Dowiedz się, kiedy migrować systemem sterowania procesem

Rysunek 1. Droga ciągłej ewolucji w kierunku modernizacji jest możliwa. | Fot.: Honeywell Process

Istnieje duża różnica pomiędzy migracją etapową a jedynie odkładaniem na później problemu zaawansowanego wieku sprzętu. Ci, którzy nie chcą mieć przestarzałych rozwiązań, widzą, że nie ma zbyt wielu opcji. 

Starzenie się systemu sterowania procesem jest tak poważnym zagrożeniem, że niechęć do migracji do nowszej technologii może wydawać się zaskakująca. Starzejące się układy sterowania i wyposażenie niosą ze sobą cały szereg problemów. Należą do nich trudności w pozyskiwaniu części zamiennych i rosnące ceny, wzrost kosztów konserwacji, spadek niezawodności, ograniczenia wydajności oraz luka w umiejętnościach w miarę odchodzenia na emeryturę osób posiadających doświadczenie w starszych systemach. W najlepszym przypadku przestarzałość prowadzi do wyższych kosztów, ponieważ zakłady ograniczają ryzyko przestojów lub awarii zgodności. W najgorszym przypadku może zagrozić ciągłości i bezpieczeństwu eksploatacji. Co więcej, nie uwzględnia to ogromnego postępu w technologii sterowania i korzyści, jakie może ona przynieść w zakresie wydajności operatora, bezpieczeństwa, efektywności, bezpieczeństwa cybernetycznego, zwiększonej funkcjonalności i pojemności sterowników. Użytkownicy, którzy migrują do nowoczesnego systemu, mogą zintegrować systemy sterowania, bezpieczeństwa i pomocnicze, a także korzystać z ulepszonej kontroli i wizualizacji. Mogą reagować na nowe możliwości biznesowe, zwiększać wydajność oraz wykorzystywać nowe aplikacje i rozwiązania do zaawansowanego sterowania procesami, zarządzania zasobami i zarządzania produkcją. Ponadto, w większości przypadków, system sterowania jest niewielkim wydatkiem w porównaniu do całego zakładu i wartości jego produkcji. Pojedynczy, znaczący okres nieplanowanego przestoju często wystarczy, aby spowodować straty znacznie przewyższające koszt nowego rozproszonego systemu sterowania (DCS). Pomimo tego liczba i zakres systemów starszego typu nie wykazują tendencji do zmniejszania się. Tysiące starszych systemów nadal działa na całym świecie, a duża część z nich ma już na koncie dwie dekady lub więcej. 

Rysunek 2. Nowoczesny system sterowania to okazja do połączenia ludzi, zakładu i danych w celu usprawnienia działalności. | Fot.: Honeywell Process

Migracja systemu sterowania nie jest łatwa 

W rzeczywistości to właśnie te potencjalne straty prawdopodobnie wyjaśniają wiele z powodów, dla których firmy niechętnie decydują się na migrację. Samo ryzyko przestojów i zakłóceń w wyniku tego procesu je odstrasza. Może to być bezpośrednie zakłócenie i wymóg wyłączenia systemów i zamknięcia procesu podczas wprowadzania nowego systemu sterowania lub potencjał długoterminowego zakłócenia spowodowanego nieprzewidzianymi problemami, gdy nowy system zostanie uruchomiony. Chociaż argumenty przemawiające za migracją w obliczu przestarzałości są przekonujące, w praktyce rzadko są tak jednoznaczne. Sam termin ?przestarzałość? jest słabo zdefiniowany. Może oznaczać przestarzałość techniczną, z pogorszeniem wydajności i spadkiem niezawodności objawiającym się brakiem wydajności. Może również oznaczać przestarzałość funkcjonalną, z ograniczeniami skutkującymi utratą możliwości; lub przestarzałość dostaw, z brakiem wsparcia, wewnętrznej wiedzy specjalistycznej lub części zamiennych, co stwarza ryzyko dla dalszej eksploatacji. We wszystkich tych przypadkach większość oznak przestarzałości pojawia się stopniowo. Wsparcie dostawcy może zostać wycofane w określonym dniu, ale koszty starzejącego się sprzętu i systemów rosną i rozwijają się z czasem. Nie zawsze łatwo jest określić moment, w którym te koszty i utracone możliwości uzasadniają wymianę systemów. Operatorzy mają jednak inne możliwości. Na przykład rosnące koszty konserwacji można kontrolować poprzez przejście na przewidywalne umowy serwisowe. Modernizacje mogą również przedłużyć żywotność systemu sterowania i zapobiec niektórym skutkom przestarzałości. 

Rysunek 3. Podejście firmy Honeywell do modernizacji rozproszonego systemu sterowania (DCS) obejmuje możliwość integracji starszych systemów innych firm. | Fot.: Honeywell Process

Ograniczenie opcji migracji 

Migracja interfejsu człowiek-maszyna (HMI) jest jednym z najważniejszych aspektów modernizacji systemu sterowania. Unowocześnienie starszych stacji operatora DCS do technologii HMI pozwala zakładom na zapewnienie wspólnego interfejsu użytkownika dla zintegrowanej architektury sterowania. Zmniejsza to wymagania w zakresie szkoleń i konserwacji dzięki zachowaniu istniejącej grafiki, sieci, sterowników oraz wyjść/wejść. Zapewnia również bezpośredni dostęp do sieci sterowania z możliwością odczytu/zapisu danych oraz zintegrowanymi alarmami i zdarzeniami. Gdy system sterowania wymaga zmian, wymiana istniejących sterowników ma również sens ekonomiczny. W przypadku migracji wymagane są dwie krytyczne funkcje: istniejące sygnały obiektowe muszą zostać szybko przeniesione do nowego systemu sterowania, a istniejące schematy sterowania muszą zostać zmigrowane ? a najlepiej ulepszone. W przypadku modernizacji na dużą skalę, często najlepszym rozwiązaniem jest migracja etapowa. Eliminuje to ryzyko poprzez stopniowe zawężanie zakresu zainteresowania, zapewniając jednocześnie możliwość powrotu do starego systemu. Wymaga to komunikacji z istniejącym systemem w celu tymczasowego wprowadzenia fizycznego współistnienia ze starym sprzętem i umożliwienia przejścia na nowy system oraz płynnego przełączania między starymi i nowymi sygnałami w celu testowania i dostrajania. Migracja etapowa ma swoje wady, ale jest to podejście o niższym ryzyku i mniejszym czasie przestoju. Dalsze ograniczenie ryzyka i przestojów można osiągnąć poprzez symulację nowego systemu przed jego instalacją. W przypadku migracji etapowej system sterowania znajduje się w stanie przejściowym. Oznacza to, że dla każdej fazy należy wybrać odpowiedni zakres, aby użytkownik końcowy mógł się zatrzymać w dowolnym punkcie migracji i nadal mieć system, który może być obsługiwany. Oczywiście istnieją powody dla których fabryki mogą chcieć utrzymywać relacje z istniejącym dostawcą. Jednym z powodów może być fakt, że zaktualizowany system jest dla nich właściwym rozwiązaniem. W wielu przypadkach jednak zakłady powinny rozważyć również inne opcje. Ostrożność wokół migracji systemu sterowania jest powiązana z dostrzeganiem ryzyka. Pozostanie z istniejącym dostawcą jest bardziej kwestią zaufania niż strategią zarządzania ryzykiem. Niektóre aspekty migracji będą prawdopodobnie prostsze, jeśli pozostaniemy przy zaktualizowanej wersji istniejącej technologii. Jednak sama technologia nie będzie decydować o wyniku migracji. Narzędzia dostępne do migracji, doświadczenie inżynierów, ich plan i strategia dla projektu oraz wiedza fachowa osób zaangażowanych w projekt będą odgrywać główną rolę w tym, jak sprawnie przebiegnie migracja i jak można zminimalizować zakłócenia w pracy fabryki. Inne różnice obejmują takie zagadnienia, jak funkcjonalność DCS, pojemność, cenę i wydajność. Wybierając dostawcę, należy wybrać partnera technologicznego i migracyjnego. Zwróć uwagę na obie te kwestie, dokładnie określając przy tym swoje możliwości.


Satnam Bhogal, lider inicjatyw globalnych, Migracje, Honeywell Process Solutions. Redaktor Chris Vavra, zastępca redaktora naczelnego, Control Engineering, CFE Media and Technology, cvavra@cfemedia.com.