Обзор системы PlantPAx - belorg.bybelorg.by/wp-content/uploads/2015/12/2016.10.28-PlantPAx-4.0.pdf · PUBLIC Copyright © 2015 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved

Copyright © 2015 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved.

PUBLIC

PUBLIC - 5058-CO900H

Обзор системы PlantPAx®

Новая версия и возможности

Алексей Шмидт Главный специалистОтдел промышленной автоматизации

Copyright © 2015 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved.PUBLIC

Слияние производственных и информационных технологий. Для повышения объема и улучшения производства.

Логистика

Головной офис

Складское хозяйство

Энергоснабжение

Заказчики

THE CONNECTED ENTERPRISE

Copyright © 2015 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved.PUBLIC 3

Современные требованияТекущее положение дел - «лоскутная» автоматизация

Системы управления:

Системы безопасностиПротивоаварийная защита

Прием и распределение сырья

PLC + HMI

Производство готовой продукции

Упаковочные системы

Складское хозяйствоСистемы управления складом

Здания и сооруженияСистемы управления

зданиями

Вспомогательные производства

PLC + HMI

ЭлектроснабжениеPLC + MCC

Требования:

Расширения / Модернизация Оптимизация Предаварийная защита Обучение Аналитика / Отчетность Информационная

безопасность Управление жизненным

циклом / ЗИП

Основной технологический процесс

РСУ

Отдельные системы ограничивают гибкость и разграничение зон ответственности


Управление и оптимизация

на общезаводском уровне

Масштабируемая и модульная архитектура

Открытость, информационная безопасность

Гибкая сеть поставки и поддержки


Что такое РСУ? Системные архитектуры Платформа управления и в/в Сети и виртуализация Разработка и внедрение Эксплуатация Интеграция КИП Управление активами Управление партиями Информационная система/

производственная аналитика ПАЗ MPC Информационная

безопасность

Распределенная система управления (РСУ)


Функциональность РСУВозможности системы PlantPAx®

Управление и ввод/выводУправление и ввод/выводУправление и ввод/вывод

Противоаварийная защита



Проектирование и выбор конфигурацийПроектирование и

выбор конфигурацийПроектирование и

выбор конфигураций Управление активамиУправление активамиУправление активами

Улучшенное управлениеУлучшенное управлениеУлучшенное управление Управление партиямиУправление партиямиУправление партиямиЭффективность работы

оператораЭффективность работы

оператораЭффективность работы

оператораПроизводительность

операцийПроизводительность

операцийПроизводительность

операций


Как проверяется производительность?Характеризация системы PlantPAx

Критерии характеризации системы PlantPAx®: Определение соответствует ли необходимой производительности РСУ архитектура

PlantPAx Подтверждение на этапе предложения соответствие производительности системы

PlantPAxКонтроллеры (более 50+ в/в) Большие системы (мно-во PASS)

Малые–средние системы(один PASS)

Блочныесистемы OEM

Виртуали-зованнныесистемы

Тестирование производительности для систем различного размера – от блочных установок(OEM) до распределенных много серверных архитектур


PlantPAx системная архитектураКритические атрибуты производительности

Оценка размеров:• ЦПУ• Память • КоммуникацииСистемные правила:• Структура и

организация кода • Диагностика

производитель-ности

• Нет минорных ошибок

КОНТР

ОЛЛ

ЕРЫ

Оценка размеров:• ЦПУ• Память • КоммуникацииСистемные правила:• ОС• Выбор ПО• Установка

приложений• Разработка

мнемосхем• Диагностика

СЕРВЕРЫ

Оценка размеров:• ВиртуализацияСистемные правила:• Сетевая топология• Контроллеры

доменов• Выбор и настройка

сетевого оборудования

• Безопасность• Конфигурация VM

машинИНФРА

СТР

УКТУ

РА


PlantPAx системная архитектура

Масштабируемость и гибкость… Одинаковая платформа от локального до

распределенного управления интеграция подсистем и блочного оборудования

Сокращение времени разработки и минимизации ошибок

Характеризованная производительность… Набор системных правил и инструментов для

построения системы и подбора оборудования

Системы с высокой готовностью… Резервирование и отказоустойчивость на всех уровня от в/в (полевого оборудования) до серверов HMI и исторических данных

