Интеллектуальные производства Доклад на ИПК

Honeywell выпускает первую РСУ и дает толчок всему рынку АСУТП окупаемость инвестиций Щитовое управление Новая эра в АСУТП

Щитовое управление RS3 от Rosemount PROVOX от Fisher IA от Foxboro окупаемость инвестиций Быстро подхвачена конкурентами

РСУ В период вызревшей технологии рост КОИ достиг своего предела. Щитовое управление окупаемость инвестиций Замедление роста КОИ

? РСУ Щитовое управление окупаемость инвестиций Как совершить прорыв?

А может он лететь еще быстрее? Технологии нового поколения требуют нового подхода

По аналогии с авиацией… Для получения МАКСИМАЛЬНОГО результата, надо разработать новый фюзеляж, новые крылья, новую авионику….

Коммуникационные технологии

20 минут и $200 Одноразовые принтеры

Новая роль КИПиА... Мощность бортовых микропроцессоров дает скачок в функциональности. Приборы становятся серверами данных в архитектуре АСУТП. Приборы становятся частью системы управления. Диагностика и цифровая полевая шина повышают информационную ценность прибора.

Ethernet Частные Распространение Ethernet Источник: ARC

Пионеры Энтузиасты Раннее большинство Позднее большинство Копуши Жизненный цикл воспринятия технологии Foundation Fieldbus DP DeviceNet OPC AS-i XML Ethernet ActiveX

Архитектура АСУТП Клапаны Двигатели PCs PLCs Business Systems РСУ Приборы качества LIMS

Новая архитектура АСУТП, использующая возможности интеллектуальных приборов для повышения эффективности работы предприятия

Принципиально новая система

Архитектура современных систем управления

Щитовое управление РСУ окупаемость инвестиций Развитие систем управления

ПК на базе Intel Pentium IEEE Ethernet и TCP/IP Microsoft Windows NT 4.0 Ядро БД Objectivity Операторская графика от Стандарт OPC МЭК FOUNDATION fieldbus и HART Языки управления МЭК S88.01 Управление алармами EEMUA 191 XML Опирается на новейшие технологии

Снижение расходов на монтаж Легкость внедрения Усовершенствованное управление без предрассудков Простая информационная интеграция Архитектура современных систем управления позволяет

Масштабируемость Масштабируемость 120 узлов в сети управления До 100 контроллеров До 60 АРМ Каналы в/в От 25 до 30, узлов в сети управления До 100 контроллеров До 60 АРМ Каналы в/в От 25 до 30,000

Масштабируемость Масштабируемость Наименьшая РСУ включает 2 в/в, а наибольшая – около Система может наращиваться в горячем режиме и малыми приращениями по функциям и по цене. Все возможности системы сохраняются при любом размере. Общая БД и простой доступ к данным вне зависимости от размера. Размер Цена РСУ в/в

Клеммные блоки со встроенными плавкими предохранителями Резервированная сеть управления Проводка от КИП Контроллер Модули в/в Блок питания Контроллер Контроллер Рейка DIN Сертификация Cenelec Zone 2 Заявка на TUV SIL 2 Искробезопасный в/в Защита печатных плат для ISA G3 Модернизация он-лайн Не требуется внешней разводки питания цепей приборов ЭНП не использует батарейки Сертификация Cenelec Zone 2 Заявка на TUV SIL 2 Искробезопасный в/в Защита печатных плат для ISA G3 Модернизация он-лайн Не требуется внешней разводки питания цепей приборов ЭНП не использует батарейки

Резервирование контроллера Не требуется настройка Нет проводов Безударный переход Резервируются: контроллер, питание и коммуникация Добавляется в горячем режиме Не требуется настройка Нет проводов Безударный переход Резервируются: контроллер, питание и коммуникация Добавляется в горячем режиме Активный Резервный

Варианты монтажа

Искробезопасный ввод-вывод Изолятор И.Б. блок питания И.Б. платы ввода-вывода

Резервированный ввод-вывод Две одинаковые платы с внутренним переключением Резервирование в/в работает в точности как для контроллера –Автоматическое распознавание (включи и работай) –Быстрое переключение –Нет проводов –Просто!

Контроллер MD Увеличение производительности в 4 – 5 раз 100 MB Ethernet Поддерживает резерв в/в Необходим для РПС Модернизация он-лайн New!

