اتوماسیون صنعتی, کنترل

معرفی معماری سامانه‌های كنترل DCS مطرح دنیا – بخش دهم

DCS های ساخت شركت ABB

6.سامانه مهندسی

1.6.سخت ­افزار مهندسی

به منظور مهندسی سامانه­ 800xA در نصب و اجرای ابزار‌های مختلف مهندسی از رايانه­‌هايی تحت عنوان ايستگاه‌های مهندسی استفاده می شود كه سری Advant Station 100 يک نمونه از اين رايانه ­ها می باشد.
ايستگاه‌های مهندسی AS 100 ES رایانه‌های شخصی با دوامی هستند كه مشخصات مورد نياز محيط‌های OCSAdvant را برآورده می كنند. به ­طوری كه برای کارهای سطح فيلد همچون مهندسی Offline، برنامه­ نویسی Online (ارتباط مستقيم به كنترل كننده با امكان ويرايش برنامه­ منطقی)، تعمیر و نگهداری و ردیابی خطا هستند. ايستگاه‌های مهندسی AS 100 ES در دو نسخه ارايه می شوند.

. Advant Station 140 Engineering
. Station for configuration of Advant Controller 400 Series and Advant Controller 100 Series
. Advant Station 140 Engineering
. Station for configuration of Advant Controller 100 Series

شكل 15. نمونه ­ای از يک ايستگاه مهندسی Advant Station 140

2.6.ابزار طراحی و پياده­ سازی منطق كنترل

شركت ABB از عنوان ControlIT برای بسته­ نرم‌افزاری مربوط به انجام وظايف و فعاليت‌های كنترل‌كننده‌های IndustrialIT ياد می کند. اين بسته دارای ابزار مهندسی تحت عنوان Control Builder می باشد كه دارای نسخه‌های مختلف برای كنترل‌كننده‌ها می باشد. شكل 16 مشخصات ابزار Control Builder M را كه برای پيكربندی كنترل‌كننده‌های 800xA استفاده می شود، نشان می دهد.

شكل 16. مشخصات ابزار طراحی منطق Control Builder M

در حال حاضر ابزار مهندسی كنترل‌كننده‌‌های سری 800 در سامانه­ 800x نسخه Control Builder M می باشد. كه یک مجموعه ابزار جامع، چند كاربره برای طراحی، مهندسی، راه‌اندازی [1]، تشخيص خطا و عيب‌يابی و تعمير و نگهداری پروژه‌های اتوماسيون می باشد. اين ابزار برای پياده‌سازی برنامه­ كنترل از یک محيط يا رابط كاربری به صورت نمودار تابع-چارت [2] استفاده می كند؛ ابزار مربوطه Function Chart Builder نام دارد. شكل 17 واسط كاربری ابزار Function Chart Builder را برای پياده‌سازی منطق كنترل نشان می دهد. ماژول‌های اصلی تشكيل‌دهنده­ Control Builder عبارتند از:

. Application Builder (APB)
. Function Chart Builder (FCB)
. Bus Configuration Builder (BCB)
. On-line Builder (ONB) option and the library AMPL PC and DB Element Libraries. 

شكل 17. طراحی توابع منطقی با برنامه­ Function Chart Builder

7.نرم‌افزار Industrial IT

سامانه­ 800xA برای عمليات مهندسی نظير پيكربندی كنترل‌كننده‌ها، پياده‌سازی منطق كنترل، كنترل و پايش فرآيند، فرآيند، مديريت اطلاعات و غيره از بسته­ محصولات نرم‌افزاری Industrial IT استفاده می كند كه شامل بيش از 30 ابزار و ماژول نرم‌افزاری می باشد. از ميان اين بسته‌های نرم‌افزاری دو بسته­ ControlIT و OperateIT كه به ترتيب ماژول‌های طراحی و پياده‌سازی كنترل و واسط كاربری پايش پلنت می باشند از اهميت خاصی برخوردار هستند و در اين بخش از مقاله به توصيف اين دو بسنده شده است.

1.7.مشخصه‌ های Industrial IT

سامانه­ Industrial IT راه حل‌های اتوماسیون را با شعار افزایش بهره‌وری از طريق معماری یکپارچه­ سازی سامانه ارايه می دهد. اين یکپارچه‌سازی شامل موارد زير می باشد.

Integrated information

فراهم ساختن امكان دسترسی به كل اطلاعات پلنت از طريق يک پنجره و برخورداری از يک معماری سامانه­ يكپارچه

Efficient engineering

فراهم كردن مهندسی كارآمد از طريق ورود اطلاعات به موقع، ایجاد خودکار شیء و استفاده­ دوباره و آسان از راه حل ­های موجود

Highly scalable

با داشتن قابليت انعطاف بالا، به عنوان يک راه‌حل‌ بهینه در تمام موقعیت‌ها، از کوچک­ترین كاربرد‌ها تا بزرگ­ترین آنها مطرح می باشد.

Open Communications

با بهره‌گيری از سامانه‌های استاندارد و تكنولوژی های فيلدباس امكان ارتباطات باز را فراهم می كند.

جدول 11. فهرست راه‌حل‌های اتوماسيون Industrial IT

شكل 18. محصولات Industrial IT و سير تحول آن­ها
جدول12. فهرست بسته­ های نرم‌افزاری پشتيبانی كننده­ سامانه­ Industrial IT
شكل 19. كاربرد‌ بسته‌های Industrial IT

در ادامه تنها دو بسته­ نرم‌افزاری طراحی و پياده­ سازی كنترل و پايش تشريح می ­شود.

2.7.ابزار كنترل فرآيند/ عمليات

به طور كلی ABB از مجموعه ابزار‌ها و نرم‌افزار‌هاي HMI كه برای مواردی چون كنترل، پايش فرآيند و عمليات استفاده می شود از عنوان Opearation يا واسط اپراتوری ياد می كند. به طوری كه نرم‌افزار مهندسی آن با عنوان OPerateIT يا Process Portal مطرح است. سامانه­ 800xA برای كنترل، پايش عمليات فرآيند در پلنت توسط اپراتور‌ها و همچنين طراحی گرافيک صفحات فرآيند توسط مهندسان از مجموعه ابزار B Process Portal استفاده می كند.
سامانه­ 800xA برای طراحی رابط كاربری و گرافيک صفحات فرآيند از بسته­ نرم‌افزاری OPerateIT [3] استفاده می كند كه به فرآيند پورتال نيز معروف می باشد. ‌نسخه­ 2.0 پورتال پردازش OPerateIT در نوامبر 2004 منتشر شد.
نرم‌افزار پورتال پردازش OPerateIT يک واسط انسان ماشين (HSI) مبتنی بر ویندوز و وب پايه می باشد كه رويه و رویکرد شیء‌گرا را برای یکپارچه‌سازی اطلاعات و ناوبری کاربر در درون یک محیط پنجره­ یکنواخت فراهم می كند. به عبارت ديگر اين نرم‌افزار مجموعه برنامه­ ABB ‌برای كنترل، مديريت، پايش و نمايش اطلاعات فرآيند می باشد. پیروی از استانداردهای صنعتی از قبیل اکتیو ایکس [4]، HTML پویا، OLEDB و OPC به شما این امکان را می‌دهد كه این محصولات HSI را در یک محیط یکپارچه با دیگر برنامه‌هایIndustrial IT ABB و برنامه‌ها از شركت‌های ديگر اجرا شود.
اين نرم‌افزار همچنين مجموعه‌ای پایه از نرم­افزارها و تمام قابلیت‌های سنتی HSI از جمله مدیریت رویداد/زنگ هشدار[5]، صفحات نمایش گرافیکی سفارشی، صفحات تنظيم عناصر پلنت [6] و نمایشگرهای تنظیم، روندنما‌ها [7] و توليد گزارش را پوشش می دهد. همچنين پورتال فرآیند مواردی از قبيل به اشتراک ­گذاری اطلاعات یکپارچه، ناوبری بصری، و مهندسی کارآمد را نيز فراهم می‌کند. به کارگیری معماری کلاینت سرور واقعی، امكان دسترسی به تمام توابع مورد نیاز در سرور، را با حقوق­ امنیتی مناسب برای کاربران فراهم می‌سازد.

اين بسته نيز همانند ابزار Contol Builder دارای ويراش‌های مختلف زير است:

. Operate IT -Process Portal A Version 2.1
. Operate IT -Process Portal B
. Operate IT – Process Portal Version B1.1
. Operate IT – Process Portal Version B2

جدول 13. مشخصات و قابليت‌های Process Portal B1.1 را فهرست نموده است.

