Kontakta oss

Industriella styrsystem

 

Ett industriellt styrsystem (ICS) är en viktig del för många företag då det tillhandahåller automatiserad styrning av många olika komponenter över flera platser. Det finns några olika typer av ICS och de kan stödja en stor mängd olika element i diverse verksamheter, från energi till tillverkning till läkemedelsindustrin. De ger fördelar när det gäller effektivitet, kvalitet, analys och, givetvis, nettovinst.

 

Låt oss ta en närmare titt på ICS och vad dessa kan göra i industriell verksamhet.

 

Vad är ett industriellt styrsystem?

 

Industriella styrsystem hanterar diverse komponenter, såsom övervakningsenheter och programvarusystem, för att hantera verksamheter och automatisera dem där det är möjligt. De balanserar de många komponenterna som behövs för att driva en industriell miljö och säkerställer att dessa komponenter fungerar effektivt och är synkroniserade med varandra. Ett ICS kan ta över kontrollen helt och hållet eller vara en del av ett hybridsystem som inbegriper mänsklig interaktion. Öppna loopar, stängda loopar och manuella alternativ finns tillgängliga.

 

Om ert industriföretag inbegriper Industriella sakernas internet (IIoT) eller andra smarta system, är ICS särskilt användbart och minimerar säkerhetsriskerna. Totalt sett ger ICS större insyn och användarvänlig styrning av ett komplicerat nätverk av komponenter. Några av elementen som du kan hitta i ett ICS omfattar servrar och kontrollfunktioner som:

  • Fjärrterminalenhet (RTU): En RTU är en fältenhet som kommunicerar med en masterterminalenhet och fungerar som en övervakande kontrollenhet.
  • Människa-maskingränssnitt (HMI): Med ett HMI kan människor interagera med hårdvaran som styr maskinerna. HMI antar vanligtvis formen av ett grafiskt användargränssnitt (GUI) som skapar en plattform som är läsbar för människor – alltså mjukvara. Användarna kan visa aktuella statusar, övervaka inställningspunkter, ta emot säkerhetsvarningar, justera parametrar och algoritmer, bedöma historiska data med mera.
  • Programmerbar logikkontroll (PLC): Som en av kontrollerna i ett ICS möjliggör en PLC lokal processhantering eller anslutning till ett HMI. Det finns även programmerbara automatiseringskontroller (PAC) som liknar PLC:er, men de är ofta mer avancerade och kan omfatta mer minne och programmeringsflexibilitet tillsammans med ytterligare funktioner.
  • Mjuka PLC:er: PLC:er kan även finnas i en centraliserad databas, som får data från produktionslinjen. Till exempel så erbjuder zenon Logic en inbyggd PLC-miljö som tekniker kan komma år genom en delad databas. De behöver bara skapa objekt en gång och kan komma åt dessa upprepade gånger i systemet.
  • Kontrollserver: Denna server är värd för den övervakande styrmjukvaran för en PLC eller ett distribuerat styrsystem (DCS). Den kan kommunicera med styrenheter på lägre nivå.
  • IT-teknik och operativ teknik: Olika enheter, såsom sensorer som övervakar fältverksamheter.
  • Kontrolloop: En kontrolloop har olika typer av hårdvara som PLC:er och ställdon som tolkar sensorsignaler, switchar, brytare, reglerventiler med mera. Sedan skickar de denna information till en kontrollfunktion som ska utföra en viss uppgift.
  • Fjärrunderhållssystem: Detta system kan övervaka och detektera avvikelser eller fel, möjligen även vidta åtgärder för att förhindra problem.
  • Masterterminalenhet (MTU) eller SCADA-server: MTU eller övervakningskontroll och dataförvärvservern (SCADAkan leverera kommandon till RTU:er på fältet.
  • Smarta elektroniska enheter: En smart enhet kan samla in data och kommunicera med andra enheter. Med SCADA- och DCS-infrastrukturer kan dessa enheter exekvera lokala kontrollfunktioner automatiskt.
  • Datahistoriker: Data som samlas in från ICS och dess driftsmiljö lagras i en datahistoriker och den går att exportera till ett annat informationssystem. Där kan den behandlas för ytterligare analys och användas i strategier.

