Управление технологическими процессами и производством / Распределенная система управления CENTUM VP

Подробную информацию (технические характеристики процессоров и блоков питания разных конфигураций, описание модулей ввода/вывода, сертификаты и т.п.) можно получить по запросу
(заказать информацию)

Преимущества системы CENTUM VP

ДЛЯ РАБОТЫ

• Безопасные и унифицированные операции на установке
  Универсальный интерфейс для передачи информации управления, безопасности и активов. Встроенные механизмы, не допускающие информационной перегрузки

• Непрерывное усовершенствование
  Непрерывная систематизация лучшего опыта работы и специальных рабочих рекомендаций для конкретных ситуаций

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ

• Более быстрое выполнение цикла «Планирование – Выполнение – Проверка - Действие» (Plan, Do, Check, Act) для динамичной адаптации
  Интеграция Системы Управления Производством (MES) и системы предприятия обеспечивается за счет использования стандартов ISA95 и B2MML

• Защищенная и стандартизированная информационная интеграция
  Встроенная сертифицированная защита сетевого управления

ДЛЯ ТЕХОБСЛУЖИВАНИЯ

• Непрерывное развитие без ущерба готовности активов
  Постоянное развитие с оперативными обновлениями и модификациями. Самая надежная платформа, не имеющая единой точки отказа (компоненты, отказ которых приводит к отказу всей системы)

• Долговременная защита инвестиций
  Постепенная поэтапная миграция проводится перед каждым новым изданием. Мы имеем опыт более 35 лет обратной совместимости (полная совместимость с предыдущими версиями)

ДЛЯ ПРОЕКТА

• Более быстрое выполнение проекта с меньшими интеграционными рисками
  Интегрированные решения из одного источника для системы управления (РСУ), системы противоаварийной защиты (ПАЗ/SIS) (система приборной безопасности), встроенной система информационного управления предприятием (PIMS), интеллектуальных удаленных терминалов (RTU) и система SCADA, и контроллерные модули управления турбинами.

Конфигурация системы

Система CENTUM VP имеет простую архитектуру, состоящую из станций оператора (HIS), станций управления (FCS) и управляющей сети. Эти три основных компонента могут быть сконфигурированы как в малые так и в большие комплексы, поддерживающие до 1000000 тегов.

КОНЦЕПЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ CENTUM VP

Система CENTUM VP разработана на базе концепции поддержания высокой рабочей готовности предприятия. Эта концепция является прямым следствием производственной необходимости непрерывного выполнения технологических операций без сбоев. Удовлетворение столь строгим требованиям стало возможным благодаря высокому качеству продукции, и высокой эксплуатационной пригодности обусловленных: высокотехнологичным производством, контролем качества, квалифицированным сервисным обслуживанием и полноценным обучением. Результатом работы компании YOKOGAWA в направлении повышения надежности своих систем управления можно считать то, что многие станции управления (FCS) работают уже более 20 лет с момента установки.

НЕЗАВИСИМЫЙ КОНТРОЛЛЕР

Станции управления (FCS) системы CENTUM VP имеют возможность работать без Станций Оператора (HIS). Основное управление может осуществляться только с использованием Станций Управления (FCS), и все технологические данные, управляющая логика, и процедуры содержатся в контроллерах, Станция Оператора (HIS) работает только в качестве экрана монитора. Аппаратная готовность Станции Управления (FCS) составляет 99,99999%, что следует из базовой политики при построении изделий. Наши Станции Управления (FCS) разработаны передовая технология YOKOGAWA, чтобы :

• предотвращать неисправности за счет расширенной диагностики аппаратных средств и ПО

• продолжать управлять установкой даже в условиях неисправности (отказоустойчивость)

• восстанавливаться в случае возникновения сбоя как можно быстрее (ремонтопригодность)

Все это является квинтэссенцией передовой технологии компании YOKOGAWA.

ОТЛИЧИЕ КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ CENTUM VP ОТ КОНЦЕПЦИИ КЛИЕНТ‑СЕРВЕР

В типичной конфигурации клиент‑сервер, когда сервер выходит из строя, все клиентские станции останавливаются. Это означает, что все элементы управления и данные установки будут недоступны, пока не произойдет восстановление сервера. Подобная ситуация является неприемлемой для реальной работы предприятия (установки). Чтобы не допустить выхода сервера из строя требуется дорогостоящая аппаратная часть сервера или резервирование конфигурации всей системы. Станции Управления (FCS) системы CENTUM VP значительно превосходят серверы ПК с точки зрения готовности, даже при использовании резервированной конфигурации. Каждая Станция Управления (FCS) работает независимо от других, что снижает риск возникновения серьезных повреждений на установке при возникновении одного сбоя. Серверы ПК устаревают за несколько лет непрерывной работы, в то время как Станции Управления (FCS) при соответствующем техобслуживании работают многие годы. Надежность станций управления (FCS) позволяет сократить затраты на ремонт установки, так как установка не выходит из строя. С точки зрения общей стоимости владения (TCO), Станция Управления (FCS) компании YOKOGAWA является наиболее экономически выгодной.

Компоненты системы CENTUM VP

Станция Оператора (HIS)

В качестве станции оператора в системе CENTUM VP используется ПК, на котором установлены программные пакеты функций управления и контроля. Заказчик может выбрать настольный или консольный тип со встроенными дисплеями. Программное обеспечение Станции Оператора предоставляет пользователю защищенную, безопасную и наглядную операционную среду. Данный подход позволяет операторам получать только важную и необходимую информацию и выполнять требуемые действия в реальном времени.

Станция Оператора может иметь до 4000 графических дисплеев. Каждый графический дисплей позволяет включать до 800 переменных процесса с возможностью ежесекундного обновления данных. К каждой Станции Оператора могут быть подключены дополнительные мониторы и одновременно, независимо от их количества, может отображаться до 20 графических дисплеев. Часто используемые комбинации графических дисплеев и других компонентов могут быть помещены в окно быстрого вызова.

На одной Станции Оператора могут использоваться до 50 блоков сбора данных тренда. В одном блоке сбора данных тренда содержится 16 групп тренда. Период сбора данных может быть определен для каждого блока и вариантами выбора являются 1 секунда, 10 секунд, 1 минута, 2, 5 и 10 минут. Оператор может легко поместить график тренда для любого определенного пера данных тренда на дисплей графика с помощью операции перетаскивания (drag & drop) независимо от периода сбора данных.

Сообщения, требующие немедленных действий, передаются только оператору, имеющему к ним непосредственное отношение, во избежание излишней нагрузки на операторов и уменьшения эффективности их работы. В окне управления сигнализациями (CAMS, реализованная, на базе последних изданий руководства EEMUA 191) имеются функции фильтрации, подавления и складирования, построенные на основе политики сигнализаций для каждого технологического процесса, что обеспечивает наиболее безопасную и эффективную работу установки.

Станция инженера (ENG)

Станция Инженера (ENG) это ПК, используемый для конфигурации и техобслуживания системы.

Один ПК может использоваться как в качестве Станции Оператора (HIS) так и в качестве Станции Инженера (ENG), при установке на него соответствующего программного обеспечения.

Станция Инженера (ENG и HIS) имеет виртуальную функцию тестирования, которая позволяет осуществить тестирование алгоритмов управления системы на одном ПК. Виртуальная среда Станции Управления (FCS) и Станции Оператора (HIS) становится доступной, когда управляющие и операторские функции базы данных системы CENTUM могут тестироваться без применения аппаратных средств Станции Управления (FCS). Это позволяет значительно сократить время тестирования приложений и инжиниринга, что приводит к ускорению исполнения проекта и снижению затрат на инжиниринг. Для расширения и модификации системы приложения могут тестироваться и проверяться без какого-либо влияния на реальную работу предприятия. В случаях совместного использования CENTUM VP с системой противоаварийной защиты ProSafe-RS, может быть проведено виртуальное тестирование обеих систем. Функция виртуального тестирования является также ключевым компонентом при построении тренажера оператора (OTS).

Для Станций Управления можно выбрать простой (одинарный) или резервированный тип ЦПУ. Для резервированного типа, при обнаружении нештатного состояния управляющего модуля, переключение на резервный процессор происходит в течение одной миллисекунды, чтобы этот сбой не повлиял на работу технологического процесса. Каждый модуль ЦПУ имеет два процессорных ядра, обрабатывающие одни и те же данные одновременно, результаты их вычислений сравниваются. Если результаты не согласуются, то право управления передается на резервный ЦПУ, даже если нештатные ситуации не возникали. Эта технология предназначена для самодиагностики системы, и позволяет повысить надежность работы системы.

Модуль ЦПУ станции FCS может выполнять стандартизованные функции управления в течение любого из следующих возможных периодов считывания, который устанавливается для каждого функционального блока 50, 100, 200, 500 мс или 1с. Указанные периоды считывания данных не включают время, затраченное на преобразование сигнала ввода/ вывода в узлах и на передачу данных по шине данных.

В каждой FCS имеется 8 слотов для модулей вода/вывода; в них можно устанавливать любые типы модулей ввода/вывода. Также к одной Станции Управления можно дополнительно подсоединить до 14 узлов расширения ввода/вывода, по 8 слотов для модулей ввода/вывода в каждом. Для подключения узлов расширения ввода/вывода существует два типа сетей. Первый тип – это шина ESB (128 Мб/с) со специальным оборудованием компании YOKOGAWA. Второй – оптическая ESB шина на базе аппаратных средств Ethernet; ее протяженность можно увеличивать за счет использования повторителей Ethernet до 50 км при помощи ВОЛС (волоконно-оптической линии связи), что особенно актуально в случае разнесенных в пространстве производств. Обе сети ввода/вывода могут быть резервированными.

Станция Управления (FCS) представляет широкий выбор модулей ввода вывода, и к ней может быть подключено все разнообразие устройств полевой сети, для решения любых производственных задач. Возможность обработки различных типов сигналов (4-20 мА, 1-5 В, Прямой ввод (T/C, RTD), дискретный ввод/вывод). Поддержка различных полевых цифровых интерфейсов Foundation Fieldbus, PROFIBUS, EtherNet/IP, MODBUS,HART,ISA100. Все типы модулей могут быть исполнены в резервируемой конфигурации и со встроенной функцией самодиагностики модулей для быстрого переключения и минимизации влияния на процесс управления. Для резервированной конфигурации допускается «горячая» замена неисправной аппаратуры без воздействия на другие модули: ЦПУ, ввода/вывода, сетевых кабелей шины ввода/вывода и т.д. Инженеры могут менять конфигурацию контроллеров и HIS в оперативном режиме (on-line) без воздействия на другие станции.

Помимо вышеперечисленных модулей в системе CENTUM VP могут быть применены модули турбомашинных входов/выходов. Эти модули поддерживают основные интерфейсы для управления турбиной, в частности, вход сигнала скорости поступления импульсов, вход LVDT (Линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор), а также интерфейсы выхода сервомеханизма.

Управляющая ЛВС (1 Гб/с)

Компания YOKOGAWA стремится к снижению затрат своих заказчиков за счет применения имеющихся в открытой продаже и готовых к применению технологий там, где это возможно. Кабели и сетевое оборудование других разработчиков может использоваться в сети Vnet/IP, построенной компанией YOKOGAWA на базе технологии Ethernet. Надежность работы предприятия никоим образом не пострадает, так как отклик гарантирован, благодаря всем известной надежности изделий YOKOGAWA, специализированным протоколам и резервированной конфигурации. Открытость управляющей сети определяется не только использованием технологии TCP/IP. Сеть Vnet/IP компании YOKOGAWA обеспечивает открытую, надежную и реализуемую в реальном времени широкополосную связь. В единую сеть могут быть объединены как относящиеся так и не относящиеся к системе CENTUM компоненты. Построенная система обеспечивает гарантированное обновление данных на Станции Оператора (HIS) каждую секунду, даже для крупномасштабных проектов. Сеть Vnet/IP предлагает пяти миллисекундную синхронизацию между всеми станциями сети Vnet/IP. Для исключения возможности электронных атак сеть Vnet/IP и связь со Станцией Управления (FCS) системы CENTUM VP имеет систему защиты прошедшую международную сертификацию.

Действительная функциональная совместимость

Возможность взаимодействия системы CENTUM компании YOKOGAWA с “внешним миром” начинается с OPC. Система CENTUM VP использует сервер OPC, который соответствует требованиям информационных потоков, расширенного управления и управления сигнализациями и событиями. Наши заказчики пользуются устойчивой производительностью и широкой гибкостью сервера OPC для своих интеграционных проектов. Системы YOKOGAWA могут взаимодействовать со всеми интеллектуальными контрольно-измерительными приборами и применяемыми полевыми шинами.

Сервер ExaOPC

OPC-сервер в системе CENTUM VP позволяет использовать двунаправленную связь между системой CENTUM VP и программным обеспечением клиента, через OPC-шлюз, например, для ведения хронологии событий и сигнализаций в производственных базах данных или взаимодействия с системами управления производственными процессами.

UGS (Unified Gateway Station/Унифицированная станция связи с подсистемами)

Не менее важной особенностью системы CENTUM, является наличие унифицированной станции связи с подсистемами (UGS). Для интеграции данных подсистемы в систему CENTUM VP можно использовать два метода. Суть первого метода заключается в организации связи между Станцией Управления (FCS) и подсистемой с использованием модулей связи, например, Modbus, и т.п. Второй метод может быть реализован, если подсистема имеет свой собственный OPC-сервер. В этом случае SIOS, GSGW и UGS Могут являться OPC-клиентами для этого сервера и работать в качестве станции управления (FCS) на управляющей ЛВС (LAN). Станция SIOS (предыдущая версия UGS), и станция UGS управляют передачей данных между подсистемой и системой CENTUM VP и упрощают интеграцию данных. Станция интеграции подсистем (Unified Gateway Station) имеет 2 000000 точек данных. Количество тегов на станцию UGS составляет 100 000, количество контроллеров подсистем на станцию составляет 256. Поддерживаются различные интерфейсы - MODBUS TCP, MODBUS RTU, EtherNet/IP, OPC DA. Станция UGS также может обрабатывать имеющиеся данные, сигнализации и события, и подходит для подключения подсистем управления процессом, например, STARDOM, а также систем других производителей.

Терминальный сервер

В связи с ускорением общего ритма ведения бизнеса, возрастает потребность в возможности контроля работы установки дистанционно через Интернет, для этих целей YOKOGAWA разработала терминальный сервер. Контроль и управление может производиться с удаленных от управляющей ЛВС и Станций Управления персональных компьютеров, причем для этого не требуется установки специального программного обеспечения.