Системное время Узлы синхронизированы до 50 мс Стандартный NTP протокол Каждая станция является резервным сервером времени à Регистрация событий à Плата 16 DI SOE à Метка времени 1 мс à NTP-сервер повышает точность до ±3 мс для РПС Сервер NTP

Регистрация последовательности событий Протокол синхронизации времени – NTP Можно использовать GPS Необходимо для РПС Разрешение метки события 1 мс Специальная плата 16 DI Сервер времени

Простые приборы Сложные приборы TMTM TM Fieldbus Бит Байт Блок Чтение переменных Логич. управл Управление процессом и диагностика Devicebus AS-i Seriplex FIP I/O Sensorbus CAN DeviceNet SDS LonWorks Interbus S P-Net WorldFIP Profibus DP & FMS H1 & HSE Profibus PA Поддержка полевых шин AS-i Profibus-DP DeviceNet

Шина AS-i

Плата интерфейса AS-i 31 прибор на сегмент 2 сегмента на плате Новый прибор добавляется в горячем режиме Приборы распознаются автоматически

Архитектура шины AS-i

Шина Profibus DP

Плата интерфейса Profibus DP 64 прибора на сегмент Один сегмент на плате Устройства добавляются в режиме он-лайн

Архитектура Profibus DP

TM

Основная полевая шина - FOUNDATION Fieldbus TM

ЧТО ТАКОЕ FOUNDATION FIELDBUS? TM Полевая шина FOUNDATION fieldbus является полностью цифровой последовательной двунаправленной коммуникационной системой со скоростью обмена 31,25 Кбит/с, с помощью которой обмениваются данными такие "полевые" устройства, как сенсоры, приводы и контроллеры. Полевая шина (Fieldbus) представляет собой Локальную Вычислительную Сеть (ЛВС) для приборов, используемых в автоматическом управлении технологическим процессом, со встроенными возможностями распределения управляющих приложений по всей сети

Основная полевая шина - FOUNDATION Fieldbus TM

Основная полевая шина - FOUNDATION Fieldbus TM

Основная полевая шина - FOUNDATION Fieldbus TM

Основная полевая шина - FOUNDATION Fieldbus TM

Основная полевая шина - FOUNDATION Fieldbus TM

Основная полевая шина - FOUNDATION Fieldbus TM

Плата H1

Интерфейс Fieldbus 16 устройств на сегмент 2 сегмента на плате Новый прибор добавляется в горячем режиме Приборы распознаются автоматически Легко настроить и обслуживать Работает на сотнях заводов! TM

Полевая шина FOUNDATION Fieldbus H1 segment 8 DI; 8 DO Zone 2 8 RTD/TC inputs Zone 1

Использование FOUNDATION fieldbus обеспечивает убедительные преимущества 70% -е сокращение места, занимаемого пультами управления; 84% -е сокращение числа контактных соединений; 93% -е сокращение числа плат в/в; 98% -е сокращение магистральных кабелей; 74% -е сокращение проводки; 85% -е сокращение времени ввода в эксплуатацию; 88% -е сокращение суммарных трудозатрат; 75% -е сокращение продолжительности проверок контура управления; 92% -я экономия при расширении производства (оценка) ; 90% -я экономия времени на конфигурировании.

Традиционный в/в Полевая шина Сокращение физического размера

Очевидная экономия кабеля

1626 м 146 м 0.6 кв.м 192 чел*час 15 чч 8 кв.м КАБЕЛЬ ЩИТОВАЯ ПУСКОНАЛАДКА91%92%92% Сокращение

Интеллектуальные приборы

Резервирование планировщика шины АПС резервируется Если плата DeltaV H1 выходит из строя, планировщик в датчике берет на себя задачу АПС. После восстановления платы, DeltaV автоматически возвращает себе управление шиной Управление по шине не прерывается. АПС резервируется

Снижение расходов на монтаж Легкость внедрения Усовершенствованное управление без предрассудков Простая информационная интеграция Архитектура современных систем управления позволяет

Встроенный операторский интерфейс Единая глобальная БД конфигурации Быстрый и удобный доступ к алармам и событиям Готовые экранные формы Единая глобальная БД конфигурации Быстрый и удобный доступ к алармам и событиям Готовые экранные формы Visual Basic

Встроенная система архивирования

Easy Any Size Plant Aware DeltaV Historian Настройка архивирования прямо в Студии Управления Сжатие данных Настройка архивирования прямо в Студии Управления Сжатие данных

