Sistema di controllo distribuito DeltaV

Il sistema di controllo distribuito (DCS) DeltaV™, sviluppato da Emerson, è una piattaforma di automazione dei processi moderna e altamente integrata progettata per aiutare le imprese industriali a ottimizzare le prestazioni operative, ridurre i rischi di progetto e migliorare l'efficienza e la sicurezza della produzione. Rinomato per la sua facilità d'uso, flessibilità e affidabilità, il sistema è ampiamente utilizzato nelle industrie di processo come petrolio e gas, prodotti chimici, prodotti farmaceutici, produzione di energia e alimenti e bevande.

Integrando tecnologie predittive avanzate, algoritmi di controllo intelligenti e un'interfaccia uomo-macchina (HMI) intuitiva, DeltaV DCS consente una connettività efficiente tra personale, processi e produzione. La sua filosofia di progettazione principale è la 'semplificazione', che mira a ridurre la complessità ingegneristica, diminuire i tempi di implementazione e fornire supporto e ottimizzazione continui durante l'intero ciclo di vita dell'impianto.

Caratteristiche principali del sistema

1. Ingegneria e configurazione semplificate

Il sistema DeltaV utilizza un ambiente ingegneristico unificato che integra allarmi, controllo batch, controllo avanzato, sistemi di sicurezza e registrazione dei dati storici. Gli utenti possono configurare rapidamente il sistema utilizzando modelli pronti all'uso e librerie di configurazione modulari, riducendo significativamente gli sforzi e i tempi di progettazione senza richiedere conoscenze specialistiche approfondite.

2. Tecnologia di marshalling elettronico

I metodi tradizionali di cablaggio degli I/O spesso richiedono un cablaggio incrociato esteso nei quadri elettrici. La tecnologia di marshalling elettronico di DeltaV consente di posare i cavi sul campo indipendentemente dal tipo di segnale o dalla strategia di controllo. Ciò disaccoppia la progettazione del processo dalla progettazione dell'infrastruttura I/O, facilitando notevolmente le modifiche in fase avanzata e riducendo al minimo gli sforzi di riprogettazione e ricablaggio.

3. Interfaccia operatore intuitiva e progettazione incentrata sull'uomo (HCD)

Il sistema DeltaV adotta un approccio Human-Centered Design (HCD), fornendo interfacce operatore intuitive e personalizzabili. Gli operatori possono accedere rapidamente a informazioni critiche, identificare situazioni anomale e intraprendere le azioni appropriate. Il sistema supporta anche la grafica HTML5, consentendo un utilizzo senza interruzioni su vari dispositivi come desktop, tablet e smartphone, migliorando la flessibilità operativa e la reattività.

4. Applicazioni di controllo avanzato integrate

DeltaV include applicazioni di controllo avanzate integrate come il controllo predittivo del modello (MPC), la sintonizzazione adattiva, il controllo della rete neurale e il controllo della logica fuzzy. Queste applicazioni vengono eseguite direttamente nel controller senza configurazione aggiuntiva o mappatura dei dati, migliorando significativamente le prestazioni del circuito di controllo, riducendo la variabilità del processo e migliorando la qualità e la produttività del prodotto.

5. Gestione completa degli allarmi

Il sistema fornisce gestione e analisi degli allarmi integrate, inclusa la soppressione dinamica degli allarmi, informazioni di aiuto sugli allarmi, classificazione degli allarmi e audit trail. Gli operatori possono rispondere rapidamente in base alla priorità dell'allarme, allo stato e all'area di responsabilità, evitando errori operativi dovuti al sovraccarico dell'allarme.

6. Storici integrati

DeltaV offre molteplici opzioni di cronologia, tra cui Continuous Historian, Advanced Continuous Historian e Enterprise Historian. Questi strumenti catturano accuratamente eventi di sistema, allarmi e azioni degli utenti e si integrano perfettamente con piattaforme dati aziendali come OSIsoft PI Server, supportando un'analisi dei dati e un processo decisionale efficienti.

7. Supporto alle operazioni mobili

Con DeltaV Mobile, gli utenti possono visualizzare dati di processo, tendenze, allarmi e informazioni sui lotti in tempo reale su dispositivi mobili, consentendo il monitoraggio e la collaborazione remota, migliorando così la flessibilità operativa e le capacità di risposta.

8. Supporto per la virtualizzazione e la simulazione

DeltaV Virtual Studio supporta l'implementazione, il test e la formazione dei sistemi di controllo in un ambiente virtuale. La convalida della logica di controllo e la formazione degli operatori possono essere completati senza hardware fisico, riducendo significativamente i rischi e i costi del progetto.

9. Sicurezza e protezione della rete

Il sistema DeltaV è certificato ISASecure SSA Level 1 ed è conforme agli standard IEC 62443. Incorpora più livelli di protezione della sicurezza, tra cui segmentazione della rete, blocco delle porte, autenticazione dell'utente, rilevamento delle intrusioni e gestione automatizzata delle patch, garantendo che il sistema di controllo sia protetto dalle minacce informatiche.

10. Controllo del processo batch

Basato sullo standard ISA S88, DeltaV Batch fornisce una soluzione batch completamente integrata che supporta la gestione delle ricette, l'allocazione delle apparecchiature, la previsione della qualità in tempo reale e il reporting automatizzato. È adatto per un'ampia gamma di processi batch, dagli impianti pilota alle linee di produzione complesse.

Principi e architettura del sistema

1. Architettura di controllo distribuito

Il DCS DeltaV adotta un'architettura di controllo distribuito, decentralizzando le funzioni di controllo su più controller, ciascuno responsabile di un'area o unità specifica. Questa architettura migliora l'affidabilità e la flessibilità del sistema: un guasto in un controller non influisce sull'intero sistema.

2. Database e ambiente di progettazione unificati

Il sistema utilizza un database globale unificato per gestire tutte le informazioni di configurazione, eliminando i problemi di mappatura dei dati tra più database. Strumenti di progettazione come DeltaV Explorer, Control Studio e Diagnostics forniscono una visualizzazione completa del sistema e funzionalità di debug online, supportando sia la configurazione locale che remota.

3. Integrazione dei dispositivi di campo intelligenti

DeltaV supporta più protocolli di comunicazione, tra cui HART, FOUNDATION Fieldbus, WirelessHART, Profibus e DeviceNet, consentendo l'integrazione plug-and-play con dispositivi di campo intelligenti. Lo stato del dispositivo e le informazioni diagnostiche possono essere caricate direttamente nel sistema di controllo, supportando la manutenzione predittiva e l'ottimizzazione in tempo reale.

4. Marshalling elettronico e flessibilità I/O

Attraverso la tecnologia CHARM (Moduli di Caratterizzazione), DeltaV consente la terminazione I/O indipendente dal tipo di segnale. Gli utenti possono connettere qualsiasi tipo di segnale in qualsiasi luogo, supportando l'implementazione di I/O distribuiti e riducendo significativamente i costi di cablaggio e i tempi di installazione.

5. Controller e piattaforme hardware

DeltaV offre molteplici opzioni di controller, inclusi controller serie M, serie S e PK, che supportano hot-swap, ridondanza e I/O wireless. Il controller PK è particolarmente adatto per sistemi skid su piccola scala e può funzionare in modo autonomo o integrarsi perfettamente in un sistema DeltaV a livello di impianto.

6. Sicurezza informatica e affidabilità

Il sistema isola completamente la rete di controllo dalla rete aziendale, utilizzando switch intelligenti e firewall per impedire l'accesso non autorizzato. Le funzionalità di sicurezza integrate includono l'autenticazione dell'utente, il controllo delle operazioni e il controllo dell'integrità dei file, garantendo la stabilità del sistema anche in caso di minacce informatiche.

7. Ambiente di simulazione e formazione

DeltaV Simulate fornisce funzionalità complete di simulazione del sistema di controllo, supportando il funzionamento virtuale di controller, I/O e logica SIS. Può essere utilizzato per la convalida della strategia di controllo, la formazione degli operatori e il test del sistema, migliorando significativamente le percentuali di successo e la sicurezza dei progetti.

Riferimento: https://www.emerson.com/documents/automation/brochure-deltav-dcs-platform-deltav-en-7217850.pdf