I/O系统,I/O模块

智能I/O如何增强分布式控制

在升级或迁移期间安装智能输入/输出(I / O)可以为他们的指尖提供近实时数据的人员

由马特·史密斯 2020年9月23日
礼貌:特立独行的技术

在过去十年中,数字转型波充斥着智能数据的制造世界。为了获得这种大数据的好处并保持竞争力,制造商正在转向智能制造技术和平台,如工业互联网(IIT),数据分析,云和边缘计算,虚拟现实(VR)等。利用智能技术和设备访问,捕获,存储和分析任务关键数据对于运行设施并满足客户需求至关重要。

然而,对于许多制造工具,过时的分布式控制系统(DCS)限制防止了与智能现场设备,子系统和更高级别的企业系统的开放通信,使人员难以访问关键数据。为了数字地转换他们的运营,制造商正在寻求使用智能设备更新或迁移其遗留DCS,以改善资产利用率,增加连接和实现近实时的数据驱动的决策。它也是升级或替换传统基于模拟的仪器或将智能功能和软件添加到现有数字仪器的理想时间。

一些制造商提前跳过智能技术潮流,并使用微处理器或智能发射器。然而,今天,许多相同的设施尚未利用可用的高级数据和诊断功能,并且在某些情况下,与它们一起使用的多个过程变量(MPV)。为此,他们必须仔细称重安装智能输入/输出(I / O)的优缺点,并利用最新的资产管理软件(例如,罗克韦尔自动化的FactoryTalk AssetCentre)来管理数据。

为什么聪明的I / O?

智能发射机与数字通信协议(如HART)配合使用时,技术人员的工作更加轻松,因为它们可以轻松地设置控制元件,并通过现场和现场的移动设备访问和共享关键数据。如果没有安装智能I/O和资产管理软件,设备人员往往无法使用新的智能技术或手持设备的全部功能。这种智能技术,加上适当的软件,是远程访问有价值的数据的关键,如设备的性能,以确定偏离正常校准设置。

智能I / O和智能发射器的好处,与资产管理软件相结合,包括以下能力:

  • 帮助监控工厂的自动化系统,减少因未经授权的操作或设备故障而导致的停机时间。
  • 将诊断数据直接提供给人机界面(HMI)和资产管理系统,减少故障排除时间并增加正常运行时间。
  • 提供轻松的发射机/控制元件更换配置设置下载。资产管理软件允许技术人员将数据下推到发射机的特定节点ID(例如,现场总线设备ID)。
  • 提供MPV - MPV通常与一个设备有一个I/O连接,而不是选择什么MPV传输。供应商在他们的智能发射器中包含不同的信息。例如,质量流量计可以提供速率、温度、总量和密度变量,增加变送器的值。
  • 提供一种电子存储库,以帮助在使用资产管理软件时在一个地方维护和管理任何硬件校准和生命周期管理数据。
  • 创建电子循环文件夹以容纳相关仪器数据和检查表,将文档时间缩短50%,因为技术人员可以随时访问电子数据。
  • 通过条形码或射频识别(RFID)标签扫描和记录有价值的数据,每个仪器应用于每个仪器。这可以与附加软件层(包括VR)耦合,以提供对与特定设备相关的所有数据的现场访问,用于减少停机时间。
  • 辅助项目跟踪并消除纸张跟踪(即文件柜数据表)。当关键人员必须依赖纸质跟踪以获得有价值信息时,可能会出现问题,如:
    • 如果仪表表丢失了会发生什么?
    • 如果人员忘记在文书工作中录制资产ID何时何地呢?
    • 文件存放在哪里?
    • 当控制室打电话说某个设备出现故障时,会发生什么?

一个典型的场景是,技术人员被派遣到现场,使用通信器,然后必须连接到设备并运行问题查询。派人远程连接和诊断问题,然后在纸上记录任何问题需要时间和金钱。

如果DCS具有智能I / O跟踪设备数据,则可以解决这些问题。然后,技术人员可以使用移动手持设备和软件应用程序来远程监控和数字文档仪器校准数据和检查表,以及访问控制系统进行测试和故障排除。在许多情况下,代替运营商或维护人员出门以连接到设备,HMI维护屏幕 - 以及正确配置的警报 - 可以开发出在变得至关重要之前立即提醒它们问题。

当涉及到实时项目跟踪时,MAVERICK技术人员使用eStart,这是一种数字调试工具,用于保存相关的仪器数据和检查表,从而消除了无休止的书面记录。礼貌:特立独行的技术

