Architecture du système DCS et SIS Yokogawa : CENTUM VP et ProSafe-RS

Introduction aux systèmes de contrôle Yokogawa

Yokogawa est depuis longtemps reconnue comme un chef de file dans l'automatisation industrielle et les systèmes de contrôle d'usine. Son système de contrôle distribué phare CENTUM VP (DCS) et son système instrumenté de sécurité ProSafe-RS (SIS) offrent des solutions fiables de contrôle des procédés et d'arrêt d'urgence. Ces plateformes allient haute performance et redondance robuste, les rendant indispensables dans des secteurs tels que le pétrole et le gaz, la pétrochimie et la production d'énergie.

Présentation du système de contrôle distribué CENTUM VP

Le DCS CENTUM VP offre un environnement intégré de contrôle de production. Contrairement aux architectures client/serveur traditionnelles, Yokogawa répartit la base de données sur chaque station de contrôle terrain (FCS). Cette conception garantit une redondance avec des temps de basculement inférieurs à 1 milliseconde. Ainsi, les opérateurs bénéficient d’un contrôle ininterrompu même en cas de défaillance matérielle.

Évolution du F-I/O vers le N-IO

Les générations précédentes reposaient sur des modules d’E/S terrain (F-I/O). Cependant, le dernier CENTUM VP R6 a introduit les E/S réseau (N-IO), qui simplifient l’ingénierie et réduisent le temps d’installation. De plus, le N-IO prend en charge des affectations de signaux flexibles, facilitant l’extension du système. Cette innovation reflète l’engagement de Yokogawa à réduire les coûts sur le cycle de vie dans les projets d’automatisation d’usine.

Réseau de contrôle Vnet/IP à haute vitesse

La colonne vertébrale du CENTUM VP est Vnet/IP, un réseau de contrôle basé sur Ethernet gigabit conforme aux normes IEEE 802.3. Il garantit la mise à jour des écrans opérateurs en moins d’une seconde. Par conséquent, les opérateurs disposent d’une visibilité en temps réel sur les opérations de l’usine, ce qui est crucial pour les industries nécessitant une surveillance précise.

Composants clés du système

L’architecture de Yokogawa comprend plusieurs stations essentielles :

• FCS (Station de contrôle terrain) : Exécute la logique de contrôle et gère les bases de données distribuées.

• NIU (Unité d’interface de nœud) : Relie les contrôleurs aux modules d’E/S.

• N-IO (E/S réseau) : Assure une gestion flexible et évolutive des entrées/sorties.

• FIO (E/S terrain) : Modules anciens encore utilisés dans de nombreuses usines.

• HIS (Station d’interface homme-machine) : Poste de travail opérateur pour la surveillance et le contrôle.

• ENG (Station d’ingénierie) : Centre névralgique pour la configuration et la maintenance.

Avantages de l’architecture à base de bases de données distribuées

Contrairement aux systèmes client/serveur, la base de données distribuée de Yokogawa réside directement dans les contrôleurs. La station d’ingénierie principale détient une copie, mais la base de données principale reste dans la FCS. Cette approche améliore la fiabilité, réduit les points de défaillance uniques et assure une récupération plus rapide. De plus, elle s’aligne sur les tendances modernes des automates programmables et des DCS vers la décentralisation.

Intégration avec les systèmes instrumentés de sécurité (SIS)

Le SIS ProSafe-RS s’intègre parfaitement avec CENTUM VP. Il offre des capacités d’arrêt d’urgence tout en maintenant la communication avec le DCS. Ainsi, les opérateurs peuvent gérer à la fois le contrôle des procédés et les fonctions de sécurité au sein d’une interface unifiée. Cette intégration réduit la complexité et améliore la conformité aux normes de sécurité de l’usine.

Scénarios d’application et solutions

• Pétrole et gaz : Arrêt d’urgence fiable lors des opérations de forage ou de raffinage.

• Production d’énergie : Surveillance en temps réel des turbines et chaudières avec contrôle redondant.

• Usines chimiques : Extension flexible des E/S pour les nouvelles lignes de production.

• Pharmaceutique : Respect des normes strictes de sécurité tout en maintenant l’efficacité de la production.