プロセス自動化のための基礎アーキテクチャ

デルタVコントローラは,エマーソンのデルタV分散制御システム (DCS) の主要なリアルタイム処理ユニットとして機能し,連続,バッチ,単一の製造用途自動化アーキテクチャの計算エンジンとして このコントローラが制御戦略を実行し プロセスデータを管理し産業プロセスの正確な制御を維持するためにフィールド機器とのインターフェース重要な用途のために設計された デルタV制御器は 化学,製薬,石油,ガスなどの複雑な操作に必要な信頼性,性能,スケーラビリティを提供します発電制御システムの整合性が安全性,品質,生産性に直接影響する他のプロセス産業.

システムアーキテクチャとハードウェアプラットフォーム

デルタVコントローラは,さまざまなプロセス要件をサポートするモジュール型,スケーラブルなアーキテクチャで設計されています.

制御処理ユニット:

• 単一の設定と冗長な設定:自動エラーオーバー付きの高可用性ペア

• 処理能力の変数:シンプルから複雑な制御アプリケーションの異なる性能レベル

• 統合メモリ:アプリケーションのストレージ用フラッシュメモリとリアルタイム処理用RAM

• 専門モジュール:安全装置の機能に関するSIL 2/3認証を有する安全制御装置

I/Oサブシステムの統合:

• CHARM を使った電子マーシャルリング:信号調節を提供するインテリジェント・シングルチャネルI/Oモジュール

• 伝統的なI/Oカード:高密度アナログと離散型I/Oモジュール

• ファンデーション・フィールドバス・リンク・デバイス:フィールドバスセグメントを制御アーキテクチャに統合

• リモート I/O ソリューション:各種のネットワークプロトコルで分散したI/O

電力とインフラ:

• 2つの電源:冗長なACまたはDC電源入力

• 統合電源配送:コントローラーキャビネット内の電源調節と配給

• 熱管理:標準的な産業用作業温度のために設計された

• 物理的なマウント標準的な産業用囲いにおけるDINレールまたはパネルの設置

制御の実行とパフォーマンス特性

"DeltaV制御器"は,特定の性能属性を持つ決定的な制御実行を提供します.

スキャンと実行性能:

• 決定的制御実行:臨界制御ループのスキャンの保証時間

• 複数の実行率:異なる制御モジュール実行周波数のサポート

• イベント駆動処理:単一の出来事やアラームに対する反応

• 背景タスク管理:制御実行に影響を及ぼさない非臨界機能

容量と拡張性

• 制御モジュールの容量:数千の機能ブロックと制御モジュールのサポート

• I/O ポイント容量:I/O ポイントの数百から数千まで拡張可能

• メモリ割り当て:アプリケーション,履歴,診断のための構成可能なメモリ

• ネットワーク接続:複数の制御ネットワークセグメントのサポート

コミュニケーション能力:

• 制御ネットワーク (CNET):制御器と制御器間の通信のための高速決定的ネットワーク

• I/Oネットワーク:CHARM I/O モジュールと伝統的な I/O カードとの通信

• フィールドネットワーク統合:ファンデーションフィールドバス,PROFIBUS,DeviceNet,およびASインターフェイス

• 企業接続性OPC,Modbus TCP,その他の工場ネットワークプロトコル

機能能力と制御方法

DeltaVコントローラは,様々なプロセスアプリケーションのための包括的な制御戦略をサポートします.

連続制御:

• PID制御アルゴリズム:標準,シリーズ,比率,およびカスケード実装

• 高級規制管理:フィードフォワード,オーバーライド,および分離戦略

• モデルベースの制御:組み込み先端制御アプリケーションのサポート

• 多変数制御:相互作用するプロセス変数の調整制御

バッチと離散制御:

• バッチの段階とレシピ:ISA-88 に準拠するバッチ実行

• 配列関数図:複雑な配列のためのグラフィックプログラミング

• 国家による制御:有限状態機械の実装

• 装置のモジュール:バッチ操作のための再利用可能な制御モジュール

安全装置システム:

• セキュリティの論理の解決者:TÜV認定の安全管理者

• 安全装置の機能:SIL 2/3 対応の安全アプリケーション

• 安全ネットワーク統合:安全I/Oと装置との通信

• 安全システム診断:継続的なモニタリングと証明試験のサポート

先進的なアプリケーション:

• 統計処理制御リアルタイムのSPCチャート計算と監視

• 予測制御モデル:組み込みまたは統合された高度制御アプリケーション

• 曖昧な論理と専門家システム:規則に基づく制御戦略

• カスタムアルゴリズム:ユーザーによって定義された計算と制御戦略

システム統合と相互運用性

デルタV制御器は包括的な自動化アーキテクチャ内で機能する.

デルタVシステム統合

• ワークステーション統合:操作員とエンジニアリングステーションとのシームレス通信

• アプリケーション統合:DeltaV Batch,DeltaV SIS,その他のDeltaVアプリケーションとの統合

• 歴史家とのつながりデルタV連続歴史家との直接データ交換

• 資産管理:フィールドデバイス管理のための AMS デバイスマネージャとの統合

第三者のシステム統合:

• PLC統合:アレン・ブラッドリー,シメンス,その他のPLCシステムとの通信

• 安全システム統合:第三者の安全計測システムとのインターフェース

• 情報システム接続性:SCADA,MES,ERPシステムへのOPC接続性

• 古いシステム統合:既存の制御システムへの移行と統合

ネットワークアーキテクチャ:

• システムトポロジー:スター,リング,混合ネットワークの構成

• ネットワークセグメント:制御,I/O,および情報ネットワークの分離

• ネットワーク冗長性:重要な通信路線のための二重ネットワーク

• ネットワーク診断ネットワークの健康状態とパフォーマンスの継続的な監視

エンジニアリングと構成環境

デルタV制御器は,包括的なエンジニアリングツールを使用して構成されています.

コントロールスタジオ:

• グラフィカル構成:機能ブロックと梯子の論理プログラミング

• 制御モジュール テンプレート:再利用可能な制御戦略とテンプレート

• 輸入/輸出能力:図書館管理とバージョン管理

• シミュレーション環境:制御戦略のオフライン試験と検証

システム管理:

• 制御装置の配置:ハードウェアの設定とパラメータ設定

• ダウンロード管理:制御装置への設定の制御ダウンロード

• バージョン制御:構成の修正や変更の管理

• ドキュメント生成:制御システムドキュメントの自動生成

診断・保守ツール

• オンラインモニタリング制御器のパフォーマンスと診断のリアルタイム表示

• トラブルシューティングツール:診断ディスプレイとアラーム管理

• メンテナンスのスケジュール:制御装置の診断に基づく予測保守

• 資産の最適化性能監視と最適化に関する勧告

信頼性,利用可能性,保守性

"DeltaV"制御器には,連続動作を保証する機能が組み込まれています.

高可用性アーキテクチャ:

• コントローラー冗長性:自動故障オーバー付きのホットスタンバイコントローラ

• I/O 冗長性:冗長なI/Oモジュールと通信経路

• パワーリデュランス:オートマチックスイッチ付きの二重電源

• ネットワーク冗長性:重要な通信のための二重ネットワーク

診断能力:

• 自己診断:管理者の健康状態を継続的に監視する

• 予測診断予測維持のための傾向分析

• イベントログ:トラブルシューティングのための包括的なイベント履歴

• 性能監視制御器の負荷と性能のリアルタイムモニタリング

メンテナンスの特徴:

• オンラインメンテナンス:システム停止なしのモジュール交換

• ファイアウェア更新:コントローラーファームウェアのオンライン更新

• 設定バックアップ:制御装置の構成の自動バックアップ

• 部品管理:交換可能なモジュールと部品

安全とセキュリティの実施

デルタV制御器には,包括的な安全性およびセキュリティ機能が組み込まれています.

機能的安全性

• 安全認定のコントローラ:安全性アプリケーションのためのTÜV認証

• 安全ネットワークプロトコル:安全システムのための安全な通信

• 安全アプリケーションの分離:安全と基本プロセス制御の分離

• 安全ライフサイクルサポート:安全システムの設計,検証,検証のためのツール

サイバーセキュリティ

• アクセスコントロール:制御装置の構成とパラメータへの役割に基づくアクセス

• ネットワークセキュリティ:ファイアウォール,セグメント化,安全な通信プロトコル

• 監査経路:コンフィギュレーション変更とアクセス試みの包括的なログ

• セキュリティ更新:定期的なセキュリティパッチと更新

環境仕様:

• 動作温度:産業用温度帯は様々な環境に対応する

• 湿度と汚染:産業環境に対する保護

• EMC 準拠:産業用装置の電磁互換性

• 危険区域の承認:機密区画内の設備のオプション

プロセス産業全体での応用

デルタV制御器は,様々な産業用アプリケーションに実装されています.

化学加工:

• 継続的なプロセス原子炉制御,蒸留,分離プロセス

• バッチ操作:レシピ管理による多種産品のバッチ生産

• パイロットプラント:実験室から生産スケールまでのスケーラブル制御

• 公共事業とオフサイト:施設の公用設備と支援システムの制御

石油とガス

• 上流生産:井戸頭制御,分離,圧縮

• 中流運用:パイプラインとターミナル制御

• 下流加工:精製装置の操作と混合

• LNG施設:液化,貯蔵,再ガス化

医薬品とバイオテクノロジー:

• API 製造:化学合成と浄化

• バイオリアクター制御:発酵と細胞培養プロセス

• 浄化システム:フィルタリング,クロマトグラフィ,超フィルタリング

• 公共事業とCIP:クリーン・ユーティリティとクリーン・イン・プレイス・システム

パワー・ジェネレーション:

• 化石燃料工場:ボイラー制御,タービン制御,装置のバランス

• 複合サイクル:ガス・蒸気タービン調整

• 再生可能エネルギー:太陽熱,バイオマス,地熱の応用

• 電源配分:装置の電気システム制御と保護

食品と飲料:

• 加工ライン:連続加工と包装

• バッチ操作:レシピによる生産と混合

• クリーン・イン・ポジション自動洗浄と衛生設備

• 品質管理:リアルタイム品質監視と管理

移住と近代化

DeltaV コントローラーは,古い制御システムからの移行をサポートします.

レガシーシステム移行:

• コンフィギュレーション変換:古い構成を変換するためのツール

• 段階的な移住レガシーからDeltaVシステムへの段階的な移行

• ゲートウェイ・ソリューション:移住プロジェクト中の一時的な統合

• 訓練と支援全面的な移民支援サービス

システム拡張と近代化:

• スケーラブルアーキテクチャ:システム容量の増強

• 技術更新:システム再設計なしで制御器のアップグレード

• アプリケーションの移行:アプリケーションを新しいコントローラープラットフォームに移行

• 性能向上:高性能コントローラへのアップグレード

プロフェッショナル・プラクティスとシステム・エンジニアリング

効果的なDeltaV制御装置の導入には 専門知識が必要です

システムエンジニアリング

• 制御戦略設計効果的な制御戦略の開発

• システムアーキテクチャ設計:制御装置の割り当てとネットワーク設計

• パフォーマンスエンジニアリングサイズとパフォーマンス最適化

• 安全システム設計:安全機器の機能の統合

最良の実施方法:

• 構成規格:コンフィギュレーション規格の開発と適用

• 試験手順:制御戦略の包括的な試験

• 文書作成の慣行完全なシステムドキュメント

• 訓練 プログラム操作者,メンテナンス,エンジニアリング訓練

ライフサイクル管理

• システムメンテナンス予防および予測的な維持プログラム

• 性能監視制御器のパフォーマンスの継続的な監視

• アップグレード計画:テクノロジーの更新とシステムアップグレードの計画

• 知識管理システム知識の収集と転送

結論: プロセスの卓越性に対する決定的制御

デルタV制御器は,工業プロセスの精密で信頼性のある安全な動作に必要な決定的な制御実行を提供します.継続的な改善を支える凝固した制御環境を作り出します産業プロセスが複雑になり 相互接続されるにつれて DeltaVコントローラは 処理能力が向上し先進的な機能適切なシステム設計,構成,および保守は,これらのコントローラがパフォーマンス,信頼性,重要産業用アプリケーションに必要な安全性制御システム技術の進歩を反映していますデジタルイノベーションを組み込みながら,産業プロセスの制御に必要な堅牢性と決定性を維持する.