TĐH quá trình sản xuất

Trang bị cho tương lai

Vận hành nhà máy trong ngành công nghiệp quá trình đòi hỏi mức độ cao về độ tin cậy và lợi nhuận trong sản xuất. Các nhà máy phải hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt trong nhiều năm mà không bị gián đoạn. Trong đó, sự tương tác tự động giữa các hệ thống và linh kiện từ các nhà sản xuất khác nhau phải đảm bảo luôn luôn thông suốt. 

Vận hành nhà máy trong ngành công nghiệp quá trình đòi hỏi mức độ cao về độ tin cậy và lợi nhuận trong sản xuất. Các nhà máy phải hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt trong nhiều năm mà không bị gián đoạn. Trong đó, sự tương tác tự động giữa các hệ thống và linh kiện từ các nhà sản xuất khác nhau phải đảm bảo luôn luôn thông suốt. Các hệ thống truyền thông cung cấp cơ sở cho loại tương tác này. Vận hành nhà máy trong ngành công nghiệp quá trình đòi hỏi giao tiếp công nghiệp phải thống nhất và ổn định trên toàn bọ dây chuyền sản xuất, bao gồm liên tục toàn bộ quá trình và ở các khu vực nguy hiểm, mức độ sẵn sang và tin cậy cao, linh hoạt khi sửa đổi và mở rộng, và đảm bảo tính kinh tế trên toàn bộ các giai đoạn sử dụng từ lập kế hoạch đến vận hành.

Các công nghệ của PI (PROFIBUS & PROFINET International) hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu này. Cơ sở để có được điều đó là thời gian thử nghiệm, hệ thống truyền thông công nghiệp hàng đầu thế giới Profibus. Cụ thể, đối với ngành công nghiệp quá trình, ứng dụng PA device được chứng minh là lý tưởng nhất. Đối với các nhà máy sử dụng Ethernet, PI cung cấp các giải pháp PROFINET, trong đó, một mặt tận dụng các giao thức hiện có như TCP/IP hoặc DHCP và mặt khác xác định các giao thức bổ sung để đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt của môi trường công nghiệp đối với khả năng sản xuất thực, ….

Profibus / Profinet cung cấp các giải pháp truyền thông tích hợp cho tự động hóa sản xuất và tự động hóa quá trình. Trong bối cảnh này, PROFIBUS và PROFINET không cạnh tranh các giải pháp mà bổ sung các giải pháp. PROFIBUS được dùng trong các quá trình liên tục và đặc biệt thích hợp để sử dụng trong môi trường nguy hiểm. PROFINET có lợi thế khi dùng trong các quá trình theo đợt và ưu tiên sử dụng ở mức độ quản lý chung và dùng trong bảo trì từ xa và khả năng chẩn đoán thông qua Internet. 

Vị trí của PROFIBUS và PROFINET

PROFIBUS và PROFINET là các hệ thống thông tin liên lạc đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật tự động hóa cho tự động hóa sản xuất và quá trình. Phát triển công nghệ này mở đường cho các giải pháp tự động hóa tối ưu hóa chi phí và đặc biệt quan trọng đáp ứng yêu cầu bảo hộ đầu tư cho các nhà máy hiện tại và việc mở rộng các nhà máy. Các ứng dụng tự động hóa quá trình, đặc biệt có thể hưởng lợi từ hai hệ thống truyền thông trên. 
PROFIBUS được trang bị tối ưu sử dụng trong tự động hóa quá trình. Với PROFIBUS DP, việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị an toàn thông qua bus, các linh kiện mạng cho các ứng dụng cụ thể, tiêu chuẩn hóa và các thiết bị có thể thay thế cho nhau dựa trên PA, các chẩn đoán toàn diện cho các thiết bị và đường truyền và nhiều tính năng khác. PROFIBUS là giải pháp hiệu quả nhất cho các ứng dụng quá trình trong phân khúc công nghiệp quá trình. 
PROFINET đã được sử dụng thành công như một chuẩn truyền thông trong tự động hóa sản xuất. PROFINET đáp ứng một loạt các yêu cầu với truyền thông Ethernet tích hợp, từ thông số dữ liệu chuyên sâu đến truyền dẫn cực nhanh tín hiệu IO. Thông tin liên lạc diễn ra trên cùng một cáp trên tất cả các ứng dụng từ các nhiệm vụ điều khiển đơn giản đến các ứng dụng điều khiển chuyển động yêu cầu cao. Ngoài ra, luôn có sẵn một giao diện trực tiếp đến hệ thống IT. Với cấu trúc đường thẳng, mạch vòng, mạch sao và hệ thống wireless và các giải pháp cáp quang, PRPFINET phù hợp với tình hình các nhà máy hiện có, do đó loại bỏ các giải pháp tốn kém. PROFINET tích hợp các giải pháp phản ứng dự phòng và chức năng chẩn đoán thông minh. Dữ liệu chẩn đoàn được chuyển trực tiếp để cung cấp các thông tin quan trọng về trạng thái của mạng và các thiết bị, những thông tin này rất cần thiết cho vận hành và bảo dưỡng. Công nghệ an toàn PROFIsafe của PROFIBBUS cũng được tích hợp trên PROFINET. Đó là các cơ sở để sử dụng PROFINET trong các ứng dụng tự động hóa quá trình.


Cải tiến của PROFIBUS PA Profile V3.02

Truyền thông PROFIBUS vẫn không thay đổi trong nhiều năm. Chỉ có ứng dụng PROFIBUS PA Device V3.02 đã có sự thay đổi, được thúc đẩy bởi NAMUR (hiệp hội người dùng quốc tế về công nghệ tự động hóa trong công nghiệp quá trình. Những cải tiến này liên quan đến hai khu vực thu hút sự quan tâm đặc biệt của người tiêu dùng trong các ngành công nghiệp quá trình trong thời điểm hiện tại: tiêu chuẩn hóa thông tin chẩn đoán và tích hợp thiết bị dễ dàng. Đối với các nhà sản xuất thiết bị, PA Profile V3.02 có nghĩa là mỗi thiết bị PROFIBUS PA phải được xử lý chẩn đoán chuẩn hóa. 
Cải tiến của PROFINET đối với tự động hóa quá trình 

Để sử dụng tối ưu PROFINET trong tất cả các lĩnh vực của tự động hóa quá trình, PI (PROFIBUS & PROFINET International) vừa tạo ra một danh mục về hợp tác với người dùng. Tập trung chủ yếu vào bảo hộ đầu tư cho người dùng cuối bởi vì, như đã đề cập trước đây, thiết bị trong một hệ thống điều khiển quá trình thường có tuổi thọ khoảng vài thập kỷ. Theo cách này, phải đảm bảo rằng người vân hành nhà máy có thể hoàn toàn dựa vào hệ thống tương lai dựa vào PROFIBUS và có thể thay đổi bất kỳ lúc nào. 
Các yêu cầu chủ yếu bao gồm chức năng trao đổi thông tin khép kín và hở, tích hợp fieldbus, tích hợp và tham số hóa các thiết bị bao gồmh Cấu hình Vận hành, chẩn đoán và bảo trì, dự phòng và thời gian thực. 
Tích hợp hệ thống fieldbus

Bên cạnh những ưu điểm kỹ thuật mà PROFINET cung cấp cho người sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa quá trình tồn tại nhu cầu bảo hộ đầu tư hiện tại và tương lai đối với công nghệ và thiết bị fieldbus.

Để đáp ứng nhu cầu này, khái niệm PROFINET proxy đã được phát triển để phục vụ như là một giải pháp tích hợp fieldbus. Khái niệm này cho phép tích hợp ba hệ thống truyền thông gặp phải trong các ngành công nghiệp quá trình – PROFIBUS PA, HART và Foundation Fieldbus. Các hệ thống hiện nay có các cơ cấu được chuẩn hóa để này hiện có chứa các cơ chế tiêu chuẩn hóa cho việc sắp xếp các fieldbus tương ứng vào mạng PROFINET.

Khả năng dự phòng mở rộng

Trong các ứng dụng tự động hóa quá trình, tính sẵn sàng của các hệ thống tự động hóa là đặc biệt quan trọng. Điều này đặc biệt được áp dụng trong các quá trình vận hành liên tục, vì rõ rang sự hoạt động của nhà máy không thể bị gián đoạn trong bất kỳ hoàn cảnh nào, các nguyên lý dự phòng được phát triển bởi PROFINET, có thể được cấu trúc khác nhau tùy vào từng ứng dụng. Cơ sở của tất cả các nguyên lý dự phòng là tự động chuyển đường truyền khi có bất kỳ lỗi nào xảy ra, cùng với thông tin trạng thái truyền thông liên quan đến nguyên nhân gián đoạn.

Quản lý thời gian

Một số ứng dụng cần một nhãn thời gian để các giá trị tương tự được đo và các cảnh báo chính xác đến mili giây. Một điều kiện tiên quyết là sự đồng bộ hóa thời gian chính xác của các thành linh kiện liên quan: Với một đồng hồ chính hệ thống trung tâm (Ví dụ GPS haocj DCF77), được lựa chọn đặc biệt cho mục đích này phát đi một tín hiệu đồng hồ cùng chu kỳ đến tất cả các nút, do đó đồng bộ hóa chúng. Điều này đảm bảo rằng các thiết bị I/O có thể cung cấp thông tin thời gian thực về các báo động và các sự kiện quan trọng khác với một nhãn thời gian dựa trên một thời gian chuẩn của toàn mạng trong ngày. Bằng cách thu lại các sự kiện tại một thời điểm so sánh, một mô tả chính xác và phân tích của một lỗi sắp xảy ra được đưa ra.

Cấu hình Hoạt động

Cũng giống như dự phòng, hoạt động của nhà máy không bị gián đoạn – kể cả khi cấu hình lại các thiết bị và mạng khi thêm, loại bỏ, hoặc thay thế các thiết bị hoặc mô-đun riêng lẻ đóng một vai trò quan trọng. Tất cả những biện pháp trong “Cấu hình Hoạt động” (CIR) được thực hiện với PROFINET mà không có bất kỳ sự gián đoạn và không có ảnh hưởng xấu đến truyền thông mạng. Điều này đảm bảo rằng nhà máy sửa chữa, sửa đổi hoặc mở rộng có thể được thực hiện mà không có một nhà máy tắt máy trong quá trình sản xuất liên tục. Nhờ các tính năng tự cảm và giao thức liên kết, các thiết bị được xác định một cách tự động và vị trí của chúng cũng được định vị. Điều này giúp các giải pháp thuận tiện, linh hoạt được phát triển cho việc thay thế các thiết bị/phụ tùng, mà các thông số thiết bị thay thế đã được thiết lập tự động bởi hệ thống điều khiển.

Chẩn đoán và bảo trì

Các hệ thống Fieldbus được đặc trưng bởi khả năng chẩn đoán toàn diện, điều này lý giải tại sao các yêu cầu tương ứng cũng được đặt ra đối với PROFINET. Chúng bao gồm, ví dụ, yêu cầu cung cấp và truyền tải dữ liệu nhận dạng và bảo dưỡng (I & M), rất quen thuộc từ các ứng dụng PROFIBUS hoặc thông tin về các sự kiện và truyền tải tình trạng thiết bị, đã được tiêu chuẩn hóa trong NAMUR Recommendation 107. Thay đổi được thực hiện bằng tay trên các thiết bị hoặc bằng các công cụ tham số hóa bên ngoài được truyền tải thông qua PROFINET để điều khiển hệ thống. Vì vậy, hệ thống điều khiển có thể nhận ra các thông số khác nhau từ dữ liệu quản lý trung tâm, thông báo cho người sử dụng, và thực hiện cập nhật theo yêu cầu. Điểm quan trọng ở đây là thay đổi từng được đăng ký bởi hệ thống điều khiển để mọi được phát hiện và được ghi lại ở vị trí trung tâm. 

Về người đăng

Avatar

IA Vietnam

Bình luận

Đăng bình luận

Quảng cáo

Quảng cáo

Share This
IA VIETNAM - Đăng ký nhận tạp chí miễn phí

Điền thông tin của bạn và gửi về cho chúng tôi, IA Vietnam sẽ tư vấn và gửi cho bạn. Cảm ơn bạn đã hợp tác cùng chúng tôi

X
NHẬN TẠP CHÍ