Hệ thống điều khiển phân tán DeltaV

Hệ thống điều khiển phân tán DeltaV™ (DCS), do Emerson phát triển, là một nền tảng tự động hóa quy trình hiện đại, tích hợp cao được thiết kế để giúp các doanh nghiệp công nghiệp tối ưu hóa hiệu suất vận hành, giảm rủi ro dự án cũng như nâng cao hiệu quả và an toàn sản xuất. Nổi tiếng vì dễ sử dụng, linh hoạt và đáng tin cậy, hệ thống này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp chế biến như dầu khí, hóa chất, dược phẩm, sản xuất điện, thực phẩm và đồ uống.

Bằng cách tích hợp các công nghệ dự đoán tiên tiến, thuật toán điều khiển thông minh và giao diện người-máy (HMI) trực quan, DeltaV DCS cho phép kết nối hiệu quả giữa nhân sự, quy trình và sản xuất. Triết lý thiết kế cốt lõi của nó là 'đơn giản hóa', nhằm giảm độ phức tạp về kỹ thuật, giảm thời gian triển khai, đồng thời cung cấp hỗ trợ và tối ưu hóa liên tục trong toàn bộ vòng đời của nhà máy.

Các tính năng chính của hệ thống

1. Kỹ thuật và cấu hình đơn giản

Hệ thống DeltaV sử dụng môi trường kỹ thuật thống nhất tích hợp cảnh báo, kiểm soát hàng loạt, điều khiển nâng cao, hệ thống an toàn và ghi dữ liệu lịch sử. Người dùng có thể nhanh chóng thiết lập hệ thống bằng cách sử dụng các mẫu có sẵn và thư viện cấu hình mô-đun, giảm đáng kể công sức và thời gian kỹ thuật mà không cần kiến ​​thức chuyên môn sâu.

2. Công nghệ Marshalling điện tử

Các phương pháp đấu dây I/O truyền thống thường yêu cầu đấu dây chéo rộng rãi trong tủ điều khiển. Công nghệ Marshalling điện tử của DeltaV cho phép hạ cánh cáp hiện trường bất kể loại tín hiệu hoặc chiến lược điều khiển. Điều này tách rời thiết kế quy trình khỏi thiết kế cơ sở hạ tầng I/O, tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho những thay đổi ở giai đoạn cuối và giảm thiểu nỗ lực thiết kế lại và nối lại dây.

3. Giao diện vận hành trực quan và thiết kế lấy con người làm trung tâm (HCD)

Hệ thống DeltaV áp dụng phương pháp Thiết kế lấy con người làm trung tâm (HCD), cung cấp giao diện vận hành trực quan và có thể tùy chỉnh. Người vận hành có thể nhanh chóng truy cập thông tin quan trọng, xác định các tình huống bất thường và thực hiện các hành động thích hợp. Hệ thống này cũng hỗ trợ đồ họa HTML5, cho phép sử dụng liền mạch trên nhiều thiết bị khác nhau như máy tính để bàn, máy tính bảng và điện thoại thông minh, nâng cao tính linh hoạt và khả năng phản hồi khi vận hành.

4. Ứng dụng điều khiển nâng cao nhúng

DeltaV bao gồm các ứng dụng điều khiển nâng cao tích hợp như điều khiển dự đoán mô hình (MPC), điều chỉnh thích ứng, điều khiển mạng thần kinh và điều khiển logic mờ. Các ứng dụng này chạy trực tiếp trong bộ điều khiển mà không cần cấu hình hoặc ánh xạ dữ liệu bổ sung, cải thiện đáng kể hiệu suất của vòng điều khiển, giảm sự biến đổi của quy trình cũng như nâng cao chất lượng và thông lượng sản phẩm.

5. Quản lý cảnh báo toàn diện

Hệ thống này cung cấp khả năng phân tích và quản lý cảnh báo tích hợp, bao gồm ngăn chặn lũ cảnh báo động, thông tin trợ giúp cảnh báo, phân loại cảnh báo và các đường kiểm tra. Người vận hành có thể phản hồi nhanh chóng dựa trên mức độ ưu tiên, trạng thái và khu vực trách nhiệm của cảnh báo, tránh các lỗi vận hành do cảnh báo quá tải.

6. Nhà sử học tích hợp

DeltaV cung cấp nhiều tùy chọn lịch sử, bao gồm Nhà sử học liên tục, Nhà sử học liên tục nâng cao và Nhà sử học doanh nghiệp. Các công cụ này nắm bắt chính xác các sự kiện, cảnh báo và hành động của người dùng trong hệ thống, đồng thời tích hợp liền mạch với các nền tảng dữ liệu doanh nghiệp như OSIsoft PI Server, hỗ trợ phân tích dữ liệu và ra quyết định hiệu quả.

7. Hỗ trợ vận hành di động

Với DeltaV Mobile, người dùng có thể xem dữ liệu quy trình theo thời gian thực, xu hướng, cảnh báo và thông tin hàng loạt trên thiết bị di động, cho phép giám sát và cộng tác từ xa, từ đó cải thiện tính linh hoạt trong vận hành và khả năng phản hồi.

8. Hỗ trợ ảo hóa và mô phỏng

DeltaV Virtual Studio hỗ trợ triển khai, thử nghiệm và đào tạo các hệ thống điều khiển trong môi trường ảo. Việc xác thực logic điều khiển và đào tạo người vận hành có thể được hoàn thành mà không cần phần cứng vật lý, giúp giảm đáng kể rủi ro và chi phí của dự án.

9. Bảo mật và bảo vệ mạng

Hệ thống DeltaV được chứng nhận ISASecure SSA Cấp 1 và tuân thủ các tiêu chuẩn IEC 62443. Nó kết hợp nhiều lớp bảo vệ an ninh, bao gồm phân đoạn mạng, khóa cổng, xác thực người dùng, phát hiện xâm nhập và quản lý bản vá tự động, đảm bảo hệ thống điều khiển được bảo vệ trước các mối đe dọa trên mạng.

10. Kiểm soát quy trình hàng loạt

Dựa trên tiêu chuẩn ISA S88, DeltaV Batch cung cấp giải pháp lô tích hợp đầy đủ hỗ trợ quản lý công thức, phân bổ thiết bị, dự đoán chất lượng theo thời gian thực và báo cáo tự động. Nó phù hợp với nhiều quy trình sản xuất theo mẻ, từ các nhà máy thí điểm đến các dây chuyền sản xuất phức tạp.

Nguyên tắc và kiến ​​trúc hệ thống

1. Kiến trúc điều khiển phân tán

DeltaV DCS áp dụng kiến ​​trúc điều khiển phân tán, phân cấp các chức năng điều khiển trên nhiều bộ điều khiển, mỗi bộ điều khiển chịu trách nhiệm về một khu vực hoặc đơn vị cụ thể. Kiến trúc này nâng cao độ tin cậy và tính linh hoạt của hệ thống—một lỗi trong một bộ điều khiển không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.

2. Cơ sở dữ liệu hợp nhất và môi trường kỹ thuật

Hệ thống sử dụng cơ sở dữ liệu toàn cầu thống nhất để quản lý tất cả thông tin cấu hình, loại bỏ các vấn đề ánh xạ dữ liệu giữa nhiều cơ sở dữ liệu. Các công cụ kỹ thuật như DeltaV Explorer, Control Studio và Diagnostics cung cấp chế độ xem hệ thống hoàn chỉnh và khả năng gỡ lỗi trực tuyến, hỗ trợ cả cấu hình cục bộ và từ xa.

3. Tích hợp thiết bị trường thông minh

DeltaV hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông, bao gồm HART, FOUNDATION Fieldbus, WirelessHART, Profibus và DeviceNet, cho phép tích hợp plug-and-play với các thiết bị hiện trường thông minh. Trạng thái thiết bị và thông tin chẩn đoán có thể được tải trực tiếp lên hệ thống điều khiển, hỗ trợ bảo trì dự đoán và tối ưu hóa thời gian thực.

4. Marshalling điện tử và tính linh hoạt I/O

Thông qua công nghệ CHARM (Mô-đun đặc tính), DeltaV cho phép chấm dứt I/O không phụ thuộc vào loại tín hiệu. Người dùng có thể kết nối bất kỳ loại tín hiệu nào tại bất kỳ vị trí nào, hỗ trợ triển khai I/O phân tán và giảm đáng kể chi phí cáp cũng như thời gian cài đặt.

5. Bộ điều khiển và nền tảng phần cứng

DeltaV cung cấp nhiều tùy chọn bộ điều khiển, bao gồm Bộ điều khiển M-Series, S-Series và PK, hỗ trợ trao đổi nóng, dự phòng và I/O không dây. Bộ điều khiển PK đặc biệt phù hợp với các hệ thống trượt quy mô nhỏ và có thể hoạt động độc lập hoặc tích hợp liền mạch vào hệ thống DeltaV toàn nhà máy.

6. An ninh mạng và độ tin cậy

Hệ thống cách ly hoàn toàn mạng điều khiển khỏi mạng doanh nghiệp, sử dụng các thiết bị chuyển mạch thông minh và tường lửa để ngăn chặn truy cập trái phép. Các tính năng bảo mật tích hợp bao gồm xác thực người dùng, kiểm tra hoạt động và kiểm tra tính toàn vẹn của tệp, đảm bảo sự ổn định của hệ thống ngay cả trước các mối đe dọa trên mạng.

7. Môi trường mô phỏng và đào tạo

DeltaV Simulate cung cấp đầy đủ khả năng mô phỏng hệ thống điều khiển, hỗ trợ hoạt động ảo của bộ điều khiển, I/O và logic SIS. Nó có thể được sử dụng để xác nhận chiến lược điều khiển, đào tạo người vận hành và thử nghiệm hệ thống, cải thiện đáng kể tỷ lệ thành công và độ an toàn của dự án.

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