Continuous Historian l Комбинация исторических данных и данных реального времени на одном графике l События для регистрируемых модулей в режиме он-лайн l Комбинация исторических данных и данных реального времени на одном графике l События для регистрируемых модулей в режиме он-лайн Сжатие или увеличение шкалы времени

Доступ к данным через Интернет Видеокадры Отчеты Тренды

Тревожная сигнализация Оператор получает только ему предназначенные тревожные сообщения Все алармы одинаково представлены: –Меткой времени –Квитированием –Приоритетом –Сиреной… Срабатывание аларма может вызываться одной переменной или комбинацией переменных Алармы можно динамически менять для настройки на новый режим установки EEMUA 191- Alarm Systems (1999)

DeltaV Explorer l Авто-обнаружение новых узлов l Авто-адресация контроллеров l Авто-определение типа плат l Авто-обнаружение новых узлов l Авто-адресация контроллеров l Авто-определение типа плат

Control Studio Интуитивно-понятный интерфейс – создание алгоритмов в графическом режиме Нет компиляции Этот же программный код выполняется в контроллере Интуитивно-понятный интерфейс – создание алгоритмов в графическом режиме Нет компиляции Этот же программный код выполняется в контроллере

Журнал версий конфигурации Различия в графике История модуля Различия в тексте

Plant LAN Служба удаленного доступа Удаленное управление, диагностика и конфигурирование Архитектура клиент- сервер Удаленные клиенты ничем не отличаются от локальных

Снижение расходов на монтаж Легкость внедрения Усовершенствованное управление без предрассудков Простая информационная интеграция Архитектура современных систем управления позволяет

Позволяют инженеру средней квалификации быстро внедрить современные алгоритмы управления и повысить производительность установки. Современные системы упрощают сложные вещи!

Усовершенствованное управление Контроль за качеством управления Автоматически настраивает контуры Простое в применении управление по модели с прогнозированием(УМП) Виртуальные сенсоры на базе нейронных сетей Лучшее управление чем ПИД DeltaV Inspect DeltaV Tune DeltaV Fuzzy DeltaV Predict Инжиниринг, имитация, тренажеры DeltaV Neural DeltaV Simulate DeltaV Offline

Качество регулирования, Утилизация. Точно показывает источник проблемы Инспектор

Автонастройщик Автонастройщик Простой интерфейс Поддерживает ПИД и НЛ Работает с полевой шиной Не нарушает управление во время настройки Полностью интегрирован

Имитация динамического отклика

Нечеткая логика Готовая стратегия управления на основе ТНМ

Изменение задания Возмущение Нечеткая логика ПИД Нечеткая логика ПИД Нечеткая логика ПИД Нечеткая логика ПИД Fuzzy против ПИД

Прогноз - встроенное УМП

Готовый операторский интерфейс для УМП Прогноз

Передовые технологии усовершенствованного управления. SMOC - передовой программный продукт для крупномасштабного УМП и оптимизации Усовершенствованное управление RTO+ - высокоуровневая отптимизация в реальном времени IPM+ - контроль ТЭП в реальном времени MSPC+ - многопараметрическое статистическое управление для непрерывных и периодических процессов

время Традиционный путь внедрения УМП Разработка 6 месяцев В среднем через 6 месяцев качество регулирования падает Окупаемость инвестиций

время Усовершенствованное управление DeltaV ускоряет внедрение DeltaV Predict Традиционное УМП 6 недель

Окупаемость инвестиций время Усовершенствованное управление DeltaV Predict Традиционное УМП Быстрое внедрение Постоянное качество Быстрое внедрение Постоянное качество

Имитация сигналов в/в Имитатор OPC Read of OUT parameter OPC Write to Simulate

n Среда разработки DeltaV включая имитацию на отдельном ПК Имитация в DeltaV Инструменты разработки Библиотека Имитация сигналов

DeltaV SimulatePro для тренажеров

Экономический эффект от УУ УУ позволяет поднять производительность завода –Повышает стабильность процесса –Повышает качество продукции –Снижает затраты производства –Повышает мощность установки УУ сокращает проектные затраты –Встроенное УУ исключает покупку ПО третьих фирм. –DeltaV Simulate и DeltaV Offline сокращают время разработки и наладки. –DeltaV Simulate и DeltaV Offline сокращают затраты на обучение операторов.

