Aktuální vydání

celé číslo

06

2019

Počítačová podpora vývoje a výroby, software pro řízení údržby 

celé číslo

Dva roky úspěchů systému Centum VP

Firma Yokogawa Electric Corporation uvedla před dvěma lety na trh novou generaci svého integrovaného systému pro řízení výroby s názvem Centum VP, který se stal vlajkovou lodí firmy pro platformu VigilantPlant.
 

VigilantPlant a Lifecycle Excellence

Automatizační platforma VigilantPlant (VP) – vigilant znamená bdělý; ostražitý – je koncept firmy Yokogawa umožňující bezpečně, spolehlivě a se ziskem řídit výrobní procesy a technologie. Termín řídicí systém získává v pojetí firmy Yokogawa rozměr konceptu, který dostal jméno Lifecycle Excellence. Koncept je součástí dlouhodobé strategie VigilantPlant, kterou firma nabízí na globálním trhu automatizační techniky od roku 2005 a jejímž mottem je See Know Act, tedy správné informace správné znalosti správné reakce. Neustále doplňovaný a zlepšovaný koncept Lifecycle Excellence v rámci strategie VigilantPlant prohlubuje vztahy mezi všemi součástmi zejména spojitých technologických procesů.
 
Na obr. 1 je znázorněn koncept Lifecycle Excellence, skládající se principálně ze tří navzájem se prolínajících částí, tzv. segmentů, kterými jsou:
  • Asset Excellence: správa a údržba zařízení,
  • Safety Excellence: zajištění funkční bezpečnosti, ochrany zdraví a péče o životní prostředí,
  • Production Excellence: maximální využití kapacity technologického zařízení za současného dodržení kvalitativních požadavků.

Asset Excellence

Segment správy a údržby zařízení reflektuje požadavek na maximální a správné využití prostředků pro automatizaci technologických procesů. Dělí se na čtyři oblasti:
  • Asset Reliability: spolehlivost,
  • Asset Availability: dostupnost (spolehlivost v požadovaném čase nebo časovém intervalu),
  • Asset Predictability: předvídatelnost (plánování doby provozu a odstávek),
  • Asset Performance: výkonnost v čase (výkon zařízení v optimální kvalitě a v požadované době).
Klíčovým prvkem velmi významné oblasti Asset Predictability je systém PRM (Plant Resource Manager) jako správce zařízení určený k nastavování přístrojů a jejich průběžnému sledování a diagnostice. Systém PRM podporuje komunikaci nejen s automatizačními, ale i s jinými zařízeními (točivé stroje apod.). Jde o optimalizační softwarový nástroj zaměřený na maximalizaci doby provozu, minimalizaci odstávek a úsporu času při uvádění do zařízení provozu.
 

Safety Excellence

V segmentu bezpečnosti je základem spolehlivé měření provozních hodnot a sledování jejich změn, a na tomto základě pak včasné předvídání nebezpečí vzniku havárie.
 
Unifikovanou hardwarovou součástí distribuovaného řídicího systému Centum VP je bezpečnostní systém ProSafe-RS. Bezpečnostní systém je z hlediska funkcí a řídicí strategie oddělen od řídicího systému, současně jsou ale oba systémy prostřednictvím společného operátorského rozhraní (HMI) a komunikační sběrnice Vnet/IP propojeny v jeden celek. Systém ProSafe-RS je certifikován TÜV a splňuje požadavky SIL 3.
 

Production Excellence

Segment Production Excellence ve svém komplexním pojetí znamená orientaci na maximální efektivitu a dosažení cílů výroby v plánované kvantitě a kvalitě, a to v požadovaném čase. Ke splnění tohoto komplexního cíle je nutné, aby na všech úrovních řízení i mezi nimi byly řádně sdíleny informace. Řídicí systém musí podporovat činnost jednotlivých regulačních smyček, usnadňovat práci operátorům, vést je ke správným rozhodnutím a současně také sdílet data s ostatními systémy.
K usnadnění činnosti operátorů je součástí softwaru řídicího systému Centum VP softwarový balík CAMS (Consolidated Alarm Management System), který účinně na základě volitelných priorit třídí a sdružuje do vhodných skupin výstražná hlášení (alarmy), čímž umožňuje dosáhnout transparentního celkového pohledu na provoz výrobní technologie.
 

Centum VP

Systém Centum VP je osmou generací systémů řízení řady Centum uvedené na trh v roce 1975 jako celosvětově první systém typu DCS. Od té doby bylo se systémy Centum po celém světě realizováno více než 19 000 automatizačních projektů. Verze VP navazuje na předchozí úspěšnou verzi Centum CS 1000/Centum CS 3000 a nově specifikuje roli DCS, přičemž jeho tradiční funkce řízení a sledování technologického zařízení integruje s informacemi ze systému řízení výroby, s údaji o využití provozních přístrojů (field instrumentation) a s mnohými provozními funkcemi. Tím vytváří unifikované, srozumitelné a uživateli vstřícné provozní prostředí (obr. 2).
 
Další využití technologických údajů na všech úrovních řízení je podporováno specializovanými sadami programů, o které ve firmě Yokogawa pečuje divize PESN (Production Excellence Solution Network).
 
Uživatelské prostředí je otevřené, intuitivní a využívá strategie jednoho „okna“ (obr. 3). Může pracovat pod operačním systémem Windows Vista nebo Windows XP a je zpětně kompatibilní s předchozími verzemi systému Centum. V konečném důsledku zajišťuje Centum VP bezpečnější výrobu, eliminaci ztrát v důsledku nepředvídaných událostí, snížení nákladů na údržbu provozních zařízení a stabilizaci výrobních procesů.
 

Projekt CSPC Nanhai Petrochemical Complex

Jedním z projektů se systémem Centum VP je projekt CSPC Nanhai Petrochemical Complex, nedávno realizovaný pro CNOOC and Shell Petrochemicals company Ltd. v Číně. Jde o velmi rozsáhlou instalaci se 16 000 přístroji s rozhraním Foundation Fieldbus z celkového počtu 60 000 I/O při celkovém počtu 200 000 symbolických proměnných (tag) rozvržených do 3 000 segmentů sběrnice. Firma Yokogawa byla společností CSPC (společný podnik China National Oil Corporation, Guangye Investments Group a Royal Dutch Shell) jako zákazníkem vybrána za dodavatele typu MAC (Main Automation Contractor).
 
Celý závod zahrnuje jedenáct provozních jednotek, např. výrobny ethylenu a propylenu, následně zpracovávaného na LDPE, LLDPE/HDPE atd. Celková roční kapacita závodu činí 2,3 milionu tun produktů. Vedle výstavby provozních jednotek projekt zahrnoval inženýrink a výstavbu pomocných provozů (energetika) a logistického zázemí (sklady). Klíčovým nástrojem při uvádění systému do provozu se ukázal být systém PRM, který umožnil sledovat nastavení a diagnostické údaje jednotlivých přístrojů průběžně až do fáze plného provozu. Byly tak předem eliminovány případné závady na přístrojích a chybná měření, které by jinak uvádění zařízení do provozu zastavily.
 
Řídicí systém je rozmístěn ve třech velínech a na patnácti pracovištích typu FAR (Field Auxiliary Room), nacházejících se u technologického zařízení a připojených optickou komunikační sítí. Firma Yokogawa dodala devět řídicích systémů s celkem 120 řídicími (procesorovými) jednotkami (Field Control Station – FCS). Realizační tým firmy Yokogawa zodpovídal za kompletní inženýrink včetně správného výběru přístrojů a za podrobný návrh systému, provedení všech zkoušek u výrobců (FAT) i při předávání na místě použití (SAT) a za finální spuštění zařízení.
 
Projekt byl realizován v plánovaném čase bez zpoždění díky kvalitě použitých prostředků a rovněž vynikajícímu fungování mezinárodního realizačního týmu. I tento úspěch přispěl k uzavření rámcové smlouvy mezi firmami Yokogawa a Shell počátkem letošního roku, podle níž bude Yokogawa poskytovat firmě Shell dodávky a služby v rozsahu MAC, a to jak při nových projektech, tak při modernizaci existujících zařízení. V úvahu byla přitom vzata i skutečnost, že řídicí systémy i provozní přístroje jsou v rámci firmy Yokogawa vzájemně zastřešeny konceptem Lifecycle Excellence, jehož přednosti se
naplno projevily i při realizaci projektu pro společnost CNOOC.
 

Závěr

Systém Centum VP je osmou generací DCS řady Centum. Firma Yokogawa svou dlouhodobou strategií vývoje potvrzuje své vedoucí postavení v oblasti řízení technologických procesů. Do firemní strategie zahrnuje pojmy jako návratnost investice (ROI) a celkové náklady (TCO). Proto lze také mezi všemi generacemi systému Centum migrovat dopředně i nazpět. Jinak řečeno: zákazník může systém Centum používat tak dlouho, jak chce, a to bez dodatečných nákladů na migraci – a právě to je Lifecycle Excellence.
 
Ing. Pavel Novák,
 
 
Obr. 1. Základní segmenty konceptu Lifecycle
Obr. 2. Centum VP integruje tradiční funkce DCS, tj. řízení a sledování technologického zařízení, s informacemi ze systému řízení výroby, s údaji o využití provozních přístrojů (field instrumentation) a s provozními funkcemi
O
br. 3. Uživatelské prostředí systému Centum VP je otevřené, intuitivní a založené na strategii jednoho „okna“