Интеграция интеллектуальной автоматики требует еще более продуманного планирования. Вот основные рекомендации, которые помогут вам успешно провести следующую модернизацию оборудования для автоматизации и контроля.
Вот семь ключевых аспектов планирования и проблем, с которыми сталкиваются производители при внедрении новых технологий автоматизации на существующем предприятии, и некоторые решения для их решения: текущие конфигурации систем управления, возможности и функциональность сети, безопасность оборудования и соответствие требованиям, удобство для конечного пользователя, риски совместимости, проблемы простоев, управление изменениями и обучение персонала. Подробнее о каждом из них смотрите ниже.
1: Текущие конфигурации системы управления
Несмотря на то, что модернизация ПЛК/РСУ дает много потенциальных долгосрочных преимуществ, большинство конечных пользователей в первую очередь заботятся о том, чтобы их производственная линия работала так же, как и до обновления системы.
Вот почему важно информировать конечных пользователей о любых конкретных изменениях, которые потребуются для обновления системы управления. Для этого может потребоваться базовое понимание того, как функционировало устаревшее оборудование до обновления. Опытные системные интеграторы могут помочь в этом, проведя оценку на месте.
На примере целлюлозно-бумажной промышленности оценка конфигурации системы может показать, что приводы, управляющие двигателями, и другие полевые устройства оснащены устаревшим программным обеспечением для настройки. У конечных пользователей могут возникнуть опасения по поводу внесения каких-либо изменений в конфигурацию системы. Для устранения этих проблем требуется заблаговременный сбор данных во время оценки на месте, например, для определения тенденций и составления графиков производительности устаревшего оборудования.
После завершения модернизации конечные пользователи могут ознакомиться с таблицами с данными о устаревшем оборудовании, чтобы сравнить производительность обновленной системы. После этого они смогут оценить преимущества изменений конфигурации и убедиться в том, что их производственная линия по-прежнему работает практически так же, как и до модернизации.
2. Сетевые возможности и функциональность системы управления
Распространенной ошибкой при интеграции новых систем является предположение, что текущая сеть готова к обновлению. Возможно, устаревшее оборудование производителя взаимодействует по протоколу, который он хочет обновить, чтобы подключить больше устройств к Ethernet. Существует предположение, что они могут “просто подключить его к сети” и продолжать добавлять устройства .
Однако внедрение новых систем автоматизации редко бывает таким простым, как добавление устройства. Этот процесс требует оценки и документирования текущих сетевых возможностей, чтобы определить, эффективно ли сеть работает с текущей конфигурацией оборудования предприятия и способна ли она масштабироваться в будущем.
Размышляя о надежности, функциональности и безопасности, важно точно определить, что ожидается от сети АСУ ТП. Потребуют ли новые обновления новой топологии и аппаратного обеспечения для оптимизации работы предприятия? Как это повлияет на надежность? Что можно сказать о проблемах безопасности? Безопасность — это нечто большее, чем просто вход в систему. Если сеть представляет собой беспорядочное нагромождение исключений, могут возникнуть угрозы безопасности.
Эти риски являются результатом недостаточного планирования перед внедрением новой системы автоматизации. Этап планирования должен включать оценку того, как вся сеть оборудования будет функционировать с обновленной системой автоматизации. Это может предотвратить ошибки, например, несегментацию оборудования между производственными линиями. Если две производственные линии подключены к одному коммутатору, то при отключении одной линии для новой интеграции другая линия перестанет работать.
Безопасность оборудования и соответствие требованиям
При внедрении новых систем автоматизации часто возникает тенденция к установке нового оборудования в ту же систему безопасности, которая использовалась ранее. Однако для новой системы может потребоваться сложная проводная схема. Это может привести к возникновению проблем, таких как сбой в работе системы безопасности при установке нового оборудования.
