. Жалпы шолулардан аулақ болып, зауыттарға мақсатты автоматтандыру таңдауына көмектеседі.
Дизайн философиясы: екі түрлі даму жолы
ABB 800xA-ны ірі көлемді интеграцияланған процесс және энергияны біріктіру қолданбалары үшін әзірледі. Платформа көп жүйелі бірлескен басқаруды негізгі дизайн мақсаты ретінде қарастырады. Ол процесс басқару, электрлік қорғау жүйелері және турбина қадағалау аспаптарын тікелей байланыстырады. Emerson DeltaV-ны икемді партиялық өңдеу және нәзік химиялық процесті оңтайландыруға бағыттап жасады. Жүйе инженерлік логиканы жеңілдетеді және автоматтандыру операциясының кедергілерін төмендетеді. Сонымен қатар, DeltaV Emerson-ның толық стек ақылды өріс құрылғыларымен терең интеграцияланады. Бұл дизайн ерекшеліктері өріс өнімділігінде айқын айырмашылықтар туғызады. Бір DCS платформасы барлық химиялық жағдайларда оңтайлы нәтижеге жете алмайды.
Нақты уақыттағы басқару және тұрақтылық: өрісте дәлелденген өнімділік деректері
Басқару тұрақтылығы химиялық зауыттарда ұзақ мерзімді өндіріс қуатын тікелей анықтайды. Тәуелсіз өріс сынақтары ABB 800xA-ның 10 мс тұрақты басқару циклін орындайтынын растайды. Жүйе 10,000-нан астам I/O нүктелері бар толық жүктеме жағдайында нөлдік діріл сақтайды. Шведтік Kemira химиялық зауыты бұл кедергілерге қарсы қабілетті нақты операцияда растады. Желідегі ақаудан кейін зауыт 15 минут ішінде толық қуат пен процесс басқаруын қалпына келтірді. Бұл шамамен €2.3 миллион потенциалды тоқтап қалу шығындарын үнемдеді. Дәстүрлі DCS жүйелері ұқсас ақауды қалпына келтіру үшін әдетте екі-үш сағат қажет етеді. Emerson DeltaV икемді партиялық өндіріс үшін реттелетін 20 мс циклмен жұмыс істейді. Ол нәзік химиялық қолданбаларда кіші параметрлік түзетулерге жылдамырақ жауап береді. Алайда, DeltaV өте жоғары I/O толық жүктеме жағдайында аздап кешігу көрсетеді, 15,000 I/O нүктесінде өлшенген кешігу 8% ұлғаяды.
Өндіріс қуатын арттыру: расталған өнімділік жақсартулары
Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелері нақты өндіріс тиімділігін арттыруды көрсетуі тиіс. Латын Америкасындағы CMC өндірушісі Amtex партиялық басқару үшін ABB 800xA-ны қабылдады. Зауыттың толық процесс автоматтандыруы жалпы өндіріс өнімділігін 35 пайызға арттырды. Жылдық өнім көлемі 42,000 метрлік тоннадан 56,700 метрлік тоннаға дейін өсті. Стандартталған басқару логикасы қолмен процесс айнымалыларының ауытқуын толығымен жойды. Emerson DeltaV нәзік химиялық реакция кезеңдерін оңтайландыруда үздік. Covestro DeltaV-ны полиэстер реакторлары үшін модельдік болжамды басқарумен енгізді. Шешім әр партия реакция уақытын 12 минутқа қысқартты. Жылына 1,800 партия өндірісімен бұл 360 өндіріс сағатын үнемдеп, жылдық өткізу қабілетін бір пайызға арттырды, бұл 2,800 метрлік тоннаға тең. Сондай-ақ, рефлюкс суын тұтынуды жылына 18,000 текше метрге азайтып, жалпы химиялық өндіріс шығындарын €420,000-ға төмендетті. Synthomer-дің полимер өндіріс желісі DeltaV ақылды басқару модульдерін пайдаланып, материалдық қалдықтарды азайтты, сапасыз өнімді жылына 4.2%-дан 1.8%-ға дейін төмендетті.
Интеграция және масштабталу: жүйелер арасындағы үйлесімділік
Ірі химиялық парктерді кеңейту DCS-тен күшті салалар аралық масштабталуды талап етеді. ABB 800xA қуат және процесс автоматтандыру жүйелерінің бір терезе арқылы интеграциясын қолдайды. Ол мұнайхимия, көмір химиясы және энергияны біріктіру жобаларына мінсіз бейімделеді. Француз Arkema зауыты өзінің ескі Emerson Provox жүйесін ABB 800xA-ға ауыстырды. Жаңа DCS бір уақытта сегіз өндірістік шеберхананы біріккен басқаруға мүмкіндік беріп, операторлық станцияларды 24-тен 9-ға дейін азайтты. Emerson DeltaV өріс желілік құрылғыларды интеграциялау және модульдік кеңейту бойынша үздік. Nexen Chemical DeltaV-ны енгізіп, 3,5 жыл үздіксіз жұмыс кезінде жоспарланбаған тоқтауларды нөлге түсірді. Оның модульдік дизайны ескі нәзік химиялық зауыттар үшін кезеңдік жаңартуларды қолдайды. Германиядағы арнайы химиялық зауыттағы соңғы жаңарту 2,400 жаңа I/O нүктесін 72 сағат жоспарланған тоқтау уақытымен қосты. Дегенмен, DeltaV жоғары вольтты қуат жүйесін тікелей басқаруды қолдамайды, 11 кВ және одан жоғары интеграция үшін үшінші тарап шлюздерін қажет етеді.
Операция және техникалық қызмет көрсету: нақты шығындар мен тиімділікті салыстыру
DCS операциясы мен техникалық қызмет көрсету шығындары зауыт автоматтандыру өмірлік циклінің 60 пайызын құрайды. DeltaV-ның визуалды графикалық интерфейсі инженердің үйрену уақытын 40 пайызға қысқартады. Жаңа инженерлер 10 апта орнына 6 аптада өнімді болады. Ол күнделікті параметр конфигурациясы үшін күрделі кодтауды қажет етпейді. Орындау топтары DeltaV көмегімен күнделікті ақауларды 30 пайыз жылдамырақ шешеді, орташа есеппен әр оқиғаға 45 минут жұмсайды, ал ескі жүйелерде 64 минут. ABB 800xA көп жүйелі байланыс ақауларын түзету үшін кәсіби оқытуды талап етеді, әдетте 80 сағат сыныптық сабақ. Дегенмен, ол ірі зауыттарда жылдық жүйе ақауларының санын 28 пайызға төмендетеді. 12 ірі мұнайхимиялық нысанның деректері ABB 800xA-ның жылына орташа 0.7 жоспарланбаған тоқтауы бар екенін, ал бәсекелес платформаларда бұл көрсеткіш 1.9 екенін көрсетеді. Ұзақ мерзімді операциялық деректер 800xA-ның жалпы жөндеу шығындарын айтарлықтай төмендететінін дәлелдейді. 10 жылдық өмірлік цикл шығындарын талдау ABB 800xA-ның техникалық қызмет көрсету және қосалқы бөлшектерге €1.8 миллион үнемдегенін көрсетті. Платформа бастапқы инвестицияның жоғары болуын ұзақ мерзімді операциялық тұрақтылықпен теңестіреді.
Автордың техникалық талдауы: ерекшеленген таңдау стратегиясы
15 жылдық DCS инженерлік тәжірибесімен мен нақты таңдау ережелерін ұсынамын. Ірі мұнайхимиялық және энергия химиялық парктер ABB 800xA-ны таңдауы тиіс. Оның өте жоғары тұрақтылығы мен салалар аралық интеграциясы парк бойынша тоқтаулар тәуекелін болдырмайды. Қуат өндіру немесе 10,000+ I/O нүктесі бар нысандар үшін ABB 3 жыл ішінде өлшенетін инвестиция қайтарымын қамтамасыз етеді. Нәзік химиялық, полимер және партиялық өңдеу зауыттары Emerson DeltaV-ға жақсырақ сәйкес келеді. Айына 50+ өнім ауыстыруы бар нысандар DeltaV-ның икемді оңтайландыруынан ең көп пайда көреді. Оның төмен техникалық қызмет көрсетуі көптүрлі өндіріс режимдерін тиімді қолдайды. Қазіргі өнеркәсіптік автоматтандыру тенденциялары ақылды және төмен көміртекті басқару стратегияларын баса көрсетеді. Екі бренд те қазір AI оңтайландыру функцияларын дамытып жатыр, бірақ әртүрлі қолдану бағыттарына назар аударады. ABB интеграцияланған коммуналдық қызметтер бойынша болжамды техникалық қызмет көрсету мен энергияны оңтайландыруға басымдық береді. Emerson партиядан партияға үйрену және нақты уақыттағы өнімділік болжамына көңіл бөледі. Кәсіпорындар DCS түрін өндіріс көлемі мен процесс ерекшеліктеріне сәйкес таңдауы керек.
Расталған өнеркәсіптік қолдану жағдайлары
1-жағдай: Kemira химиялық энергияны біріктіру зауытының ABB 800xA-мен жаңартылуы
Шведтік Kemira химиялық зауыты энергия және процесс интеграциясы үшін ABB 800xA-ны қабылдады. DCS 132 кВ электр желісі мен өндіріс желілері арасында нақты уақыттағы байланысты қамтамасыз етті. Желідегі кенеттен қуат үзілу кезінде жылдам ақау қалпына келтіруді жүзеге асырды. Зауыт тұрақты DCS басқаруы арқылы €2.3 миллион тоқтап қалу шығындарын болдырмады. Ұзақ мерзімді операциялық деректер 3 жыл ішінде жыл сайын нөлдік ірі басқару жүйесі ақауларын көрсетті. Жүйе 8,400 I/O нүктесін 99.996% жұмыс уақытымен бақылайды.
2-жағдай: Covestro полиэстер өндірісін Emerson DeltaV APC-мен оңтайландыру
Әлемдік химиялық көшбасшы Covestro Шанхайдағы зауытында DeltaV MPC ақылды басқару модульдерін енгізді. Жоба полиэстер реакторларының дистилляция және реакция процестерін оңтайландырды. Әр партия өндіріс циклі 12 минутқа қысқарды. Жылдық өндіріс өткізу қабілеті бір пайызға артты, бұл 2,800 метрлік тонна полиэстер шайырына тең. Су мен бу қалдықтары тиісінше 18,000 текше метр және 2,400 метрлік тоннаға азайды. Жүйенің ақылды дабыл функциясы адамдық операциялық қателіктерді 35 пайызға төмендетіп, жылына 48 есептелген қатеден 31-ге дейін азайтты.
3-жағдай: Amtex CMC өндіріс қуатын ABB 800xA партиялық басқарумен арттыру
Латын Америкасының ең ірі CMC өндірушісі Amtex Колумбиядағы зауытында толық автоматтандыру жүйесін жаңартты. Зауыт партиялық басқару мен процесс бақылау үшін ABB 800xA-ны қабылдады. Стандартталған автоматты басқару қолмен операция ауытқуларын толығымен жойды. Кәсіпорын жалпы өндіріс қуатын 35 пайызға арттырып, жылдық көлемін 42,000-нан 56,700 метрлік тоннаға дейін жеткізді. Өнімнің сәйкестік деңгейі 99.8 пайызға дейін өсті, процесс айнымалылары тұрақты болды. Барлық реакторларда партиялық цикл уақытының тұрақтылығы ±18 минуттан ±3 минутқа жақсарды.
PLC, DCS және мұнайхимиялық қолданбаларға арналған халықаралық өнеркәсіптік басқару брендтері бойынша тәжірибесі бар автоматтандыру инженері Сонг Минъюань жазған.
