Proficy Process Systems - system sterowania kluczowymi obiektami wod-kan

Systemy, które wybierane są do takich zadań, powinny działać bezawaryjnie, dlatego coraz częściej stosuje się niezawodne, redundantne rozwiązania przeznaczone do prowadzenia procesów ciągłych, które oprócz funkcji sterującej integrują również wizualizację pracy obiektu oraz archiwizują dane procesowe. Przykładem takiego rozwiązania jest Proficy Process Systems - system klasy DCS firmy GE Intelligent Platforms.

PRODUKCJA WODY PITNEJ - SKOMPLIKOWANY PROCES

Rys. 1. Warstwa sterowania Proficy Process Systems w zastosowaniach w branży wod-kan

Proces produkcji wody pitnej uzależniony jest od sposobu jej pozyskania, ale w każdym przypadku jest bardzo złożony - składa się na niego szereg następujących kolejno po sobie etapów, których celem jest usunięcie zanieczyszczeń, zawiesin i związków refrakcyjnych, wzbogacenia wody w związki mineralne i pierwiastki jak sód, potas, magnez oraz zabezpieczenia wody przed wtórnym skażeniem.

Obiekty technologiczne w stacjach uzdatniania odpowiedzialne są dodatkowo za odgazowanie wody z dwutlenku węgla, natlenianie, filtrację i dezynfekcję, muszą działać bezawaryjnie i w sposób ciągły zgodnie z wymogami technologicznymi, monitorując parametry pracy samych urządzeń jak i produkowanej wody - wszystko po to, aby woda zdatna do picia spełniała wymogi wynikające z przepisów obowiązujących w Unii Europejskiej.

Produkcja ciągła wymusza, aby wszystkie kolejne elementy procesu technologicznego były ze sobą ściśle powiązane pomimo bardzo dużego rozproszenia, umożliwiając bieżącą kontrolę, automatyczne sterowanie i wizualizację procesu oraz archiwizację danych historycznych, pozwalając na prześledzenie procesu produkcji w razie potrzeby.

Z tego powodu zakłady produkcji wody wymagają rozwiązań, które będą w stanie w pełni poprowadzić proces technologiczny oraz będą cechowały się szybkim i intuicyjnym wdrożeniem oraz niskimi kosztami posiadania. Do takich zadań z pewnością można polecić Proficy Process Systems - który oprócz wymogów podyktowanych przez technologię dostarcza w atrakcyjnej cenie znacznie więcej.

KOMPLEKSOWY SYSTEM STEROWANIA DLA BRANŻY WOD-KAN

Proficy Process Systems to zestaw narzędzi oraz rozwiązań sprzętowych, które pozwalają na pełną realizację procesów technologicznych w branży wodociągowej. System ma architekturę warstwową, w której możemy wydzielić warstwę aplikacyjną odpowiedzialną za konfigurację systemu, wizualizację pracy oraz archiwizację danych, warstwę sterowania, w której pracują stacje procesowe odpowiedzialne za wykonywanie strategii działania zgodnie ze stosowaną technologią produkcji i uzdatniania wody oraz warstwę wejść/wyjść, w której pracują oddalone układy wejść/wyjść odpowiedzialne za zbieranie danych i przesyłanie ich do kontrolera oraz komunikację z urządzeniami obiektowymi.

Taki model architektury sprawia, że system staje się bardziej przejrzysty oraz daje możliwość rozbudowy i konfiguracji w ruchu. W zależności od rozmiaru oraz potrzeb obiektu, warstwa aplikacyjna systemu może mieć charakter jednostanowiskowy, integrując w jednym miejscu narzędzie do konfiguracji systemu, konsolę operatorską do weryfikacji pracy obiektu oraz repozytorium danych lub wielostanowiskowy, rozpraszając go na wielu stanowiskach.

Warstwę sterowania stanowią wydajne kontrolery PAC, które są w stanie przetworzyć tysiące sygnałów w czasie kilku milisekund. Rozbudowane algorytmy sterowania wszystkimi urządzeniami pracującymi na obiekcie mogą być wykonywane przez jeden kontroler, dzięki czemu zarządzanie całym systemem staje się prostsze.

W aplikacjach o znaczeniu krytycznym warstwa sterowania może być redundantna, czyli mieć podwojone procesory, podnoszące dostępność całego systemu sterowania. Taka architektura sprawia, że system sterowania jest odporny na pojawiające się awarie i uszkodzenia, gwarantując ciągłość procesu produkcyjnego.

KONFIGURACJA I PARAMETRYZACJA SYSTEMU

Rys. 2. Warstwa aplikacyjna Proficy Process Systems

Koncepcja rozwiązania Proficy Process Systems zakłada pełną integrację wszystkich elementów systemu w jedno spójne rozwiązanie, uwzględniając sterowanie i wizualizację obiektu. W zależności od rozmiarów aplikacji Proficy Process Systems dostarczany jest z licencją pozwalającą na obsługę od 250 punktów (wejść/wyjść) do licencji niemającej ograniczeń.

Ponadto występuje w dwóch wersjach, które różnią się od siebie funkcjonalnością. Wersja Standard pozwala na konfigurację kontrolerów oraz wizualizację procesu na jednej konsoli operatorskiej, natomiast wersja Premier dodatkowo na archiwizację danych oraz kontrolę wersji aplikacji. Wizualizacja pracy systemu może być realizowana na kilku konsolach operatorskich jednocześnie.

Standardowym elementem obu wersji są natomiast gotowe, predefiniowane bloki funkcyjne oraz skorelowane z nimi graficzne elementy pozwalające na wizualizację prowadzonego procesu. Bloki funkcyjne to elementy, które eliminują potrzebę pisania programu sterującego od podstaw - programista, budując algorytm sterowania, umieszcza je w programie w określonym kontekście technologicznym. Gotowe, przetestowane bloki funkcyjne pozwalają na obsługę dowolnego obiektu, skracając czas programowania i implementacji systemu.

PARAMETRYZACJA ZAMIAST PROGRAMOWANIA SYSTEMU

Proces budowania algorytmu sterowania może zostać zastąpiony procedurą parametryzacji gotowego algorytmu przygotowanego przez GE Intelligent Platforms - dla rozwiązań wodociągowych opracowano zestaw gotowych algorytmów sterowania urządzeniami spotykanymi na większości instalacji w branży wod-kan.

Gotowe algorytmy sterowania to fragmenty gotowego, przetestowanego na wielu obiektach kodu, które bazują na standardowych blokach funkcyjnych dostarczanych wraz z licencją Proficy Process Systems. Ich wykorzystanie maksymalnie skraca czas wdrożenia rozwiązania na obiekcie oraz daje użytkownikowi pewność, że poszczególne urządzenia będą sterowania i wizualizowane w prawidłowy sposób.

MIGRACJA ISTNIEJĄCYCH OBIEKTÓW DO PROFICY PROCESS SYSTEMS

Rys. 3. Licencje Proficy Process Systems

Dla użytkowników, którzy w swoich zakładach posiadają już kontroler serii 90-30, bardzo istotna może okazać się informacja, że w prosty sposób i przy niewielkich nakładach finansowych można go migrować do nowoczesnej technologii PACSystems, na której bazuje rozwiązanie Proficy Process Systems - jest to pierwszy krok w migracji, zmierzającej do posiadania systemu klasy DCS w swoim przedsiębiorstwie.

Przygotowany program migracji pozwala uzyskać dodatkowy upust do 40% przy aktualizacji obecnego systemu sterowania. Konstrukcja i wymiary stacji procesowych Proficy Process Systems pozwalają na wykorzystanie w nowym systemie posiadanych modułów sterownika 90-30 - wymienić trzeba tylko jednostkę centralną, kasetę montażową oraz zasilacz systemowy.

Nowa platforma sprzętowa daje znacznie większe możliwości komunikacyjne, wydajnościowe oraz pozwala na budowanie systemów sterowania w różnych architektach - autonomicznych, rozproszonych lub redundantnych. Jeśli chcemy wykorzystać posiadany program sterujący - nie ma problemu, jest to możliwe.

Drugim krokiem w migracji jest pełna integracja sterowania z wizualizacją i archiwizacją danych - możliwe jest to dzięki gotowym obiektom funkcyjnym i skorelowanym z nimi obiektami graficznymi licencji Proficy Process Systems.

Piotr Adamczyk
ASTOR
www.astor.com.pl