Основная архитектура автоматизации процессов

Контроллер DeltaV служит основным процессорным блоком в режиме реального времени в системе распределенного управления DeltaV Emerson (DCS), обеспечивая детерминированное управление непрерывным, серийным,и дискретные производственные приложенияКак вычислительный двигатель архитектуры автоматизации, этот контроллер выполняет стратегии управления, управляет данными процесса,и интерфейсы с полевыми приборами для поддержания точного регулирования промышленных процессовРазработанные для критически важных приложений, контроллеры DeltaV обеспечивают надежность, производительность и масштабируемость, необходимые для сложных операций в химической, фармацевтической, нефтегазовой,производство электроэнергии, и других производственных отраслях, где целостность системы контроля напрямую влияет на безопасность, качество и производительность.

Архитектура системы и аппаратная платформа

Контроллеры DeltaV разработаны с модульной, масштабируемой архитектурой, поддерживающей различные требования процесса:

Устройства обработки контроллеров:

• Одиночные и избыточные конфигурации:Пара с высокой доступностью с автоматическим отказом

• Варианты мощности обработки:Различные уровни производительности для простых и сложных приложений управления

• Интегрированная память:Флэш-память для хранения приложений и оперативная память для обработки в реальном времени

• Специализированные модули:Контроллеры безопасности, имеющие сертификацию SIL 2/3 для инструментальных функций безопасности

Интеграция подсистемы В/В:

• Электронное марширование с помощью CHARM:Интеллектуальные одноканальные модули В/В, обеспечивающие кондиционирование сигнала

• Традиционные карты ввода/вывода:Аналоговые и дискретные модули В/В высокой плотности

• Устройства связи Foundation Fieldbus:Интеграция сегментов полевых автобусов в архитектуру управления

• Удаленные решения I/O:Распределенные В/В по различным сетевым протоколам

Энергетика и инфраструктура:

• Двойные источники питания:Избыточные входы переменного или постоянного тока

• Интегрированное распределение энергии:Кондиционирование и распределение энергии в шкафу контроллера

• Термоуправление:Проектированные для стандартных промышленных температур работы

• Физическая установка:Установка рельсов или панелей DIN в стандартных промышленных помещениях

Характеристики выполнения и эффективности контроля

Контроллеры DeltaV обеспечивают выполнение детерминированного управления с конкретными характеристиками производительности:

Производительность сканирования и выполнения:

• Исполнение детерминистического контроля:Гарантированное время сканирования для критических циклов управления

• Многократные показатели исполнения:Поддержка различных частот выполнения модуля управления

• Обработка на основе событий:Ответ на отдельные события и сигналы тревоги

• Управление заданиями на заднем плане:Не критические по времени функции, не влияющие на выполнение управления

Пропускная способность и масштабируемость

• Модуль управления:Поддержка тысяч блоков функций и модулей управления

• Мощность точек В/В:Масштабируемость от сотен до десятков тысяч точек ввода/вывода

• Распределение памяти:Конфигурируемая память для приложений, истории и диагностики

• Сетевые соединения:Поддержка нескольких сегментов сети управления

Умение общаться:

• Сеть управления (CNET):Высокоскоростная детерминированная сеть для связи контроллер-контроллер

• Сеть В/В:Коммуникация с модулями ввода/вывода CHARM и традиционными картами ввода/вывода

• Интеграция полевой сети:Foundation Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet и AS-Interface

• Подключение предприятия:OPC, Modbus TCP и другие сетевые протоколы предприятий

Функциональные возможности и методологии контроля

Контроллеры DeltaV поддерживают комплексные стратегии управления для различных процессов:

Постоянный контроль:

• Алгоритмы управления PID:Стандартные, серийные, соотношения и каскадные реализации

• Усовершенствованный регуляторный контроль:Стратегии обратной связи, отмены и разъединения

• Модельный контроль:Поддержка встроенных расширенных приложений управления

• Многопеременный контроль:Координированный контроль взаимодействующих переменных процесса

Контроль по партиям и дискретный контроль:

• Фазы партии и рецепты:Исполнение партий, соответствующих требованиям ISA-88

• Таблицы последовательных функций:Графическое программирование сложных последовательностей

• Контроль на основе государства:Использования машин конечного состояния

• Модули оборудования:Многоразовые модули управления для операций по серии

Системы инструментальной безопасности:

• Решающие логику безопасности:Контроллеры безопасности, сертифицированные TÜV

• Функции приборов безопасности:Приложения безопасности, способные к SIL 2/3

• Интеграция сети безопасности:Коммуникация с безопасным В/В и устройствами

• Диагностика системы безопасности:Поддержка непрерывного мониторинга и проверки доказательств

Расширенные приложения:

• Контроль статистических процессов:Расчет и мониторинг графиков СКК в реальном времени

• Модель предсказательного контроля:Встроенные или интегрированные расширенные приложения управления

• Нечеткая логика и экспертные системы:Стратегии контроля, основанные на правилах

• Специальные алгоритмы:Установленные пользователем расчеты и стратегии управления

Интеграция и совместимость систем

Диспетчеры DeltaV работают в рамках комплексных архитектур автоматизации:

Интеграция системы DeltaV:

• Интеграция рабочих станций:Бесперебойная связь с операторами и инженерными станциями

• Интеграция приложений:Интеграция с DeltaV Batch, DeltaV SIS и другими приложениями DeltaV

• Историческая связь:Прямой обмен данными с DeltaV Continuous Historian

• Управление активами:Интеграция с AMS Device Manager для управления полевыми устройствами

Интеграция систем третьих сторон:

• Интеграция ПЛК:Коммуникация с системами Allen-Bradley, Siemens и другими системами PLC

• Интеграция системы безопасности:Интерфейс с системами безопасности третьих лиц

• Подключение информационных систем:Подключение OPC к системам SCADA, MES и ERP

• Интеграция устаревших систем:Миграция и интеграция с устаревшими системами управления

Архитектура сети:

• Топология системы:Конфигурации звезды, кольца и смешанной сети

• Сетевая сегментация:Сегрегация сетей управления, ввода/вывода и информации

• Редуктивность сети:Двойные сети для критических коммуникационных путей

• Диагностика сети:Постоянный мониторинг состояния и производительности сети

Инженерная и конфигурационная среда

Контроллеры DeltaV сконфигурированы с использованием комплексных инженерных инструментов:

Контрольная студия:

• Графическая конфигурация:Программирование логики блоков функций и лестниц

• Шаблоны модулей управления:Стратегии и шаблоны многоразового контроля

• Импорт/экспорт:Управление библиотеками и контроль версий

• Симуляционная среда:Офлайн-испытания и валидация стратегий контроля

Управление системой:

• Конфигурация контроллера:Конфигурация оборудования и параметры

• Управление загрузкой:Контролируемая загрузка конфигураций на контроллеры

• Контроль версии:Управление пересмотрами и изменениями конфигурации

• Создание документации:Автоматическое создание документации системы управления

Инструменты диагностики и обслуживания:

• Мониторинг онлайн:Просмотр производительности и диагностики контроллера в реальном времени

• Инструменты устранения неполадок:Диагностические дисплеи и управление сигнализацией

• График обслуживания:Прогностическое обслуживание на основе диагностики контроллера

• Оптимизация активов:Рекомендации по мониторингу и оптимизации производительности

Устройства надежности, доступности и обслуживания

Контроллеры DeltaV имеют встроенные функции, обеспечивающие непрерывную работу:

Архитектуры высокой доступности:

• Избыточность контроллера:Контроллеры горячего режима ожидания с автоматическим отказом

• Слишком много ввода/выводаИзбыточные модули В/В и пути связи

• Избыточность энергии:Двойные источники питания с автоматическим переключением

• Редуктивность сети:Двойные сети для критической связи

Диагностические возможности:

• Самодиагностика:Постоянный мониторинг состояния здоровья диспетчера

• Предсказательная диагностика:Анализ тенденций для прогнозного обслуживания

• Регистрация событий:Полная история событий для устранения неполадок

• Мониторинг эффективности:Мониторинг нагрузки и производительности контроллера в реальном времени

Особенности обслуживания:

• Поддержка онлайн:Замена модуля без отключения системы

• Обновления прошивки:Онлайн обновления прошивки контроллера

• Резервное копирование конфигурации:Автоматическое резервное копирование конфигурации контроллера

• Управление запасными частями:Заменяемые модули и компоненты

Безопасность и обеспечение безопасности

Диспетчеры DeltaV оснащены комплексными функциями безопасности:

Функциональная безопасность

• Сертифицированные контроллеры безопасности:Сертификат TÜV для применения в области безопасности

• Протоколы сети безопасности:Безопасная связь для систем безопасности

• Сепарация безопасного приложения:Сегрегация безопасности и базового контроля процессов

• Поддержка жизненного цикла безопасности:Инструменты для проектирования, проверки и валидации систем безопасности

Кибербезопасность:

• Контроль доступа:Ролевой доступ к конфигурации и параметрам контроллера

• Безопасность сети:Брандмауэры, сегментация и безопасные протоколы связи

• Проверка:Всестороннее учет изменений конфигурации и попыток доступа

• Обновления безопасности:Регулярные исправления и обновления безопасности

Спецификации для окружающей среды:

• Рабочая температура:Промышленные температурные диапазоны для различных сред

• Влажность и загрязнение:Защита от промышленных условий

• Соответствие требованиям EMC:Электромагнитная совместимость промышленных установок

• Одобрения для опасных зон:Варианты для установок в засекреченных районах

Применение в различных производственных отраслях

Контроллеры DeltaV используются в различных промышленных приложениях:

Химическая обработка:

• Непрерывные процессы:Процессы управления реактором, дистилляции и разделения

• Операции по партиям:Производство нескольких партий продуктов с управлением рецептами

• Пилотные установки:Масштабируемый контроль от лабораторного до производственного масштаба

• Коммунальные услуги и офсайты:Коммунальные предприятия и контроль систем поддержки

Нефть и газ:

• Производство вверх по течению:Контроль над скважиной, отделение и сжатие

• Операции в середине:Контроль трубопроводов и терминалов

• Дополнительная обработка:Операции на нефтеперерабатывающих предприятиях и смешивание

• Объекты СПГ:Сжижение, хранение и регазификация

Фармацевтика и биотехнологии:

• Производство API:Химический синтез и очистка

• Контроль биореактора:Процессы ферментации и культуры клеток

• Системы очистки:Фильтрация, хроматография и ультрафильтрация

• Коммунальные услуги и CIP:Чистые коммунальные услуги и системы очистки на месте

Производство энергии:

• Производство ископаемого топлива:Управление котлом, управлением турбиной и балансом установки

• Комбинированный цикл:Координация газовых и паровых турбин

• Возобновляемая энергия:Применение солнечной энергии, биомассы и геотермальной энергии

• Распределение мощности:Контроль и защита электрической системы установки

Продукты питания и напитки:

• Линии обработки:Непрерывная переработка и упаковка

• Операции по партиям:Производство и смешивание по рецепту

• Уборка на месте:Автоматизированная уборка и санитария

• Контроль качества:Мониторинг и контроль качества в режиме реального времени

Миграционные пути и пути модернизации

Контроллеры DeltaV поддерживают миграцию от устаревших систем управления:

Миграция устаревшей системы:

• Конфигурация конверсии:Инструменты для преобразования устаревших конфигураций

• Поэтапная миграция:Поэтапная миграция от устаревших к системам DeltaV

• Решения шлюза:Временная интеграция во время миграционных проектов

• Обучение и поддержка:Всеобъемлющие услуги по поддержке миграции

Расширение и модернизация системы:

• Масштабируемая архитектура:Постепенное расширение мощности системы

• Обновление технологии:Усовершенствование контроллера без переработки системы

• Миграция приложений:Перемещение приложений на новые платформы контроллеров

• Улучшение производительности:Повышение производительности контроллеров

Профессиональная практика и системная инженерия

Эффективная реализация контроллера DeltaV требует специализированной экспертизы:

Системная инженерия:

• Конструкция стратегии управления:Разработка эффективных стратегий контроля

• Дизайн архитектуры системы:Распределение контроллера и проектирование сети

• Инженерия производительности:Размер и оптимизация производительности

• Проектирование системы безопасности:Интеграция инструментальных функций безопасности

Наилучшая практика внедрения:

• Конфигурационные стандарты:Разработка и применение стандартов конфигурации

• Процедуры испытаний:Всестороннее тестирование стратегий контроля

• Практика документирования:Полная документация системы

• Программы обучения:Обучение операторов, технического обслуживания и инженерных специалистов

Управление жизненным циклом

• Поддержание системы:Профилактические и прогнозные программы технического обслуживания

• Мониторинг эффективности:Постоянный мониторинг производительности контроллера

• Планирование обновления:Планирование обновления технологии и модернизации системы

• Управление знаниями:Сбор и передача системных знаний

Заключение: Детерминистический контроль качества процесса

Контроллеры DeltaV обеспечивают выполнение детерминированного управления, необходимого для точной, надежной и безопасной работы промышленных процессов.Их интеграция в комплексную систему автоматизации DeltaV создает сплоченную среду управления, поддерживающую постоянное совершенствованиеПоскольку промышленные процессы становятся все более сложными и взаимосвязанными, контроллеры DeltaV развиваются с повышенной мощностью обработки,расширенные функцииПравильное проектирование, конфигурация и обслуживание системы гарантируют, что эти контроллеры обеспечивают производительность, надежность,и безопасность, необходимые для критически важных промышленных приложенийИх дальнейшее развитие отражает прогресс технологий систем управления.внедрение цифровых инноваций при сохранении надежности и детерминизма, необходимых для управления промышленными процессами.