9


Инжиниринг и разработка ППОШаблоны управляющих приложений… Одна точка для начала конфигурирования и разработки системы Предконфигурированные мнемосхемы и

приложения контроллеров

Модульная библиотека объектов… Готовая логика управления и объекты HMIсокращают время на разработку и тестирование, библиотека стандартных элементов устройств

Инструменты разработки… Оптимизация процесса разработки и эффективный инжиниринг


Эффективность работы оператораЭффективные мнемосхемы… Интуитивные экраны, объекты и экранные заготовки с интегрированной диагностикой

Процедурный контроль… PlantPAx Sequencer автоматизирует

операции перехода

Стандартизованные аварийные сообщения… Система аварийных сообщений построена с ANSI/ISA-18.2-2009


Отсутствие ЗИП?

Высокая стоимость эксплуатации?Нет компетенции по поддержке?

Нет поддержки производителя?

Миграция с устаревших и конкурентных системЗаказчик обеспокоен :

Инструменты для миграции устаревшей инсталлированной базы

Решения по миграции

(Bailey) Infi 90 (Bailey) Net 90

(Moore) APACS

TDC 2000 TDC 3000

(Fisher) Provox

(Foxboro) I/A Series

1970 1980 1990 2000

TPS

Конвертация БД, сканеры устаревших сетей, переходные кабельные платы, кроссовые подключения

Фазовая миграция или полная замена Управление жизненным циклом

Rockwell Automation предлагает:


4.0Новая версия МАРТ 2016

УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕСоответствует

требованиям рынка

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ В АСУУменьшение времени выхода

на рынок

ПЕРЕДОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Новые возможности системы

13


Новая системная документацияRelease information subject to change

PRODUCTIVITY

Диаграмма каждого

отдельного раздела

Пошаговые инструкции для каждой задачи

Руководства по созданию/ конфигурированию системы PlantPAx®

Руководства:• Конфигурирование

инфраструктуры• Конфигурирование

управляющего приложения


Конфигурирование инфраструктуры

Руководство по пошаговому созданию необходимой инфраструктуры системы управления: Сетевая архитектура Установка серверов Управление группами Информационная безопасность FactoryTalk

Security Синхронизация единого времени Настройка исторических данных Управление активами

Сокращение времени первоначальной настройки

ОСОБЕННОСТИ

ПРЕИМУЩЕСТВА

Release information subject to change

PRODUCTIVITY


Конфигурирование управляющего приложения


PRODUCTIVITY

Руководство по пошаговому созданию управляющего кода приложения: Определение системы Конфигурация контроллеров и HMI Конфигурация исторических данных Конфигурация в/в (в том числе и сетевого) Конфигурация в/в и управляющего приложения

Конфигурация подсистемы управления активами

Базовая системная диагностика

Сокращение времени первоначальной конфигурации управляющего приложения

Повышение устойчивой работы приложения




Обновленный оценочный модульPlantPAx

Инструмент PlantPAx® Estimator позволяет подобрать компоненты системы и проверить ее производительность на этапе проектирования на основе системных правил. • Новые MCC • Новая спецификация Logix• Интеграция блочных подсистем• Дополнительные настройки подсистем и их производительность

Интеграция и выбор MCC Подбор компонентов системы и их производительности для смешанных гибридных приложений

Четкий подбор компонентов без лишней избыточности



PRODUCTIVITY

PSE интегрирован в инструмент Integrated Architecture Builder (IAB)


Studio 5000 Architect™

18


Системные шаблоны Новый унифицированный интерфейс

системной конфигурации• Встроенные шаблоны систем управления PlantPAx® и руководства

• Библиотека стандартных элементов (Process Objects)

• Интегрированное системное отображение, включая контроллеры, HMI, сетевое оборудование

Ускорение первичной настройки системы Облегчение применения библиотеки объектов Process Objects

Единый инструмент для конфигурации, обслуживания и управления приложением



PRODUCTIVITY


Studio 5000 Logix Designer®Логический органайзер

PRODUCTIVITY

Логическая организация в соответствии с технологическим процессом• Разделение кода по установкам процессам, типу оборудования, функциям управления

• Планирования приложения с использованием органайзера

Облегчение устранения неисправностей и неполадок при соответствующей организации управляющего приложения

Организация управляющего кода не влияет на производительность контроллера




Studio 5000 Logix Designer®Программные параметры

PRODUCTIVITY

Расширенные возможности управления параметрами в контроллере• Мапирование физического в/в или других

программ использования IN и OUT программных параметров.