جدول 13. مشخصات و قابليت‌های Process Portal B1.1

پورتال فرآیند نسخه­ A، يک واسط اپراتوری مبتنی بر ویندوز برای نظارت و کنترل سامانه­ های کنترل فرآیند می باشد. رابط کاربری  پورتال فرآیند نسخه­ A می‌تواند برای دسته‌های مختلف کاربر‌ی از جمله اپراتورها، مهندسان و كاركنان نگهداری سفارشی گردد.  ماژول‌های اصلی تشكيل‌‌دهنده­ پورتال فرآيند A عبارتند از:

. Operator Workplace
. Process Graphics / Graphics Builder
. Alarm and Event
. Trend
. Historian
. System Status
. Plant Explorer Workplace

شكل 20. مثالی از پيكربندی سامانه­ پورتال فرآیند نسخه­ A

پورتال فرآیند A را می توان هم به كنترل كننده‌های ABB و هم کنترل كننده‌های ساير شركت‌ها متصل كرد. بسته به نوع کنترل کننده، فرآیند پورتال، سطوح مختلف پياده‌سازی کنترل­ كننده­‌ها ارايه می ­دهد. مثالی از كنترل‌كننده‌های پشتيبانی شده عبارت است از:

• AC 800 M/C
• Advant Controller 400 Series, with Master software
• MasterPiece 200/1 Series

• Controllers via OPC (Data Access and Alarm & Event)

اين نسخه از پورتال فرآيند، نسخه­ انتخاب شده برای ارتقا و توسعه­ محصولات اپراتوری AdvaCommand (پانل‌های اپراتوری)، پانل‌های سری MasterView 800/1 و ارتقا و توسعه­ محصولات قبلی  OPerateIT می باشد.

3.7.ماژول Graphics Builder

سازنده­ گرافیک، يكی از ماژول‌های پورتال فرآيند A می باشد كه برای طراحی و پیکربندی گرافیک صفحات نمایش، عناصر گرافیکی، صفحات تنظيم عناصر پلنت[8] استفاده می‌شود. اين ماژول همچنین برای ایجاد المان‌های گرافیکی برای مؤلفه‌های فرآيند نيز استفاده می‌شود. سازنده­ گرافیک مبتنی بر ویژوال بیسیک مایکروسافت بوده و از بیش تر قابلیت ­های آن بهره ­گیری می كند. به ­طوری كه در محيط IDE آن تقريباً مشابه VB می باشد. هرگونه مؤلفه کنترل اکتیو ایکس را می­ توان به اين محيط گرافیکی اضافه و استفاده كرد.

شكل 20. نمايی از محيط طراحی صفحات گرافيكی فرآيند در ماژول Graphics Builder

4.7.پانل‌های نمايش

علاوه‌ بر سامانه‌های واسط اپراتوری نرم‌افزاری مبتنی بر رايانه­ شخصی، پانل‌های نمايش و تنظيم تجهيزات در فيلد وجود دارند كه خانواده­ ABB Panel 800 از اين دسته می باشد و دارای 5 نوع پانل لمسی با اندازه­ 14 تا 15 اينچ می باشد.

شكل 21. پانل‌های نمايش سری 800

5.7.مدیریت اطلاعات Advant master

مدیریت اطلاعات به عنوان بخشی جدایی ­ناپذیر از سامانه­ Advant Master از زمان معرفی آن مطرح می باشد؛ به ­طوری كه با انتشار سامانه­ SuperView شروع و پس از آن توسط نرم ­افزار AdvaInform به عنوان بخشی از ایستگاه مدیریت اطلاعات (IMS)Advan Station 500 ادامه يافت. نسخه­ تحت ویندوز Enterprise Historian كه در سال 2001 منتشر شد محصولی است که امروزه به تدریج به سامانه­ مدیریت اطلاعات 800xA تکامل یافته است.

8.نرم‌افزار كنترل و پايش ساير سامانه‌های DCS ABB

جدول 14 فهرست ابزار‌های نرم‌افزاری برای پياده­ سازی منطق كنترل و واسط اپراتوری در ساير سامانه‌های DCS ABB را نشان می دهد.

جدول 14. نرم‌افزار كنترل و پايش ساير سامانه‌های DCS ABB

‍Control Builder A

مجموعه‌ای از برنامه‌های کاربردی برای پیکربندی و برنامه­ نویسی بصری سامانه­ های کنترل Advant با نرم ­افزار مستر[9] می باشد. اين برنامه ارتقا يافته­ محصول قبلی به نام پیکربندی کنترل AMPL است. این برنامه پیکربندی offline و online سامانه­ های زیر را پشتيبانی می كند:

. Advant Controller 100 Series (AC 55/70/80/110/160)
. Advant Controller 400 Series (AC 410/450)
. Advant Controller 100 (AC 100) OPC Server and Process Portal
. Control Builder A has built-in support for PROFIBUS, LON, and HART and supports Process Portal.

اين برنامه به صورت ذاتی از گذرگاه‌های PROFIBUS، HART LON و همچنين برنامه­ Process Portal پشتيبانی می نمايد.