 

Fördelarna med ett industriellt styrsystem

 

Industriell automatisering via ett ICS har flera fördelar för industriföretag. Några av fördelarna med industriella styrsystem är:

  • Förbättrad effektivitet: Med färre manuella krav och större produktivitet kan ett ICS hjälpa er att boosta effektiviteten. Ni kan minska de manuella verksamheterna och energiförbrukningen. Eftersom ett ICS fungerar dygnet runt kan ni dra nytta av automatiseringen hela tiden eller använda nertiden till att bearbeta och analysera information för att kunna använda drifttimmarna på ett bättre sätt.
  • Minskade kostnader: Om ni kan minska era kostnader ger det utrymme för större vinster. När ni ökar och förbättrar era resultat kan ni öka era vinstmarginaler, förenkla personalbehoven och minska priset för er verksamhet.
  • Färre fel och mindre avfall: De optimerade processerna som ni får från ett ICS hjälper till att minimera de resurser som krävs för att skapa produkter och bidrar till effektivare hantering. Med mindre avfall behöver ni inte lägga så mycket tid på att gå igenom det eller köpa materialet som skapade avfallet till att börja med. Färre fel minskar även insatsen som krävs för att lösa problemen eller köra skadebegränsning efter att dessa problem når kunden.
  • Högre produktkvalitet: Ett ICS bidrar till produktkvaliteten på många sätt. Det kan övervaka kvalitet eller justera processer efter behov. Industriell processautomatisering kan även minimera mänskliga fel och stödja värdefulla produktinsikter genom analyser. Med alla funktionerna i ett ICS kan ni boosta kvaliteten rejält och njuta av förbättrad nöjdhet, kostnadsbesparingar och ryktesfördelarna som följer på detta.
  • Effektivare datahantering: Oavsett om ni har ett ICS eller inte flödar mycket data genom er industrianläggning. Ett ICS kan samla in och organisera all denna data och skapa en centraliserad plats för enkel analys och kontroll. Det kopplar även samman alla system, sensorer och komponenter på anläggningen för insyn och kontroll uppifrån och ner.

I industriella installationer har automatisering avsevärd potential och allt fler företag drar fördel av detta för att hänga med i konkurrensen. Marknaden som helt förväntas stiga till en sammantagen årlig tillväxttakt på 8,9 %, upp till 288,93 miljarder $ 2028.

 

Vilka olika typer av industriella styrsystem finns?

 

Industriella styrsystem finns i flera varianter som designats för olika miljöer. Nedan kan du se de olika typerna av styrsystem som finns tillgängliga.

 

SCADA

Ett system för övervakningskontroll och dataförvärv (SCADA) samlar in data från och styr utrustning på flera platser. Kontroller förekommer på övervakningsnivån med PLC:er, RTU:er och moduler som distribuerats på olika platser för att samla in och överföra data över långa avstånd. De kan länkas samman med maskiner, sensorer eller andra typer av utrustning. Integrerade HMI:er skickar data och människor övervakar den inkommande informationen. Denna process kan vara på plats eller på ett annat ställe och kan inkludera flera inmatningar och utmatningar.

 

SCADA-system kan vara allt från enkla till komplexa och är populära i branscher som vatten och avloppsvatten, kraftöverföring och -distribution, livsmedel och dryck, läkemedel och fordon. Ett SCADA-system förlitar sig på en stark HMI-plattform för att dra nytta av ett gränssnitt som är lätt att använda och omfattande funktioner som gör datainsamling, insyn och effektivitet enkelt.

 

DCS

Ett distribuerat styrsystem används på en plats och fungerar med inställningspunkter som är målvärdena för en variabel eller process. Detta system skickar en inställningspunkt till en kontrollfunktion som kan flytta komponenter som ventiler och ställdon för att upprätthålla den önskade inställningspunkten. Ett DCS använder en centraliserad kontrolloop för övervakning för att hantera enheter som en del av den övergripande produktionsprocessen. Ett DCS styr, övervakar och organiserar de många kontrollfunktionerna som används på en anläggning.