当涉及到实时项目跟踪时,MAVERICK技术人员使用eStart,这是一种数字调试工具,用于保存相关的仪器数据和检查表,从而消除了无休止的书面记录。礼貌:特立独行的技术

智能I / O复杂性

所以,有了这些好处,为什么不利用智能I/O来访问所有关键数据呢?对于许多人来说,这归结为安装和实现成本的增加。大部分费用是由于每个模块的I/O计数。例如,一些标准模拟输入卡可能有16个输入,但具有数字通信协议(例如HART或现场总线)的智能I/O卡可能只有一半的输入,因此I/O密度较低。随着需要额外的智能I/O通信卡,以及容纳它们的更多I/O机架,增加的成本开始发挥作用。

实施过程还具有增加的复杂程度。制造商需要安装智能I / O和其他必要的元素。资源带宽可能是一个因素,因为公司很少拥有执行升级项目所需的运营商,工程师和维护人员的数量,特别是如果它是一个全吹的遗留系统迁移。在这种情况下,寻找第三方合作伙伴,其中包含集成和实现自动化系统组件的熟悉和技能,技术是成功的关键。

此外,制造商必须提前了解哪些资产管理软件元素以获得新系统的诊断和其他功能的充分利益。否则,随着稍后添加的选项,成本将增加。要在智能I / O和资产管理软件组合中寻找的一些关键要素是:

  • 管理设备配置文件
  • 管理过程设备校准,包括调度和跟踪
  • 使用流程设备配置选项管理和配置设备类型管理器(DTM)设备
  • 日志系统事件和用户操作。

其他功能也可以提供(例如,安全访问和灾难恢复),但与任何硬件或软件购买一样,提前审查所有必需的元素,以利用项目的任何成本降低效益。还要考虑所有被安置的地方,以及是否需要新的计算机系统或虚拟机以维护系统。

制造商必须仔细审查所有这些考虑因素以及它们如何适应整体业务需求,目标和目标。遗留系统迁移项目是重新评估现有硬件和软件的好时机,并审查潜在的项目成本,以防止投资总体回报率(ROI)。

计划和证明

适当的前期规划是解决任何问题并证明项目的最佳方式。使用前端加载(FEL)方法,团队可以根据经过验证的最佳实践制定项目执行计划。他们可以使用逐项任务清单成功计划和预算,例如:

  • 定义与公司业务需求和要求对齐的范围
  • 评估并选择可用的最佳硬件和软件选项
  • 制定执行计划 - 以及准确的成本估计 - 以及一个时间表
  • 在不同的供应商选项中开发总成本和总体拥有比较成本,以最大化ROI
  • 定义和减轻潜在风险,例如资源可用性,停机时间,安全等。

出于理由目的,公司需要在整个投资的整个生命周期中查看总安装成本和总体拥有成本。例如,考虑最后一个发射器或控制阀定位器的成本,因为它在没有任何指示的情况下失效。是否有数据在其日常运营中提供数据?过去有多少次失败?在数据不容易获得的情况下,停机费用和ROI很难确定。

还考虑无形资产和优势。例如,在安心地放置了多少价值,了解系统将在未发生故障之前提醒人员并防止潜在的紧急情况发生在正常工作时间外或期间。在这些情况下的响应时间对于人员和制造工厂的安全和福祉至关重要。

智能工业世界

工业景观变得更聪明。现代控制系统包含有价值的技术,可以对运营产生重大改进并提高生产率。在升级或迁移期间安装Smart I / O可以提供具有近实时数据的人员,现在需要某人进入现场收集。

一个项目团队拥有正确的知识和经验来克服自动化所特有的潜在挑战是至关重要的。如果资源带宽是一个问题,请雇用一个具有多平台经验和技能的合作伙伴,以成功地集成和实施市场上的自动化系统组件和技术。正确的合作伙伴可以帮助指导项目取得成功,并交付更高水平的系统集成,同时使智能自动化投资的回报最大化。

这篇文章出现在应用自动化补充控制工程设备工程


马特·史密斯
作者简介:Matt Smith是MAVERICK Technologies的高级顾问,拥有32年的自动化和控制经验,以及14年的咨询和系统集成经验。他拥有前端加载(FEL)分析和dcs的专业知识,以及罗克韦尔自动化(Rockwell automation)、西门子(Siemens)、艾默生(Emerson)、Intellution和Wonderware的各种自动化平台和软件的广泛知识。他还曾在食品和饮料、化学/石化、石油和天然气、水处理、纸浆和造纸和发电行业工作。Maverick Technologies是控制系统集成商协会(CSIA)的成员。