9.ساختار شبكه

همان طور كه در معماری 800xA اشاره شد سامانه­ 800xA در سطوح مختلف پلنت از شبكه­‌های مختلف استفاده می كند. به طوری كه گذرگاه اصلی در مدل AC 800M از نوع اترنت می باشد. ولی در مدل AC870P از دو نوع گذرگاه ساخت ABB استفاده می شود كه عبارتند از:

  • Cnet برای اتصال بين كنترل كننده‌ها
  • Onet برای اتصال بين كنترل كننده‌ها و سامانه­ پايش
  • Advant Field Bus برای ارتباط بین تجهیزات ابزاردقیق پلنت

1.9.سامانه­ ارتباطی در كنترل‌كننده‌های سری Advant 400

كار اين سامانه تبادل سيگنال‌های كنترلی بين بخش­ های مختلف است اين سامانه در سری AC400 از چندين نوع لينک ارتباطی تشكيل شده است كه عبارتند از:

1-Master Bus 300 (MB 300
2-Master Bus 200 (MB 200)
3-Master Fieldbus
4-RCOM

1.1.9.MasterBus 300 (MB300)

لینک ارتباطی شبکه­ Control Network در سامانه­ های سری AC 400 می باشد که دارای دو نوع است:

. Master Bus 300
. Master Bus 300E

لينک ارتباطی از نوع سريال سنكرون (HALF DUPLEX) با سرعت بالا بوده و سرعت انتقال روی اين گذرگاه برابر Mbit/s 10 است. اين لينک چند اتصالی با سگمنت‌های داخلی از يک كابل كواكسيال است. بيشينه طول هر سگمنت 24.3 متر بوده و با استفاده از تكرار كننده طول آن می تواند 500 متر برسد. نوع اين كابل كواكسيال اترنت است.

2.1.9.MB 200

يک لينک ارتباطی از نوع سريال و آسنكرون  (HALF DUPLEX)  و استاندارد RS422 با سرعت متوسط و برابر Kbit/s 6/153 است. برای اتصال نقطه به نقطه و حداكثر فاصله 2000 متر است از اين لينک برای اتصال مستر ويو [10] به مستر پيس[11] استفاده می گردد. نوع كابل آن  چهار سيمه از نوع NETWIL G87 می باشد.

3.1.9.Master Field Bus

برای برقراری ارتباط بین تجهیزات ابزاردقیق از لینک فیلدباس استفاده می­ کند به­ طوری که برای ارتباطات فیلدباس از پروتکل­ های زیر بهره می ­برد.

• Advant Fieldbus 100
• PROFIBUS-DP
• RCOM/RCOM+
• Master Fieldbus
• LONWORKS Network Interface.

لینک Master Field Bus يک لينک ارتباطی سرعت بالا با سرعت انتقال Mbit/s 2  بوده و اين لينک برای اتصال واحدهای REMOTE I/O در لاين‌ها به مستر پيس استفاده می شود. در اين لينک برای فواصل اتصال تا 25 متر از كابل دو زوجی و برای فواصل تا750 متر كابل كواكسيال از نوع RG11/U با امپدانس 75 اهم استفاده می گردد.

4.1.9.ارتباطات با سامانه های بیرونی

در سامانه­ مبتنی بر کنترل کننده­ AC450 برای برقراری ارتباطات بیرونی از لینک­ های زیر بهره می ­برد.

. EXCOM
. MultiVendor Interface (MVI)
. MODBUS (via CI532V02)
. MODBUS (via CI534V02)
. Siemens 3964(R) (via CI532V03)
. Allen-Bradley DF1 (via CI534V04)
. Free-programmable protocol (via CI535)
. Free-programmable protocol (via CI538)
. GCOM
. HART
. RCOM

پروتکل RCOM یک لينک برای فواصل ارتباطی خيلی طولانی می باشد که قادر به اتصال نقطه به نقطه و يا اتصال چند نقطه ­ای است. در اين لينک از مودم وكابل دو زوج سيم استفاده می شود كه استاندارد انتقال داده از نوع V24 می ­باشد. سری كنترل كننده­ ‌AC 450 بيش تر اين لينک ها راپشتيبانی می كند.

شکل22. نمونه ­ای از پیاده ­سازی لینک ارتباطی RCOM

ادامه دارد

قسمت قبلی

قسمت اول

منبع:

http://www.abb.com/

پی نویس:

[1] Commissioning
[2] Function-chart-oriented
[3] Operate IT Process Portal
[4] ActiveX®
[5] Event/Alarm Management
[6] Faceplate
[7] Trending
[8] Faceplates
[9] Master
[10] Master view
[11] Master piece

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 0 میانگین: 0]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *