Проектирование и планирование обновлений существующей системы управления

После того, как было принято решение заменить или модернизировать систему управления вашего завода или объекта, пришло время начать важную часть процесса:проектирование и планирование. Этот этап должен выполняться усердно и методично, поскольку плохо спроектированная или спланированная система контроля не прослужит долго и не будет работать хорошо. Прежде чем приступить к проектированию и планированию, также важно выбрать правильную систему управления. Вы можете узнать больше об этом процессе в предыдущей статье.

Как разработать и спланировать систему управления

Когда у вас есть бюджет и выбор новой системы управления, пора разработать план и приступить к проектированию вашей системы.

Создание новой системы управления может быть сложнее, чем создание системы управления с нуля. При разработке замены существующей системы управления вам, возможно, придется принять решения, которые обычно не принимались бы, если бы это была совершенно новая установка. Ваш существующий завод может потребоваться ввести в эксплуатацию во время модернизации, или замена может потребоваться в кратчайшие сроки во время простоя. Вам также могут понадобиться альтернативные дизайны или проявить гибкость в своем дизайне на случай, если что-то пойдет не так, как вы ожидаете.

Первой ключевой задачей при планировании замены является документирование существующей установки. Это может включать сбор существующих чертежей, документов, баз данных, логики системы управления, конфигураций экранов HMI и т. Д. Во многих случаях существующая документация может быть подозрительной или вообще неверной.

Рекомендуется просмотреть существующую документацию и проверить ее ключевые части с существующей установкой. Если существующая документация недоступна, вы должны задокументировать существующий статус системы. Сделайте это с помощью заметок, набросков, фотографий, видео, интервью с персоналом завода или другими способами. Даже если существующая документация кажется точной, фотографии или видео - простой способ убедиться, что вы запечатлели как можно больше из существующей установки. Фотографии и видео также могут помочь, если вы работаете над дизайном вдали от места установки системы управления - они дают вам простую ссылку на установку, не находясь там физически.

Рисунок 1. Эти изображения не выиграют ни одного фотоконкурса, но могут стать ценным ориентиром при модернизации системы управления.

При документировании фотографий или видео убедитесь, что ваши изображения или видео четкие и полные. Не забудьте захватить каждую область существующей системы управления. Организация ваших снимков сразу после их съемки - хороший способ убедиться, что они будут осмысленными через несколько дней, недель или даже месяцев, пока вы работаете над дизайном новой системы. Видео могут помочь улучшить изображения. Вы можете медленно просмотреть всю область или шкаф управления с видео и вернуться позже, чтобы приостановить видео, чтобы увидеть определенные области, которые вы, возможно, пропустили на фотографиях.

Получение электронной конфигурации существующей системы так же важно, как и физическая документация. Предположим, что существующая конфигурация может поддерживаться в электронном виде на исходном оборудовании при реализации конфигурации на новом оборудовании. В этом случае это может быть удобный способ продублировать и протестировать новую конфигурацию. Вы можете вернуться к исходной конфигурации по мере необходимости, чтобы завершить новую конфигурацию столько раз, сколько потребуется.

В дополнение к электронной копии в качестве справочной информации также должна быть создана бумажная копия полной конфигурации и логики. Эту документацию можно использовать через месяцы, даже годы после того, как новая система управления была интегрирована, чтобы проверить подозрительную настройку, диапазон или часть логики, которые были подвергнуты сомнению после того, как система была запущена и работает.

Внедрение нового оборудования в существующие системы управления

Существует множество способов модернизации или замены. Ваш план может включать поэтапный подход, если вам нужно поддерживать работоспособность или иметь очень мало времени простоя. Вы также можете выбрать метод «скопировать и заменить», при котором вы полностью удалите старую систему и замените ее новой. Каждый из этих методов может иметь дополнительные параметры внутри себя. Вы можете повторно использовать существующие полевые заделки или использовать систему преобразования производителя для полевых заделок.

