สถาปัตยกรรมระบบ Yokogawa DCS และ SIS: CENTUM VP และ ProSafe-RS

แนะนำระบบควบคุมโยโกกาวา

โยโกกาวา ได้รับการยอมรับมายาวนานในฐานะผู้นำด้านระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและระบบควบคุมโรงงาน ระบบควบคุมแบบกระจาย CENTUM VP (DCS) และระบบเครื่องมือความปลอดภัย ProSafe-RS (SIS) ของบริษัทมอบการควบคุมกระบวนการที่เชื่อถือได้และการปิดเครื่องฉุกเฉิน แพลตฟอร์มเหล่านี้ผสมผสานประสิทธิภาพสูงกับความซ้ำซ้อนที่แข็งแกร่ง ทำให้เป็นสิ่งจำเป็นในอุตสาหกรรมเช่น น้ำมันและก๊าซ ปิโตรเคมี และการผลิตไฟฟ้า

ภาพรวมระบบควบคุมแบบกระจาย CENTUM VP

ระบบ CENTUM VP DCS มอบสภาพแวดล้อมการควบคุมการผลิตแบบบูรณาการ แตกต่างจากสถาปัตยกรรมไคลเอนต์/เซิร์ฟเวอร์แบบดั้งเดิม โยโกกาวากระจายฐานข้อมูลไปยังแต่ละสถานีควบคุมภาคสนาม (FCS) การออกแบบนี้รับประกันความซ้ำซ้อนโดยมีเวลาสลับเปลี่ยนต่ำกว่า 1 มิลลิวินาที ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานจึงสามารถควบคุมได้อย่างต่อเนื่องแม้ในช่วงที่ฮาร์ดแวร์ล้มเหลว

วิวัฒนาการจาก F-I/O สู่ N-IO

รุ่นก่อนหน้านี้ใช้โมดูลอินพุต/เอาต์พุตภาคสนาม (F-I/O) อย่างไรก็ตาม CENTUM VP R6 รุ่นล่าสุดได้นำเสนออินพุต/เอาต์พุตเครือข่าย (N-IO) ซึ่งช่วยให้งานวิศวกรรมง่ายขึ้นและลดเวลาการติดตั้ง นอกจากนี้ N-IO ยังรองรับการกำหนดสัญญาณที่ยืดหยุ่น ทำให้การขยายระบบง่ายขึ้น นวัตกรรมนี้สะท้อนถึงความมุ่งมั่นของโยโกกาวาในการลดต้นทุนตลอดอายุการใช้งานในโครงการระบบอัตโนมัติโรงงาน

เครือข่ายควบคุมความเร็วสูง Vnet/IP

โครงสร้างหลักของ CENTUM VP คือ Vnet/IP ซึ่งเป็นเครือข่ายควบคุมอีเธอร์เน็ตความเร็วกิกะบิตที่เป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 802.3 รับประกันการอัปเดตหน้าจอผู้ปฏิบัติงานภายในหนึ่งวินาที ส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถมองเห็นการทำงานของโรงงานแบบเรียลไทม์ ซึ่งมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมที่ต้องการการตรวจสอบอย่างแม่นยำ

ส่วนประกอบสำคัญของระบบ

สถาปัตยกรรมของโยโกกาวาประกอบด้วยสถานีสำคัญหลายแห่ง:

• FCS (สถานีควบคุมภาคสนาม): ดำเนินการตรรกะควบคุมและจัดการฐานข้อมูลแบบกระจาย

• NIU (หน่วยเชื่อมต่อโหนด): เชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์กับโมดูลอินพุต/เอาต์พุต

• N-IO (อินพุต/เอาต์พุตเครือข่าย): จัดการอินพุต/เอาต์พุตอย่างยืดหยุ่นและขยายได้

• FIO (อินพุต/เอาต์พุตภาคสนาม): โมดูลรุ่นเก่ายังคงใช้ในโรงงานหลายแห่ง

• HIS (สถานีส่วนติดต่อผู้ใช้): สถานีทำงานของผู้ปฏิบัติงานสำหรับการตรวจสอบและควบคุม

• ENG (สถานีวิศวกรรม): ศูนย์กลางสำหรับการตั้งค่าและบำรุงรักษา

ข้อดีของสถาปัตยกรรมฐานข้อมูลแบบกระจาย

แตกต่างจากระบบไคลเอนต์/เซิร์ฟเวอร์ ฐานข้อมูลแบบกระจายของโยโกกาวาตั้งอยู่โดยตรงในคอนโทรลเลอร์ สถานีวิศวกรรมหลักเก็บสำเนาไว้ แต่ฐานข้อมูลหลักยังคงอยู่ใน FCS วิธีนี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือ ลดจุดล้มเหลวเดียว และทำให้การกู้คืนรวดเร็วขึ้น นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับแนวโน้มของ PLC และ DCS สมัยใหม่ที่มุ่งเน้นการกระจายศูนย์

การผสานรวมกับระบบเครื่องมือความปลอดภัย (SIS)

ระบบ ProSafe-RS SIS ผสานรวมอย่างราบรื่นกับ CENTUM VP มอบความสามารถในการปิดเครื่องฉุกเฉินพร้อมกับรักษาการสื่อสารกับ DCS ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานจึงสามารถจัดการทั้งการควบคุมกระบวนการและฟังก์ชันความปลอดภัยภายในส่วนติดต่อเดียวกัน การผสานรวมนี้ช่วยลดความซับซ้อนและเพิ่มความปลอดภัยของโรงงาน

สถานการณ์การใช้งานและแนวทางแก้ไข

• น้ำมันและก๊าซ: การปิดเครื่องฉุกเฉินที่เชื่อถือได้ในระหว่างการขุดเจาะหรือการกลั่น

• การผลิตไฟฟ้า: การตรวจสอบกังหันและหม้อไอน้ำแบบเรียลไทม์พร้อมการควบคุมซ้ำซ้อน

• โรงงานเคมี: การขยายอินพุต/เอาต์พุตที่ยืดหยุ่นสำหรับสายการผลิตใหม่

• เภสัชกรรม: การปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยเข้มงวดพร้อมรักษาประสิทธิภาพการผลิต