 

Ett DCS gör det möjligt för användarna att snabbt komma åt nödvändiga data. Eftersom många enheter ansluter till det minimerar det även den inverkan ett fel kan ha på det övergripande ICS-systemet. Det är ett populärt val för företag som håller på med tillverkning, oljeraffinering, energiproduktion och -distribution och vatten och avloppsvatten.

 

PLC

Även om programmerbara logikkontroller är en viktig del av de båda metoderna ovan kan de tekniskt fungera för sig själva. PLC:er samlar in information från en inmatning och processar datan, initierar utmatningar baserat på de angivna parametrarna. De kan återigen vara allt från enkla till komplexa.

 

Många PLC:er har inbyggda komponenter, men de kan även inta ett modulärt tillvägagångssätt för att ansluta till enheter som sensorer, mätare, lampor, reläer och ventiler. Andra komponenter som kan vara integrerade eller modulära inkluderar strömförsörjning, portar och protokoll för kommunikation med SCADA- eller MHI-system.

 

PLC:er är vanliga i branscher som distribution och tillverkning, inklusive batch-tillverkning. De kan användas på en eller flera platser. Den primära nackdelen med att använda PLC:er utan ett tillhörande system som DCS eller SCADA är bristen på centraliserad insyn och kontroll. PLC:er som arbetar lokalt och för sig själva kommunicerar inte med andra system. Ju större en verksamhet är desto mindre hållbar är ett tillvägagångssätt med endast PLC:er. De är fortfarande en viktig del av ett ICS som tillhandahåller den större funktionaliteten för dessa system.

 

Hur konfigurerar och använder man ett industriellt styrsystem?

 

Om ni startar projekt i ett ICS så får ni större kontroll och effektivitet i framtiden, eftersom projektet drivs med ICS:en och dess struktur i åtanke. Ett ICS har funktioner som även hjälper till med projektplanering och utveckling. Följ processen med zenon-mjukvaruplattformen och se hur den möjliggör effektiv och snabb utveckling. Utvecklingsfaserna för zenon inkluderar:

1. Konception

Det första steget är att balansera alla komplexiteter som ingår i ett utvecklingsprojekt, från kvalitetsstandarder till kostnadsbarriärer och effektivitetsbekymmer. Ett krav är snabba bevis för konceptet som visar ett designkoncept som är rimligt. Denna process kan inkludera experiment, pilotprojekt och testning. Ingenjörerna måste även överväga extern efterlevnad och kompatibilitetskrav.

 

zenon hjälper till genom att tillhandahålla snabb och användarvänlig datagenerering för snabb och initial testning, komplett med flera standardkonfigurationer och parametriseringsmetoder. Den lever upp till efterlevnadskraven för DNP3, IEC 61850, IEC 60870 med flera. zenon har även mallkomponenter och prover som kan hjälpa er att komma igång och utveckla era provlösningar.

2. Lösningsutveckling

Allteftersom ni utvecklar och implementerar er lösning börjar effektiviteten bli viktigare. Symboler, mallar och objektorientering kan hjälpa er att skapa er energilösning snabbare. Mallar gör det möjligt för er att spara tid genom att återanvända komponenter och minimera inlärningstiden. De gör det även lättare att hålla projektet rent och organiserat medan enkel verifiering är möjlig och testningstiden minimeras. 

 

Andra värdefulla funktioner inkluderar automatiseringsverktyg och konfiguration för befintliga funktioner. För att göra detta steg så smidigt och enkelt som möjligt erbjuder zenon funktioner som:

  • Skärmmallar och symboler: zenon möjliggör enkel visualisering med olika layouter för olika uppgifter, inklusive listor för händelsesekvenser (SoE), växlande sekvenshantering och kommandobehandling. Ni kan använda generiska skärmsymboler och tilldela dynamiska variabler och funktioner. Sedan kan symbolen användas i flera resurser i HMI medan den ursprungliga symbolimplementeringen förblir centrerad på en plats.
  • Smarta objekt: Med Smarta objekt kan zenon göra detaljerade automatiseringsmallar möjliga. Ni kan använda grafiska symboler, variabler, datatyper, drivrutiner, kommandogrupper, detaljerade skärmar och förreglingar för att förkonfigurera en datamodell och bifoga larm, funktioner och vyer för mallen.
  • Import-/exportmekanismer och standardinställningar: Använd robusta import-/exportmekanismer och användbara standardinställningar för att få större effektivitet och en mer kapabel mallmiljö.
  • Konfiguration och parameterisering: Dessa funktioner minskar komplexiteten genom att göra det möjligt för er att ställa in viktiga parametrar och hjälpa resten av lösningen att falla på plats. Det finns inget behov av att utveckla eller baklängeskonstruera anpassad kod eller använda mycket avancerade programmeringsfärdigheter. Dessa resurser kan minska felen från anpassad kodning och upprätthålla standardiserade parametrar för enkla överföringar medan ni utvecklar lösningen.
  • Automatisering: Automatiserad teknik kan spara tid genom att erbjuda enkel visualiseringsplanering. Med zenons objektorienterade teknik, kan ni till exempel skapa variabler och anpassa guider för att genomföra repetitiva, standardiserade uppgifter. Denna möjlighet gör det möjligt för dig att minimera de mänskliga felen, standardisera och boosta effektiviteten.

3. Idrifttagning

I idrifttagningsfasen måste ni veta att er lösning snabbt kan skalas upp för stora tillämpningar med alla de rätta verfikationerna på plats. Standardiseringen av zenon hjälper till i detta område med funktioner som mallar, byggblock och automatiserade verktyg för anpassade algoritmer och konfigurationsguider. När det gäller testning kan ni se kommunikationslänkar och statusar inom zenon och använda processmallar för att undvika duplicerade test.

 

En annan värdefull komponent i idriftagningen är processimulering. Detta hjälper dig att förbereda skärmar, genomföra första test, kontrollera algoritmer och optimera designer. zenon optimerar processimuleringen genom att växla drivrutinerna till simuleringsläge, vilket behåller variablerna i statiska värden eller animerar variabler dynamiskt.

4. Förlängning och uppdateringar

Effektivitet i den här fasen hjälper till att säkerställa drift utan inblandning i framtiden. Efter att ett projekt har avslutats kommer ni att kunna uppdatera eller förlänga innehållet, göra viktiga ändringar i projektet och utöka arkitekturen efter behov. I zenon gör den modulära projektarkitekturen det möjligt för dig att göra ändringar och genomföra uppdateringar snabbt och enkelt utan att påverka ömsesidigt beroende moduler. Den modulära designen innebär att ni även kan lägga till i arkitekturen efter behov med duplicerade, specialiserade och mallskapade moduler.

 

Funktionerna i ett starkt ICS gör det enkelt att skapa långsiktig kompatibilitet, vilket möjliggör eftermontering, uppdateringar och förlängningar långt efter att projektet har avslutats.

 

 

Implementera rätt ICS med zenon

 

Ett ICS är en nödvändighet för industriella miljöer eftersom det tar fram tydlig insyn, kontroll och datainsamling till diverse organisationer. Eftersom ett ICS är en sådan grundläggande bit av pusslet behöver ni en som byggts av experter. zenon från COPA DATA är en kraftfull modulär mjukvaruplattform som får ut mesta möjliga ur SCADA-miljöer och ger fördelar för effektivitet, kostnader, datahantering med mera.

 

Här på COPA-DATA har vi varit i branschen sedan 1987 och vi förbättrar ständigt vår plattform för att bemöta branschens föränderliga behov. Vi använder all nödvändig logik och algoritmer för att hålla er verksamhet i gång. Hör av er till oss idag för att få veta mer om zenon och vad plattformen kan göra för ert företag.