• Обмен тегами между программами• Онлайн редактирование программных

модулей

Простая связь стратегий управления с физическим в/в онлайн без создания элиасов или специальных подпрограмм мапирования

Создание кода независимого от аппаратной составляющей

Сокращение большого количества промежуточных тегов



ИнтерфейсИнтерфейс

Вход1

Вход2 Выход1Выход1

Стратегииуправления


Библиотека стратегий управления

21


Преконфигурирование функциональные блоки для базовых стратегий управления• Использование стандартных элементов

библиотеки в. 3.5• Простой импорт с мапированием в/в с

программными параметрами• Разделение по шаблонам и категориям:

Управление в/в, Процедурный контроль и регулирование, Двигатели, клапаны

Характеризует производительность управляющих контуров

Существенно уменьшает время создание кода

Улучшает квалификацию и опыт разработчика приложений



PRODUCTIVITY


Группировка для FTA&E на основе тегов

22

• Ав. сообщения группируются по логическим группам.• Новый интерфейс конфигурации на сервере FTA&E

позволяет производить группировку онлайн до 4 уровней вложенности

• FTA&E является подписчиком на группы относящиеся к операторам

ОСОБЕННОСТИ ПРЕИМУЩЕСТВА• Упрощение – нет необходимости определять

названия групп сообщений• Сегментирование сообщений на уровне

пользователей• Упрощение операций Просмотр, Фильтр, Сортировка

и Сдвиг по именам групп


PRODUCTIVITY


PlantPAx® MPC

MPCмодуль

MPCмодуль

ОстальноепроизводствоОстальное

производство

CONTROL

Полнофункциональный MPC на отдельном модуле:• Разработка и внедрение MPC до 10 CV

(КВ), 10 MV (УВ), 10 DV (ВВ)• Выполнение до 5 отдельных приложений

MPC на MPC модуле• Данные из модели доступны во всей системы управления

Управление на основе прогнозирующих моделей доступно в шасси контроллера,нет необходимости в серверах

Новые возможности в высокоскоростных приложениях




Инструмент Batch Application Toolkit

Документация, управляющий код, компоненты HMI для помощи в разработки приложений Batch• Серверы как начальная точка для разработки приложения по управлению партиями

• Бесплатная загрузка с сайта IAtools

Сокращение времени разработки Эффективный управляющий код и визуализация

Минимизация ошибок при установке и настройке приложения



CONTROL


Локализация стандартных элементов

CONTROL

Переключение языка поддерживается в новой версии библиотеки 3.5:• Статический (Non-controller) текст на экранах оператора поддерживает любой язык через перевод

• На каждом АРМ может быть свой язык• Стандартно включают в себя:

• Португальский• Испанский• Французский• Китайский

Поддержка многоязыкового и локализованного операторского интерфейса




Интегрированная система контроля динамического состоянияDynamix™ 1444



Диагностические параметры вращающегося оборудования, высокоскоростные компрессоры, паровые и газовые турбоагрегатыСертификация SIL 2, API 670 Возможности применения в взрывоопасных

зонах Поддержка сети EtherNet/IP (DLR)

Единая среда разработки и конфигурации с системой управления (Studio 5000®)

Инструменты для определения и анализа ошибок

Защита технологического оборудования с пониженными затратами (по сравнению с отдельными системами).

CONTROL


Расширение интеграции с E+HLiquiline CM44x с поддержкой E/IP

CONTROL



Поддержка передовой сети E/IP Rockwell Automation и Endress+Hauser.

Диагностика на уровне контроллера (AoP)

Устройство поддерживает соединение до 8 датчиков (pH, ОВП, ..)

Специальные экраны на каждый тип датчика/канал

Диагностика/Состояние канала доступно оператору

Нет необходимости в дополнительном оборудовании (HART, мультиплексоры и проч.)


