DeltaV gedistribueerd besturingssysteem

Het DeltaV™ Distributed Control System (DCS), ontwikkeld door Emerson, is een modern, sterk geïntegreerd procesautomatiseringsplatform dat is ontworpen om industriële ondernemingen te helpen de operationele prestaties te optimaliseren, projectrisico's te verminderen en de productie-efficiëntie en veiligheid te verbeteren. Het systeem staat bekend om zijn gebruiksgemak, flexibiliteit en betrouwbaarheid en wordt veel gebruikt in procesindustrieën zoals de olie- en gasindustrie, de chemische industrie, de farmaceutische industrie, de energieopwekking en de voedingsmiddelen- en drankenindustrie.

Door geavanceerde voorspellende technologieën, intelligente besturingsalgoritmen en een intuïtieve mens-machine-interface (HMI) te integreren, maakt de DeltaV DCS efficiënte connectiviteit tussen personeel, processen en productie mogelijk. De kernontwerpfilosofie is 'vereenvoudiging', gericht op het verminderen van de technische complexiteit, het verkorten van de implementatietijd en het bieden van continue ondersteuning en optimalisatie gedurende de gehele levenscyclus van de fabriek.

Belangrijkste systeemfuncties

1. Vereenvoudigde engineering en configuratie

Het DeltaV-systeem maakt gebruik van een uniforme technische omgeving die alarmen, batchcontrole, geavanceerde controle, veiligheidssystemen en historische datalogging integreert. Gebruikers kunnen het systeem snel instellen met behulp van kant-en-klare sjablonen en modulaire configuratiebibliotheken, waardoor de technische inspanning en tijd aanzienlijk worden verminderd zonder dat diepgaande gespecialiseerde kennis vereist is.

2. Elektronische rangeertechnologie

Traditionele I/O-bedradingsmethoden vereisen vaak uitgebreide kruisbedrading in schakelkasten. DeltaV's Electronic Marshalling-technologie maakt het mogelijk om veldkabels aan land te brengen, ongeacht het signaaltype of de besturingsstrategie. Hierdoor wordt het procesontwerp losgekoppeld van het ontwerp van de I/O-infrastructuur, waardoor wijzigingen in de laatste fase aanzienlijk worden vergemakkelijkt en de inspanningen voor herontwerp en herbedrading worden geminimaliseerd.

3. Intuïtieve operatorinterface en mensgericht ontwerp (HCD)

Het DeltaV-systeem hanteert een Human-Centered Design (HCD)-benadering en biedt intuïtieve en aanpasbare operatorinterfaces. Operators hebben snel toegang tot kritieke informatie, kunnen abnormale situaties identificeren en passende maatregelen nemen. Het systeem ondersteunt ook HTML5-graphics, waardoor naadloos gebruik op verschillende apparaten zoals desktops, tablets en smartphones mogelijk is, waardoor de operationele flexibiliteit en het reactievermogen worden vergroot.

4. Ingebouwde geavanceerde besturingstoepassingen

DeltaV omvat ingebouwde geavanceerde besturingstoepassingen zoals model voorspellende controle (MPC), adaptieve afstemming, neurale netwerkbesturing en fuzzy logic-besturing. Deze toepassingen draaien rechtstreeks in de controller zonder extra configuratie of data mapping, waardoor de prestaties van de regelkring aanzienlijk worden verbeterd, de procesvariabiliteit wordt verminderd en de productkwaliteit en doorvoer worden verbeterd.

5. Uitgebreid alarmbeheer

Het systeem biedt ingebouwd alarmbeheer en -analyse, waaronder dynamische onderdrukking van alarmoverstromingen, hulpinformatie bij alarmen, alarmclassificatie en audittrails. Operators kunnen snel reageren op basis van alarmprioriteit, status en verantwoordelijkheidsgebied, waardoor operationele fouten als gevolg van alarmoverbelasting worden vermeden.

6. Geïntegreerde historici

DeltaV biedt meerdere historicusopties, waaronder Continuous Historian, Advanced Continuous Historian en Enterprise Historian. Deze tools leggen nauwkeurig systeemgebeurtenissen, alarmen en gebruikersacties vast en integreren naadloos met bedrijfsdataplatforms zoals OSIsoft PI Server, ter ondersteuning van efficiënte data-analyse en besluitvorming.

7. Ondersteuning voor mobiele operaties

Met DeltaV Mobile kunnen gebruikers realtime procesgegevens, trends, alarmen en batchinformatie bekijken op mobiele apparaten, waardoor monitoring en samenwerking op afstand mogelijk wordt, waardoor de operationele flexibiliteit en responsmogelijkheden worden verbeterd.