Кроме того, всегда существуют потенциальные риски для безопасности, связанные с новыми системами, которые будут работать по-другому. Например, после установки новой системы управления машина может работать быстрее, чем старая система, поскольку современные системы управления оснащены более новыми и быстродействующими процессорами.
Также распространено мнение, что устаревшее оборудование соответствует современным стандартам безопасности.
Вот почему рекомендуется, чтобы перед заменой устаревшего оборудования специалист по интеграции провел оценку рисков. Оценка также является хорошим временем для переоценки необходимости и использования резервирования контроллеров, процессоров безопасности, резервирования модулей ввода-вывода (I/O) и искробезопасного ввода-вывода.
4. Удобство использования элементов управления конечными пользователями, автоматизация
Одним из преимуществ интеграции новых средств автоматизации управления является то, что конечным пользователям нового поколения производственных технологий становится проще устранять неполадки, такие как неисправности проводных систем, которые могут представлять угрозу безопасности. Поскольку многим молодым работникам удобнее пользоваться iPad и iPhone, чем практической электроникой и техническим обслуживанием, почему бы не сделать интерфейсы более удобными для них?
Некоторые устаревшие системы могут даже не иметь интерфейса оператора, например, визуального экрана, на котором конечный пользователь может просматривать диагностику и видеть, что происходит с его машиной. К счастью, в экранах интерфейса оператора появилось много улучшений, таких как 3D-изображения для виртуального устранения неполадок.
Но остерегайтесь интерфейсов оператора, в которых слишком много причудливых изображений и мигающих лампочек и мало полезной диагностической информации, например, для определения неисправности. Конечный пользователь должен иметь возможность взглянуть на экран и быстро определить, работает ли система в соответствии со спецификациями.
Также рекомендуется оценить удобство работы в диспетчерской. Эргономично ли рабочее пространство и способствует ли оно длительному сосредоточению внимания? Подходят ли мониторы по размеру и легко читаемому шрифту? Модернизация систем управления дает возможность пересмотреть рационализацию сигнализации и перейти к системе, соответствующей стандарту ISA-18.2.
- Риски совместимости для систем управления
Как отмечалось ранее, очень немногие обновления автоматизации и интеграция ПЛК/DCS выполняются по принципу «подключи и работай», особенно если речь идет о совместимости с устаревшими системами. На этапе планирования системный интегратор проведет оценку рисков, чтобы определить, существуют ли риски совместимости на уровне оборудования, на электрическом уровне или с текущей операционной системой.
Совместимость оборудования: Например, одно оборудование может взаимодействовать с другими элементами производственной линии, а конечные пользователи даже не подозревают об этом. Но интегратор может просмотреть программирование машины, чтобы узнать, записывает ли его другое оборудование, например, бумагоделательная машина, производящая листы бумаги размером 8 ½ x 11, которая подключена к системе измельчения целлюлозы. Это сообщение необходимо для того, чтобы машина знала, когда ее следует выключить, например, когда ее нет в наличии. Также могут быть отдельные контроллеры или даже разные платформы, такие как Rockwell и Siemens, которые изначально не взаимодействуют друг с другом.
Электрическая совместимость: В целях обеспечения электрической совместимости производители часто хотят перейти на низковольтный постоянный ток. Но многие устаревшие системы работают на 120-вольтовом переменном токе. Они могут прийти к интегратору и заявить, что хотят заменить все устройства на 24-вольтовые контроллеры постоянного тока. Это отличная идея, но возникнут проблемы с совместимостью, если никто не занимался электротехникой, чтобы выяснить, приемлемо ли ожидаемое падение напряжения для конечного устройства.
Падение напряжения для 24-вольтовой сети постоянного тока является более серьезной проблемой, чем для системы переменного тока. Производителям, возможно, придется заменить всю проводку управления, если они примут решение о переключении. Эти риски, связанные с электрической совместимостью, должны быть выявлены и оценены до того, как производитель начнет инвестировать в дорогостоящие датчики и платы ввода-вывода, рассчитанные на 24-вольтовое напряжение постоянного тока. Возможно, их провода недостаточно велики для передачи более низкого напряжения на необходимое расстояние.
Совместимость с операционной системой: При обычных заводских настройках нет ничего необычного в том, что компьютер по-прежнему работает под управлением Microsoft Windows XP или другой более старой операционной системы. Или, возможно, на компьютере установлено пользовательское приложение, которое кто-то написал.
Именно поэтому интеграторы будут собирать все данные с этих компьютеров, на которых работает система управления производством. Затем они смогут определить, какое программное обеспечение им потребуется для внедрения. Для этого может потребоваться сбалансировать желание ИТ-специалистов перейти на более новую операционную систему с желанием конечных пользователей, которые понимают, что для нормальной работы оборудования не требуется самая последняя и совершенная версия Microsoft Windows.
- Проблемы с простоями при обновлении системы автоматизации
При любой новой интеграции средств автоматизации всегда существует риск простоя. На заводе с несколькими производственными линиями, производящими один и тот же продукт, проще и быстрее выполнить новую интеграцию. Но если есть производственная линия, которая является вспомогательной для других производственных линий, важно найти способы свести к минимуму время простоя.
Добавление дополнительных корпусов и электриков не всегда является решением, особенно при работе в условиях ограниченного пространства, например, когда необходимо перемонтировать панель размером два на два фута. К счастью, на этапе планирования интеграторы могут использовать множество методов для сокращения времени простоя, таких как комплекты оборудования с предварительно подключенными панелями, которые можно быстро установить для замены существующей проводки. Существует множество способов установки нового оборудования и ввода данных на лету.
Также важно иметь протестированный и готовый к использованию резервный план. Никто никогда не хочет выполнять откат, но иногда это необходимо. Никогда не откладывайте выполнение отката на последнюю минуту. Установите сроки для новых обновлений и любых необходимых отключений. Если задача не будет выполнена к установленному сроку, план отката будет готов к выполнению. Правильное планирование может значительно сократить время простоя и связанные с этим затраты.
7. Управление изменениями, обучение персонала для интеграции автоматизации
Ключом к успешной интеграции автоматизации является подробный план управления изменениями. В плане должны быть четко определены цели и сотрудники, на которых повлияют изменения. Каковы ожидания от новой автоматизации? Повышение производительности, снижение затрат или улучшение качества? Как изменятся рабочие процессы? Важно ответить на все эти вопросы перед новым обновлением системы.
Затем следует обучение. Интеграторы могут разработать официальную программу обучения, которая может включать в себя цифровые двойники для имитации обновленной системы. Моделирование не обязательно должно быть сложным; оно может быть таким же простым, как показ конечному пользователю, что делать, если клапан не открывается, и как устранить неисправность. Или же они могут быть более сложными, например, система 3D-моделирования всего предприятия для моделирования работы конвейеров и роботов.
Эти обучающие симуляторы могут обеспечить качество, которое имеет первостепенное значение в определенных отраслях, таких как пищевая промышленность. С помощью одного симулятора сотрудники могут узнать, как убедиться в том, что в партию добавляется необходимое количество ингредиентов, а температура и другие условия являются оптимальными.
Шаги по снижению рисков, связанных с внедрением автоматизации
Начиная с простоев производства и заканчивая проблемами совместимости устаревших систем, а также проблемами безопасности и соответствия нормативным требованиям, интеграция автоматизации на новых предприятиях всегда сопряжена с рисками. Вот почему важно сотрудничать с интегратором, который может провести тщательную оценку объекта, разработать подробные планы интеграции и создать обучающие программы и симуляторы для снижения рисков. Вот несколько дополнительных шагов, которые опытные интеграторы предпринимают для снижения рисков.
Сбор требований для проекта автоматизации
Оценка на месте является ключом к оценке существующих систем управления и производительности оборудования, а также к созданию основы для повышения производительности. Сбор требований часто является первым шагом в этой оценке, включая сбор данных с устаревших машин и работу с командами по эксплуатации оборудования. Это может помочь предотвратить последующие проблемы, такие как сбой в работе новой машины из-за проблем с устаревшей программой управления.
Для приложений управления технологическими процессами, таких как реактор, рекомендуется отслеживать тенденции, например, как выглядел температурный профиль до внедрения автоматизации. А для системы перемещения с несколькими осями полезно иметь представление о динамике крутящего момента для сравнения до и после модернизации системы.
Проектирование для интеграции автоматизации
В реальном мире электрические чертежи не всегда являются полными или точными. Вот почему этап проектирования имеет решающее значение для успешной интеграции автоматизации. Для этого часто требуется выезд на место, чтобы сфотографировать и подтвердить номера деталей реальных устройств, которые будут заменены.
Разработка, моделирование для интеграции автоматизации
Заводские приемочные испытания и другие уровни моделирования на этапе разработки являются одними из лучших способов обеспечить успешную интеграцию. FAT предоставляет возможности для демонстрации улучшенного пользовательского опыта, например интерфейса оператора. Привлечение операционной группы к тестированию крайне важно для того, чтобы они не были застигнуты врасплох, увидев другой экран интерфейса.
Всегда рекомендуется протестировать как можно больше аппаратных средств, чтобы избежать таких проблем, как отказ частотно-регулируемого привода (ЧРП)/системы управления двигателем по прибытии, поскольку они никогда не включались. Следует протестировать модули ввода и вывода, чтобы убедиться, что они могут принимать сигналы с места эксплуатации.
План ввода в эксплуатацию объектов автоматизации
После завершения приемо-сдаточных испытаний интегратор совместно с командами эксплуатации и технического обслуживания разрабатывает подробный план ввода в эксплуатацию. Этот план должен содержать простые формулировки, например: “Вот подробный список действий, которые мы выполним на месте для ввода в эксплуатацию новой системы. Вот копия текущего рабочего кода. Вот шаги, которые вы будете выполнять ежедневно. Вот дата, к которой нам нужно выполнить все эти действия, и вот что мы собираемся отменить, если не уложимся в эту дату.”
В плане должно быть указано расположение точек блокировки/маркировки, чтобы не возникло неожиданностей, когда придет время заблокировать машину для отключения питания и замены устройств. Подумайте о том, что необходимо для поддержки проверки. Где расположены конкретные клапаны? Зайдите внутрь и убедитесь, что открывается нужный клапан, когда система управления сообщит, что клапан открыт.
Приемочные испытания на месте для автоматизации, управления
После того, как в плане ввода в эксплуатацию будет подробно описано все необходимое для внедрения на месте, настанет время провести приемочные испытания на объекте, чтобы убедиться, что все работает именно так, как было задумано. Именно здесь интеграторам действительно нужна поддержка со стороны операторов. Разработчики не создавали оригинальную программу, они просто обновляют ее с помощью новых технологий. Редко можно найти описание функциональности оборудования 20-летней давности.
Планирование будущей автоматизации и модернизации
Не каждый производитель готов модернизировать свои предприятия с помощью новых систем автоматизации и управления. Однако производители, перерабатывающие предприятия и другие промышленные предприятия могут уже сегодня составить план дальнейшего расширения. Если сделать шаг назад, что облегчит замену электрических панелей в будущем для добавления новых систем автоматизации? Что можно добавить к каждой машине, чтобы упростить модернизацию системы в будущем? Что, если бы на конвейере были датчики? Начните планировать будущее, задав эти вопросы сегодня. Надежный партнер по системной интеграции может помочь вам найти ответы на эти вопросы и подготовиться к успешному обновлению системы автоматизации.
Источник: https://www.controleng.com/7-ways-to-mitigate-brownfield-automation-integration-risks
🔗 7 способов снизить риски интеграции автоматизации на новых предприятиях