Мониторинг

Определение

PlantESP: Операционный анализ и оптимизация

CONTROL


ПРЕИМУЩЕСТВА Улучшенная информация по

эффективности работы (в т.ч. технологической компоненте, механической, настройке контуров)

Целевые данные для технологического и обслуживающего персонала

Новый диагностический инструмент, который интегрируется в PlantPAx

Активно определяет проблемы и облегчает выявление первопричин

Рекомендации корректирующих действий (эвристические методы).

Автоматическая генерация предупреждений и генерация отчетовВыявление

Отчеты

Рекомендации

Анализ контуров регулирования PlantPAx® улучшает производственную эффективность и увеличивает объем производства с помощью дополнительных

диагностических инструментов.


Сетевая архитектура PlantPAxС новыми коммутаторами распределения Stratix 5400 и Stratix 5410

Полностью рекомендуемая сетевая топология PlantPAx®• Описана в документации PlantPAx• Преимущества использования коммутаторов Stratix, включая новые модели Stratix 5400 и Stratix 5410

• Пошаговые конфигурации и настройки описаны в документации

Решения всех задач производственной сети с использованием одной архитектуры

Гарантированная сетевая производительность

Быстрое время внедрения Интеграция сетевой топологии в систему управления



TECHNOLOGY



Виртуальные шаблоны PlantPAx

30

Виртуальные шаблоны позволяют быстро разворачивать серверы, АРМ, ИС с предконфигурированнымнеобходимым ПО и операционными системами• Обновление версией PlantPax® 4.0• Шаблоны всех необходимых элементов системыКонтроллеры доменов, AMS, Информационные серверы, Batch серверы

ОСОБЕННОСТИ ПРЕИМУЩЕСТВА Снижение затрат при создании системы

Простое обновление и модернизация

Увеличение жизненного цикла системы управления

Увеличение отказоустойчивости и уменьшение времени восстановления

TECHNOLOGY


FactoryTalk ViewPointWeb клиент

• Функциональный эквивалент существующих web клиентов

• Чтение/Запись• Графика и анимация• Дисплеи алармов (FactoryTalk® A&E)• Тренды (исторические данные)

• IOS 8 (Safari), Android 4.4 (Chrome), Windows Desktop (IE 11, Chrome, Safari)

Web-доступ (без необходимости использования Silverlight)

Кроссплатформенность Есть возможность использования новой версии вебсайта FactoryTalk ViewPoint mobile с дизайномMobile First




Ускорение выхода продукции на рынок путем быстрого создания и внедрения систем управления Использование преимуществ Studio 5000®, таких как Studio 5000 Architect™•Улучшенные инструменты разработки и документирования•Предварительно подготовленные стратегии непрерывного7 управления

Производительность АСУТП

Улучшения инфраструктуры для надежных и конфигураций•Сетевое оборудование Stratix, Stratix 5400™ и Stratix 5410™

•Оперативность, включая ПО Viewpoint для доступа с контекстной информации где и когда это необходимо

Передовая технология

Улучшение производительности операций•PlantPAx® MPC на базе процессора улучшает качество управление•Новые механизмы визуализации и платформы управления:•Новые объекты: Deadband Controller, Pump/Lead/Lag Spare

•Новый инструмент Batch для реализации приложений по управлению партиями

Усовершенст-вованноеуправление

Application Code Manager

Версия системы PlantPAx 4.0Новая версия

Упростить систему для реализации проектов управления в традиционных применениях.Увеличение глобальных применений с поддержкой локализации и стратегий управления

MPC


PUBLIC


Применение PlantPAx® MPC:


Если ли бы могли:

• Увеличить производство• Уменьшить количество отходов• Увеличить качество и выход продукции на технологически заданных величинах

• Уменьшить количество энергии на единицу продукции• Снизить выбросы в окружающую среду

MPC улучшает производство


Заданная спецификация/ технологический предел

Время

До управления по модели

Применение управления по модели

Контролируемая величина стремится к заданной спецификации/ технологическому пределу

Стабилизация Оптимизация

Преимущества

Управление на основепрогнозирующих моделей

Контролируемаявеличина


Сравнение MPC и ПИД

Координация нескольких связанных ПИД регуляторов

Периодическая коррекция внешних возмущений

Ручное управление продолжительными и сложными запаздываниями контролируемой величины

