Rozproszony system sterowania DeltaV

Rozproszony system sterowania DeltaV™ (DCS), opracowany przez firmę Emerson, to nowoczesna, wysoce zintegrowana platforma automatyzacji procesów, zaprojektowana, aby pomóc przedsiębiorstwom przemysłowym w optymalizacji wydajności operacyjnej, zmniejszeniu ryzyka projektu oraz zwiększeniu wydajności i bezpieczeństwa produkcji. Znany ze swojej łatwości obsługi, elastyczności i niezawodności, system jest szeroko stosowany w branżach przetwórczych, takich jak ropa i gaz, chemikalia, farmaceutyka, wytwarzanie energii oraz żywność i napoje.

Integrując zaawansowane technologie predykcyjne, inteligentne algorytmy sterowania i intuicyjny interfejs człowiek-maszyna (HMI), DeltaV DCS umożliwia efektywną łączność pomiędzy personelem, procesami i produkcją. Podstawową filozofią projektowania firmy jest „uproszczenie”, mające na celu zmniejszenie złożoności inżynieryjnej, skrócenie czasu wdrażania oraz zapewnienie ciągłego wsparcia i optymalizacji w całym cyklu życia zakładu.

Kluczowe funkcje systemu

1. Uproszczona inżynieria i konfiguracja

System DeltaV wykorzystuje ujednolicone środowisko inżynieryjne, które integruje alarmy, kontrolę wsadową, zaawansowane sterowanie, systemy bezpieczeństwa i rejestrację danych historycznych. Użytkownicy mogą szybko skonfigurować system, korzystając z gotowych szablonów i modułowych bibliotek konfiguracyjnych, co znacznie zmniejsza wysiłek i czas inżynierii bez konieczności posiadania głębokiej specjalistycznej wiedzy.

2. Technologia elektronicznego Marshallingu

Tradycyjne metody okablowania wejść/wyjść często wymagają rozległego okablowania krzyżowego w szafach sterowniczych. Technologia Electronic Marshalling firmy DeltaV umożliwia prowadzenie kabli obiektowych niezależnie od typu sygnału i strategii sterowania. Oddziela to projektowanie procesów od projektowania infrastruktury we/wy, znacznie ułatwiając wprowadzanie zmian na późnym etapie i minimalizując wysiłki związane z ponownym projektowaniem i ponownym okablowaniem.

3. Intuicyjny interfejs operatora i konstrukcja skupiona na człowieku (HCD)

System DeltaV wykorzystuje podejście Human-Centered Design (HCD), zapewniając intuicyjny i konfigurowalny interfejs operatora. Operatorzy mogą szybko uzyskać dostęp do krytycznych informacji, zidentyfikować nietypowe sytuacje i podjąć odpowiednie działania. System obsługuje także grafikę HTML5, umożliwiając bezproblemowe korzystanie z różnych urządzeń, takich jak komputery stacjonarne, tablety i smartfony, zwiększając elastyczność operacyjną i czas reakcji.

4. Wbudowane zaawansowane aplikacje sterujące

DeltaV zawiera wbudowane zaawansowane aplikacje sterujące, takie jak sterowanie predykcyjne modelem (MPC), strojenie adaptacyjne, sterowanie siecią neuronową i sterowanie logiką rozmytą. Aplikacje te działają bezpośrednio w sterowniku bez dodatkowej konfiguracji lub mapowania danych, co znacznie poprawia wydajność pętli sterowania, zmniejsza zmienność procesów oraz poprawia jakość i przepustowość produktu.

5. Kompleksowe zarządzanie alarmami

System zapewnia wbudowane funkcje zarządzania alarmami i analizy, w tym dynamiczne tłumienie zalewu alarmów, informacje pomocy dotyczące alarmów, klasyfikację alarmów i ścieżki audytu. Operatorzy mogą szybko reagować w oparciu o priorytet alarmu, status i obszar odpowiedzialności, unikając błędów operacyjnych spowodowanych przeciążeniem alarmów.

6. Historycy zintegrowani

DeltaV oferuje wiele opcji historii, w tym historię ciągłą, zaawansowaną historię ciągłą i historię przedsiębiorstwa. Narzędzia te dokładnie rejestrują zdarzenia systemowe, alarmy i działania użytkowników oraz bezproblemowo integrują się z platformami danych przedsiębiorstwa, takimi jak OSIsoft PI Server, wspierając wydajną analizę danych i podejmowanie decyzji.