Снижение расходов на монтаж Несравнимая легкость внедрения Лидер рынка в управлении гибкими производствами Усовершенствованное управление без предрассудков Простая информационная интеграция Архитектура современных систем управления позволяет

Последовательный интерфейс PLC Network l Modbus Master l Modbus Slave l DH l DH+ l AB RS485 l Программируемый Plant LAN

Как было и как сейчас Application X OPC Interface... Эффективен для производителей Прост во внедрении для интеграторов Прост в сопровождении для пользователей OPC Server B OPC Server A OPC Server C Application Y OPC Interface Server B Server A Server C Application X Application Y...

OPC Integration App Node PI Server LCN Fieldbus Network Plant LAN OPC Server OPC Mirror OPC Server EHM OPC Server Aspen DMC OPC Client SAP OPC Client

OPC Mirror l Просмотр содержимого OPC сервера l Конфигурирование перетаскиванием l Производитель- ность >2000 значений в секунду

СРЕДСВА УПРАВЛЕНИЯ АКТИВАМИ(AMS)

Промышленность США ежегодно тратит на техническое обслуживание свыше 200 миллиардов долларов. Издержки технического обслуживания на производстве обычно составляют от 15% до 40% стоимости выпускаемых товаров. На западных рынках издержки технического обслуживания в пять раз превышают стоимость создания производства. Свыше 60 миллиардов долларов теряется каждый год из-за неэффективного управления техническим обслуживанием. СРЕДСВА УПРАВЛЕНИЯ АКТИВАМИ(AMS)

Затраты на техническое обслуживание сокращаются на 50-80% Число отказов оборудования сокращается на 50-60% Склад запасных частей сокращается на 20-30% Простои оборудования сокращаются на 50-60% Выплата премий за сверхурочные сокращается на 20-50% Срок службы оборудования возрастает на 20-40%. Производительность увеличивается на 20-30% Прибыль возрастает на 25-60% СРЕДСВА УПРАВЛЕНИЯ АКТИВАМИ(AMS)

Плановая проверка Нет проблем Отказ ЗакупоркаСдвиг нуля Сбилась калибровка 35% 28% 20% 6% 4% Источник: Dow Chemical 63% выходов на объект можно исключить! Сокращение затрат на обслуживание

Основывается на выборке из 230 клапанов, запланированных для снятия и разборки % OK Регулировка ДемонтажРемонт на линии 69% клапанов можно не снимать! Источник: DuPont Сокращение затрат на обслуживание

AMS дает легкий доступ к данным приборов Назначение AMS: –Конфигурирование –Управление калибровкой –Диагностика и контроль –Автоматизированное документирование AMS – это АРМ инженера КИП и А Управление и обслуживание объединяются в одной системе

Место установки AMS AMS можно установить 1 На отдельном ПК 2 На инженерной станции 3 На интеграционной станции 2 1 AMS Станция КИПиА Инженерная станция Заводская ЛВС Сеть Ethernet Интеграционная станция 3

Калибровка Диагностика Конфигурирование Журнал действий

Современные системы в полной мере использует интеллект приборов

Информация от клапана Реальное положение штока Общий пробег штока Сигнализация по отклонению Расширенная диагностика

Примеры прогнозирования отказов à Мотор генерирует сигнал тревоги, если à чрезмерная вибрация à чрезмерная температура à Датчик генерирует сигнал тревоги, если à сенсор деградирует, à температура превысила максимально допустимую по паспорту, à показания двух сенсоров отличаются больше, чем на заданную величину. Датчик температуры Двигатель

Примеры прогнозирования отказов à Датчик дифф.давления обнаруживает заблокирован- ные импульсные линии! à Датчик O 2 выдает сигнал тревоги, когда сенсор загрязняется à Это очень важно для оптимального управления печью Датчик O 2 Датчик давления

Тревожные сообщения оператору Mon 15:10:04 Time REACTOR1FV-101/Drive FailureReactor 1 inlet valveStem Drive FailureHIGHCRITICAL UnitAlarm ParameterModule DescriptionAlarm MessageAlarmPriority Alarm Summary Insertion Mon 15:10:04Reactor 1 inlet valveFV-101/Drive FailureFAILEDCRITICAL Alarm Quick Info Popup

Прогнозирование отказов – реальность

Измените практику работы Было Стало

Тревожные сообщения – на пейджер 9/29/00 2:11 am FT-100 Sensor plugged… BROADCAST

Окупаемость инвестиций Отлаженная технология приносит плоды Сокращение затрат Полевые шины Передовое ПО Управление в приборах Встроенное УУ Открытая для интеграции Привносит интеллект в производство И позволяет делать это ПРОСТО!