Некоторые поэтапные подходы могут даже использовать существующее оборудование ввода / вывода вместе с полевыми терминалами. Это может быть случайным по многим причинам, но не устраняет устаревшее оборудование, если это одна из ваших проблем.

Рисунок 2. Система преобразования проводки ввода / вывода. Изображение любезно предоставлено Аллен-Брэдли

Логические соображения при модернизации системы управления

При преобразовании существующей логики доступно несколько методов для выполнения этой части процесса. Многие системы управления имеют инструменты автоматического преобразования, позволяющие ускорить процесс преобразования. Будьте осторожны с некоторыми из этих инструментов; они выполняют работу быстро, но могут не выполнять ее так, как если бы вы программировали вручную. Многие тоже не полны. Вы должны «прочитать мелкий шрифт», если хотите, о возможностях некоторых из этих инструментов.

Иногда инструменты автоматического преобразования не позволяют вам воспользоваться преимуществами новых или более продвинутых функций в новой системе управления. Форматирование может быть еще одной областью, в которой инструменты автоматического преобразования не работают. Инструмент автоматического преобразования был запрограммирован на преобразование логики заданным образом. Это может быть не самый выгодный способ, а формат может не соответствовать вашему вкусу или руководящим принципам растений.

Используя текущую программу в качестве справочника, ручное программирование может быть медленнее, чем процесс автоматического преобразования, но может дать вам лучшие результаты при сравнении всех альтернатив. При ручном программировании вы можете воспользоваться преимуществами новых или более продвинутых функций новой системы управления, сохраняя при этом уверенность в том, что вы используете надежную логику, которая, как мы надеемся, была полностью функциональной в прошлом. У вас есть больший контроль над форматированием программы и вы можете проверять программу на наличие ошибок, несоответствий или неэффективной логики. Существующая логика могла развиваться с годами и находилась под присмотром нескольких человек, которые, возможно, добавляли логику и не следовали последовательным методам программирования. Ручное программирование предлагает прекрасные возможности для того, чтобы навести порядок в подобных вещах.

Если существующая логика недоступна или представляет собой беспорядок и была подвержена ошибкам и вызвала у пользователей только головную боль в прошлом, то ни один из вышеперечисленных методов, похоже, не подходит для новой логики системы управления. Иногда создание с нуля может помочь добиться наилучших результатов от вашей новой системы управления. Тщательное планирование и проверка существующей документации помогут провести полное перепрограммирование системы чуть быстрее, чем проектирование новой установки.

Рисунок 3. Оборудование системы управления Allen-Bradley. Изображение любезно предоставлено Аллен-Брэдли

Подводя итог, ниже приведены некоторые ключевые рекомендации по успешной модернизации или замене системы управления:

• Документация :Как указано выше, на стадии проектирования и планирования тщательно задокументируйте существующую установку. Также предоставьте очень четкие и подробные чертежи и документы для новой установки.
• Предварительная сборка :Соберите как можно больше новой системы заранее, пока старая система еще работает.
• Моделирование - Если возможно, смоделируйте или протестируйте новую систему в автономном режиме, прежде чем отключать старую. Если вы можете использовать как старую, так и новую систему бок о бок, вы можете устранить множество ошибок, предварительно проверив реализацию новой системы, ссылаясь на старую.
• Гибкость :Иметь альтернативные решения для проблем, которые вы можете предсказать. Вам нужно будет быть готовым оперативно предоставить альтернативные решения для других проблем, о которых вы не подозревали.
• Образование :Посетите другие объекты, прочтите статьи или поговорите с другими, кто завершил модернизацию, особенно такого же типа, и получите их отзывы.
• Исследование :Тщательно изучите предлагаемые вами решения по преобразованию и интеграции, поскольку рекламируемые результаты от производителя не всегда такие, какими кажутся. Обычно приходится идти на компромиссы при использовании системы преобразования производителя вместо полной замены оборудования или оконечной нагрузки.
• Тщательное управление :Не полагайтесь только на чертежи и документы, чтобы донести свой дизайн до установщиков. Посещайте часто, уточняйте предстоящий объем работы с установщиками и убедитесь, что все ясно.