7. Wsparcie operacji mobilnych

Dzięki DeltaV Mobile użytkownicy mogą przeglądać w czasie rzeczywistym dane procesowe, trendy, alarmy i informacje wsadowe na urządzeniach mobilnych, umożliwiając zdalne monitorowanie i współpracę, poprawiając w ten sposób elastyczność operacyjną i możliwości reagowania.

8. Wsparcie wirtualizacji i symulacji

DeltaV Virtual Studio wspiera wdrażanie, testowanie i szkolenie systemów sterowania w środowisku wirtualnym. Walidację logiki sterującej i szkolenie operatorów można przeprowadzić bez fizycznego sprzętu, co znacznie zmniejsza ryzyko i koszty projektu.

9. Bezpieczeństwo i ochrona sieci

System DeltaV posiada certyfikat ISASecure SSA Level 1 i jest zgodny z normami IEC 62443. Zawiera wiele warstw zabezpieczeń, w tym segmentację sieci, blokowanie portów, uwierzytelnianie użytkowników, wykrywanie włamań i automatyczne zarządzanie poprawkami, zapewniając ochronę systemu kontroli przed zagrożeniami cybernetycznymi.

10. Kontrola procesu wsadowego

W oparciu o standard ISA S88, DeltaV Batch zapewnia w pełni zintegrowane rozwiązanie wsadowe wspierające zarządzanie recepturami, alokację sprzętu, przewidywanie jakości w czasie rzeczywistym i automatyczne raportowanie. Nadaje się do szerokiego zakresu procesów wsadowych, od zakładów pilotażowych po złożone linie produkcyjne.

Zasady i architektura systemu

1. Rozproszona architektura sterowania

DeltaV DCS wykorzystuje rozproszoną architekturę sterowania, decentralizując funkcje sterowania pomiędzy wieloma sterownikami, z których każdy jest odpowiedzialny za określony obszar lub jednostkę. Taka architektura zwiększa niezawodność i elastyczność systemu — awaria jednego sterownika nie wpływa na cały system.

2. Ujednolicona baza danych i środowisko inżynieryjne

System wykorzystuje ujednoliconą globalną bazę danych do zarządzania wszystkimi informacjami konfiguracyjnymi, eliminując problemy z mapowaniem danych pomiędzy wieloma bazami danych. Narzędzia inżynieryjne, takie jak DeltaV Explorer, Control Studio i Diagnostics, zapewniają pełny widok systemu i możliwości debugowania online, obsługując zarówno konfigurację lokalną, jak i zdalną.

3. Integracja inteligentnych urządzeń terenowych

DeltaV obsługuje wiele protokołów komunikacyjnych, w tym HART, FOUNDATION Fieldbus, WirelessHART, Profibus i DeviceNet, umożliwiając integrację typu plug-and-play z inteligentnymi urządzeniami obiektowymi. Stan urządzenia i informacje diagnostyczne można przesyłać bezpośrednio do systemu sterowania, wspierając konserwację predykcyjną i optymalizację w czasie rzeczywistym.

4. Elektroniczne sterowanie i elastyczność wejść/wyjść

Dzięki technologii CHARM (moduły charakteryzacyjne) DeltaV umożliwia terminację wejść/wyjść niezależnych od typu sygnału. Użytkownicy mogą podłączyć dowolny typ sygnału w dowolnym miejscu, wspierając rozproszone wdrażanie wejść/wyjść i znacznie redukując koszty okablowania i czas instalacji.

5. Kontrolery i platformy sprzętowe

DeltaV oferuje wiele opcji kontrolerów, w tym sterowniki serii M, S i PK, obsługujące wymianę podczas pracy, redundancję i bezprzewodowe wejścia/wyjścia. Kontroler PK jest szczególnie odpowiedni dla małych systemów skidowych i może działać samodzielnie lub bezproblemowo integrować się z systemem DeltaV obejmującym cały zakład.

6. Cyberbezpieczeństwo i niezawodność

System całkowicie izoluje sieć sterującą od sieci korporacyjnej, wykorzystując inteligentne przełączniki i zapory ogniowe, aby zapobiec nieautoryzowanemu dostępowi. Wbudowane funkcje bezpieczeństwa obejmują uwierzytelnianie użytkowników, audyt operacji i sprawdzanie integralności plików, zapewniając stabilność systemu nawet w przypadku zagrożeń cybernetycznych.

7. Środowisko symulacyjne i szkoleniowe

DeltaV Simulate zapewnia pełne możliwości symulacji systemu sterowania, wspierając wirtualną obsługę sterowników, wejść/wyjść i logiki SIS. Można go stosować do walidacji strategii sterowania, szkolenia operatorów i testowania systemów, znacznie poprawiając wskaźniki powodzenia projektów i bezpieczeństwo.

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