8. Ondersteuning voor virtualisatie en simulatie

DeltaV Virtual Studio ondersteunt de implementatie, het testen en trainen van besturingssystemen in een virtuele omgeving. Controlelogica-validatie en operatortraining kunnen worden voltooid zonder fysieke hardware, waardoor het projectrisico en de kosten aanzienlijk worden verminderd.

9. Beveiliging en netwerkbescherming

Het DeltaV-systeem is ISASecure SSA Level 1 gecertificeerd en voldoet aan de IEC 62443-normen. Het omvat meerdere lagen van beveiligingsbescherming, waaronder netwerksegmentatie, poortvergrendeling, gebruikersauthenticatie, inbraakdetectie en geautomatiseerd patchbeheer, waardoor het controlesysteem wordt beschermd tegen cyberdreigingen.

10. Batchprocescontrole

Gebaseerd op de ISA S88-standaard biedt DeltaV Batch een volledig geïntegreerde batchoplossing ter ondersteuning van receptbeheer, toewijzing van apparatuur, realtime kwaliteitsvoorspelling en geautomatiseerde rapportage. Het is geschikt voor een breed scala aan batchprocessen, van proefinstallaties tot complexe productielijnen.

Systeemprincipes en architectuur

1. Gedistribueerde besturingsarchitectuur

De DeltaV DCS maakt gebruik van een gedistribueerde besturingsarchitectuur, waarbij de besturingsfuncties worden gedecentraliseerd over meerdere controllers, die elk verantwoordelijk zijn voor een specifiek gebied of een specifieke eenheid. Deze architectuur verbetert de betrouwbaarheid en flexibiliteit van het systeem; een storing in één controller heeft geen invloed op het hele systeem.

2. Uniforme database- en engineeringomgeving

Het systeem maakt gebruik van een uniforme mondiale database om alle configuratie-informatie te beheren, waardoor problemen met het in kaart brengen van gegevens tussen meerdere databases worden geëlimineerd. Engineeringtools zoals DeltaV Explorer, Control Studio en Diagnostics bieden een compleet systeemoverzicht en online foutopsporingsmogelijkheden, ter ondersteuning van zowel lokale als externe configuratie.

3. Integratie van Smart Field-apparaten

DeltaV ondersteunt meerdere communicatieprotocollen, waaronder HART, FOUNDATION Fieldbus, WirelessHART, Profibus en DeviceNet, waardoor plug-and-play-integratie met slimme veldapparatuur mogelijk is. Apparaatstatus en diagnostische informatie kunnen rechtstreeks naar het besturingssysteem worden geüpload, ter ondersteuning van voorspellend onderhoud en realtime optimalisatie.

4. Elektronische Marshalling en I/O-flexibiliteit

Via CHARMs-technologie (Characterization Modules) maakt DeltaV signaaltype-onafhankelijke I/O-beëindiging mogelijk. Gebruikers kunnen elk type signaal op elke locatie aansluiten, waardoor gedistribueerde I/O-implementatie wordt ondersteund en de bekabelingskosten en installatietijd aanzienlijk worden verlaagd.

5. Controllers en hardwareplatforms

DeltaV biedt meerdere controlleropties, waaronder M-serie, S-serie en PK-controllers, die hot-swapping, redundantie en draadloze I/O ondersteunen. De PK Controller is bijzonder geschikt voor kleinschalige skidsystemen en kan standalone werken of naadloos integreren in een fabrieksbreed DeltaV-systeem.

6. Cyberbeveiliging en betrouwbaarheid

Het systeem isoleert het controlenetwerk volledig van het bedrijfsnetwerk, met behulp van slimme schakelaars en firewalls om ongeautoriseerde toegang te voorkomen. Ingebouwde beveiligingsfuncties omvatten gebruikersauthenticatie, controle van de werking en controle van de bestandsintegriteit, waardoor de systeemstabiliteit wordt gegarandeerd, zelfs onder cyberdreigingen.

7. Simulatie- en trainingsomgeving

DeltaV Simulate biedt volledige simulatiemogelijkheden voor besturingssystemen, ter ondersteuning van de virtuele werking van controllers, I/O en SIS-logica. Het kan worden gebruikt voor validatie van de besturingsstrategie, training van operators en systeemtests, waardoor de succespercentages van projecten en de veiligheid aanzienlijk worden verbeterd.

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