Увеличение производительности до технологических пределов

Настройка ПИД субъективная и требует времени и опыта


MPC использует модельтехнологического процесса

37

Расход H2O2

Расход H2SO4

Расход NaClO3

Расход пара

Скорость фильтрации

Уров

ень

прои

звод

ства

Твер

дая ф

аза

Конц

ентр

ация

H 2SO4Ко

нцен

трац

ия

NaClO3

Уров

ень

генер

ации

Потр

ебле

ние

пара

/

прои

звод

ство

Давл

ение

в

генер

атор

е %OP Управление нестабильным непрерывным процессом

Преимущества использования динамических моделей непрерывного процесса


38

FactoryTalk® ProductionCentre, FactoryTalk® Historian, Pavilion® Real-Time Optimization™ …

Pavilion8® MPC, Software CEM®, VOA®, Управление активами, …Программное обеспечение Studio 5000®, PlantPAx ® MPCBuilder, PlantPAx ModelBuilder

• PlantPAx® MPC• IMC,CC,MMC• FuzzyLogic• SoftSensor® (AOI)• PID,PIDE

PlantPAx APC в Интегрированной АрхитектуреРабочие станции ирешения на базе контроллеров Logix


Возможности PlantPAx MPC Разработка и внедрение MPC до 10 КВ (контролируемых

величин), 10 ИВ (измеряемых величин) и до 10 ВВ (величин возмущения).

Выполнение до 5 независимых приложений MPC на одном MPC-модуле (сопроцессоре)

Полнофункциональный MPC Включает в себя управление решениями и динамическими ограничениями

Позволяет изменять модель на ходу и производить подстройку модели С поддержкой обратной связи и без

Отслеживание изменений наиболее значимых параметров(заданных величин, возмущений, ограничений)

39


Архитектура приложения PlantPAx MPC

40

Порядок разработки1. Определение технологических величин2. Задание необходимых значений и

пределов3. Генерирование Основной MPC AOI4. Импорт и запуск в работу AOI5. Загрузка приложения в контроллер Logix6. Мониторинг и подстройка

Загрузка программы Logix5000

Выделенный MPC-модуль(Сопроцессор)Механизм AOI

Изменение параметров онлайн

Экспорт

Logix5000Управляющие

задачи

Мониторинг/Настройка

Определение параметров

MPC Builder


Возможные применение PlantPAx MPC

Процессы ректификации Выпаривание Сушка Бойлеры Процессы измельчения Аспирационные установки Балансировка центрифуг Испарительные колонны Компрессоры Ферментеры


Результат применения

– Управление ректификацией к точке оптимальной влажности

– Конечная влажность продукта приблизилась к заданным значениям

– Управление потерями этанола

– Управление давление, обводнением и потребление энергии


– Увеличение производительности 5-10%

– Увеличение выработки этанола 0.15-0.3%

– Уменьшение затрат энергии на единицу готовой продукции на 5 - 8%

РектификаторНагреватель

Подача сырья

На фильтр

Барда

Ректификация биоэтанола

Управление ректификацией

Пар


Результат применения

– Приведение количества твердых части к заданному значение (по Бриксу)

– Управление в соответствии с ограничениями по температуре и давлению

– Изменение управления с изменением подачи вариативного сырья, изменение температуры охлаждающей воды


– Уменьшение вариативности содержания твердых веществ на 0.5-1.0%

– Увеличение энергоэффективности

Выпаривание Твердая фаза8-15%

Готовая продукция45 -55% твердых веществ

Установка выпаривания


Результат применения– Стабильная величина давления– Увеличение производительности пароустановки на

единицу энергии– Сокращение содержания O2 и других теплопотерь

на индивидуальных потребителях.

Преимущества– 3-5% стоимость парогенерации– > На 50% снижение упругости и степени насыщения

пара

Start End Mean S.D.02/11/1998 13:35:33 02/11/1998 23:27:14 30.034 0.26002/11/1998 23:36:54 03/11/1998 07:54:02 30.004 0.720

Управление давлением парораспределителя


PUBLIC


www.rockwellautomation.com

Спасибо за внимание!

Documents

Обзор системы PlantPAx - belorg.bybelorg.by/wp-content/uploads/2015/12/2016.10.28-PlantPAx-4.0.pdf · PUBLIC Copyright © 2015 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved