Công nghệ PI cho ngành công nghiệp quy trình 

Danh mục mở rộng

Bối cảnh tự động hóa trong ngành công nghiệp quy trình thường được đặc trưng bởi các hệ thống cứng nhắc, điều này có nghĩa là việc giới thiệu các công nghệ mới hoặc thay đổi diễn ra chậm. Tuy nhiên, hiện nay có nhiều công nghệ khác nhau để đưa vào thế giới tự động hóa hiện đại hơn.

Vài năm trở lại đây cực kỳ thú vị theo quan điểm của người dùng công nghệ PI. Một danh mục công nghệ toàn diện để số hóa các hệ thống kỹ thuật quy trình đã được ra mắt. Các công nghệ truyền thông (Ethernet-APL) và hồ sơ (Hồ sơ PA, PROFIsafe) đã được mở rộng. Các công nghệ để mô-đun hóa hệ thống sản xuất (MTP) và Kiến trúc mở NAMUR (NOA) cũng đã được mở rộng ngoài các mô hình thông tin khác (PA-DIM). Điều này không đạt được một mình! Để chọn một ví dụ: PI hợp tác với tám tổ chức khác trong lĩnh vực mô hình thông tin để trao đổi dữ liệu theo chiều dọc nhất quán. Mục tiêu đã nêu là cung cấp cho người dùng một giải pháp thực tế với sự phát triển hơn nữa của FDI và PA-DIM.

Mỗi giải pháp này là một khối xây dựng để đơn giản hóa việc gia nhập thế giới PROFINET

Và điều này đạt được bất kể các thiết bị có sử dụng công nghệ 4…20 mA thông thường, bus trường 2 dây cổ điển như PROFIBUS PA hoặc PROFIBUS DP hay công nghệ Ethernet-APL hiện đại hay không. Để đưa ra một ví dụ ở đây: Với PA Profile cho PROFINET, một thiết bị mới chỉ cần được kết nối với cùng một cổng với thiết bị cũ. Cấu hình cốt lõi của thiết bị cũ có thể được sử dụng và chuyển sang thiết bị mới mà không cần sử dụng công cụ kỹ thuật. So với công nghệ 4…20 mA với HART, quy trình làm việc phức tạp khi thay thế thiết bị được giảm đáng kể.

Thiết bị hiện trường hiện cũng có thể được chứng nhận kết hợp với các gói FDI (Tích hợp thiết bị hiện trường) để tích hợp vào các hệ thống cấp cao hơn. Nếu các gói thử nghiệm được xem xét đúng trong giai đoạn phát triển, có thể đạt được chứng nhận thành công cho thiết bị hiện trường bao gồm gói FDI trong vòng hai đến bốn tuần. Giấy phép cho các gói FDI, đang trở nên quan trọng hơn với Ethernet-APL, có thể được mua từ PNO. PNO cũng đề nghị ký các gói FDI để thêm một lớp an ninh mạng. Một thành phần khác là cập nhật thông số kỹ thuật GSDML. Các gói GSD và gói hồ sơ FDI tương ứng được cung cấp tại đây để hỗ trợ người dùng dễ dàng trao đổi thiết bị giữa các nhà sản xuất.

PA-DIM Giảm Độ Phức Tạp

Bằng cách sử dụng PA-DIM (Mô hình Thông tin Thiết bị Tự động hóa Quy trình), người dùng nhận được mô tả thống nhất và chuẩn hóa về các chức năng và thuộc tính của thiết bị (bao gồm ID ngữ nghĩa theo IEC 61987), giúp cải thiện khả năng tương tác và tích hợp liền mạch các thiết bị vào hệ thống tự động hóa. Người dùng được hưởng lợi theo nhiều cách: Điều này cho phép đưa vào vận hành nhanh hơn, đơn giản hóa việc bảo trì và tăng tính linh hoạt trong việc lựa chọn và tích hợp các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau. Trên hết, PA-DIM giảm độ phức tạp trong tự động hóa, cải thiện tính minh bạch của thông tin thiết bị và do đó giảm tổng chi phí sở hữu. Ngoài ra, PA-DIM tạo thành cơ sở cho các phát triển trong tương lai trong lĩnh vực bản sao kỹ thuật số và bảo trì dự đoán trong ngành công nghiệp quy trình cũng như các trường hợp sử dụng NOA khác.

PROFINET over APL

Không còn nghi ngờ gì nữa: Ethernet-APL là công cụ hỗ trợ Ethernet xuống tận cấp độ hiện trường trong quá trình tự động hóa quy trình. Phải mất một thời gian trước khi Ethernet-APL được ra mắt – nhưng giờ đây các thiết bị đã có mặt. Sự phát triển này cũng là một ví dụ thành công về cách một công nghệ mới có thể được triển khai thành công cùng nhau. Trong những năm gần đây, không chỉ những gã khổng lồ trong ngành như BASF, Evonik và Bayer trao đổi ý tưởng với nhau mà các hiệp hội như NAMUR, ZVEI, VDMA, ODVA, FCG, OPC và PI cũng đã làm rõ những câu hỏi chưa có lời giải về lớp vật lý, an toàn nội tại, ngữ nghĩa, bảo mật, thử nghiệm sự phù hợp và chứng nhận. Công nghệ truyền thông chuẩn hóa này hiện cho phép tốc độ cao hai dây là 10 Mbit/giây ngay tại hiện trường cùng với nguồn điện, an toàn nội tại (2-WISE) và kết nối không rào cản giữa các thiết bị hiện trường với các hệ thống cấp cao hơn dựa trên Ethernet.

Điều này có nghĩa là kết nối dựa trên Ethernet giữa các thiết bị hiện trường thông qua kết nối hai dây hiện cũng có thể được triển khai ở những khu vực nguy hiểm. Ngay sau khi áp dụng thông số kỹ thuật Ethernet-APL, các thiết bị hiện trường và công tắc hiện trường đầu tiên có PROFINET đã được giới thiệu. Nhiều nhà sản xuất khác đã tham gia kể từ đó.

PROFIsafe cũng rất thú vị. PROFIsafe là giao thức an toàn SIL3 đã được TÜV kiểm tra dựa trên nguyên tắc kênh đen và đảm bảo tính khả dụng tối đa của hệ thống. Nó đã được sử dụng thành công trong ngành sản xuất trong nhiều năm. Các chuyên gia từ PI hiện đang phối hợp với các chuyên gia từ NAMUR về các yêu cầu đối với sửa đổi PROFIsafe dành cho các thiết bị tự động hóa quy trình, trong đó các khía cạnh tích hợp và kỹ thuật sẽ được xác định. Với các công nghệ PI, người dùng trong ngành quy trình không chỉ được hưởng lợi từ việc tăng hiệu quả của hệ thống mà còn giảm chi phí bảo trì và sửa chữa.

Nhà máy linh hoạt với MTP và NOA

Các hệ thống mô-đun là chìa khóa để phản ứng nhanh hơn và linh hoạt hơn với các yêu cầu thay đổi của thị trường. MTP (Gói loại mô-đun) đóng vai trò quan trọng trong việc này, vì chúng giúp sắp xếp các mô-đun kỹ thuật quy trình, máy móc hoặc đơn vị đóng gói hiệu quả hơn. Công nghệ MTP đã được giao cho PI vào năm ngoái để thúc đẩy công nghệ phát triển trên toàn thế giới. Và NAMUR Open Architecture hoàn toàn mới trong danh mục đầu tư của PI.

Kết luận

PI cung cấp danh mục công nghệ toàn diện cho quá trình số hóa trong ngành công nghiệp quy trình, xem xét các yêu cầu đa dạng của người dùng trong ngành. Điều này có nghĩa là các giải pháp hướng đến tương lai có sẵn để giải quyết các thách thức của quá trình tự động hóa hiện đại và đồng thời mở ra các cơ hội mới cho sự đổi mới và hiệu quả. Bây giờ, người dùng phải triển khai các giải pháp của mình một cách nhanh chóng.

Ts. Dietmar Bohn
Giám đốc điều hành
PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO)