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Welker Electric
新型自动化系统为过程控制创造不同
类别:行业新闻   发布时间:2016-02-15 03:03:16   浏览:1014次 [返回]

通过安装新型自动化系统,用户可以降低工厂的总体运营成本, 缩短停机时间并能节省维护成本。

                

许多过程工厂仍然采用已经过时的分布式控制系统(DCS)。随着DCS逐渐达到其使用寿命,升级到新型自动化系统势在必行。
罗克韦尔自动化过程技术顾问MichaelVernak认为,新型自动化系统可提升过程性能。与早期DCS不同,它具备一系列最先进的过程控制功能,能带来诸多优势。
新型自动化系统还允许非编程人员创建各种报表,以简单易懂的格式提供数据。
最主要的是性能优势
新型自动化系统主要在以下几个方面优于早期DCS:性能、集成和成本。
例如,凭借新型自动化系统,用户可以通过多种方式增强过程控制。新型自动化系统的基本PID控制算法比早期系统更为精细,响应速度更快,可提升所有标准PID回路的控制。PID回路的自整定通常是内置的,从而可为整定参数提供更好的初始值,还有助于不断进行调整和改进。
除基本PID算法外,现代化的自动化系统还包含其它调节控制选项,例如增强型PID和用户自定义指令。增强型PID采用PID等式的速度型算法,即回路通过偏差的变化来更改输出。用户自定义指令(由用户创建的自定义指令)用于封装常用的功能或设备控制。
新型自动化系统还具有基于模型的功能块和模糊逻辑等内置的高级过程控制(APC)功能。这些功能可用于创建用户自己的APC应用程序。这些工具的关键组件是标准的自定义功能块,可使用多种方法将它们互连来开发APC应用程序。将标准和自定义APC功能块相结合,用户就能够控制无法通过简单PID或其它调节控制方法(例如,增强型PID或用户自定义指令)调节到可接受水平的回路。
与早期DCS相比,新型自动化系统具备增强的报警和事件处理功能。这可提高操作员绩效,并为负责工厂运营分析和绩效提升的工程师提供更有价值的数据。
对报警处理的改进包括能够排定报警优先顺序,从而减少报警泛滥并更易于确定报警的根本原因。工厂人员可使用带时间戳的报警和事件详细列表分析过程干扰和其它异常状况。通过此类分析,可以更快速地确定根本原因,便于维护人员从源头纠正问题。
新型自动化系统还允许非编程人员创建各种报表,以简单易懂的格式提供数据。简单易懂的报表有助于更好地了解工厂绩效,更利于改善运营。使用早期DCS创建报表通常十分困难。
性能方面,与早期DCS相比,新型自动化系统可减少故障的发生。此外,供应商会不断为其最新的自动化系统产品添加新的特性和功能,而这些新增内容(特别是软件相关的升级)通常可以低价甚至免费获取。

                       
使用现代化的自动化系统,过程工厂可提高产量、缩短停机时间和优化质量,从而实现全部价值。
相比之下,早期DCS只能由一个供应商提供简单的支持。早期DCS通常基于过时的硬件和软件构建而成,因此要寻找支持人员十分困难。
可立即集成
由于新型自动化系统采用行业标准的数据交换协议和接口(如EtherNet/IP和OPC),因此可更加轻松地与APC等第三方应用程序进行集成。而对于早期DCS,集成时通常需要自定义编码,还要购买并安装价格高昂的硬件通信网关。
与第三方应用程序进行集成可带来诸多优势。集成可以使整个企业立即获取数据。例如,最常用的一种集成方法是基于浏览器的访问,其中自动化系统充当Web服务器。用户可通过任意浏览器访问自动化系统数据,而无需在其PC或移动设备上安装软件。
集成也可以使相关方获取数据,对于不同的用户组,访问级别也会不同。高层管理人员可能只希望查看某些高层级的运营数据,而工厂工程师可能需要完全访问权限,包括更改自动化系统设置的权限。
将第三方应用程序与新型自动化系统集成的另一优势在于,无需手动输入数据。如果使用早期DCS,应用程序间的集成通常十分困难且非常昂贵,因此需要通过手动输入的方式将数据从第三方应用程序传输到DCS。从手动输入数据转为以电子方式输入数据可以降低劳动力成本,并能提高准确性以及数据交换速度。
新型自动化系统还可与制造执行系统(MES)软件集成,包括人机界面(HMI)、数据库、历史数据程序及其它软件包,如资产管理、报警和事件处理、数据分析、仿真、非线性回路整定、工厂绩效监控和纵向市场过程控制等。
这些专用软件包都需要与自动化系统交换数据,而且通常是以高速进行交换。这些软件包很可能基于PC,现代化自动化系统的HMI也是如此。新型自动化系统中的控制器可能并不基于PC,但要对其进行优化,以便与基于PC的应用程序进行通信。
Vernak认为,现代化的自动化系统在设计时就考虑了对现代化通信硬件和软件标准的支持。系统通常会具备多个以太网端口,支持EtherNet/IP和ModbusTCP/IP等协议。相比之下,早期DCS通常未配有以太网通信端口,而是依赖于过时的低速串行接口。
对多种通信协议的支持还有助于用户充分利用智能仪表、分析仪、阀门、电机起动器和变频器。智能设备中包括一条高速双向数字量数据链路(例如EtherNet/IP),设备可通过此链路与自动化系统交换多个数据点。除过程变量外,智能设备还可传送设备健康状况、诊断及校准的相关信息。反过来,自动化系统可以向设备发送相关命令,进行校准和其它操作,如打开或关闭智能阀。
早期DCS无法与各种智能设备进行通信,尤其是在设备采用不同的通信协议时。很多情况下,还需要使用通信网关,这会增加解决方案的成本。
可节约成本
早期DCS通常无法使现代化过程工厂的运行达到最优状态。次优的性能将为工厂增加许多成本,其中既包括如停机时间过长产生的成本等一些显而易见的成本,也包括一些不太明显的隐性成本。
例如,无法达到最大设计产量、质量欠佳以及能源过度消耗等均为隐性成本。还有其它一些隐性成本,如对报警和事故的响应时间过长以及对工厂运营和维护人员的需求过高。
现代化的自动化系统不仅可以消除这些成本从而证明所需投资的合理性,而且还可带来其它益处,例如可提升安全性、增强远程访问水平以及实施预测性维护等。