Aktuální vydání

celé číslo

07

2021

Automatizace řízení dopravy a infrastruktury, nabíjecí stanice, autonomní vozidla

celé číslo

PlantStruxure: komplexní automatizace procesní výroby

Při řízení procesní výroby je velký důraz kladen na dostupnost všech důležitých infor­mací, integrované inženýrské prostředí, komunikaci a robustní řízení. Schneider Elect­ric přináší stabilní řešení této úlohy v podobě koncepce PlantStruxure.
 
Celková koncepce PlantStruxure vychá­zí z typických požadavků procesní výroby:
  • globální přístup k načteným datům,
  • velká dostupnost zařízení (bezporuchový provoz),
  • distribuovaná architektura včetně 100% re­dundance klíčových částí systému.
PlantStruxure je členěna do logických sys­témových částí – řídicí systém, komunikační systém, inženýrské nástroje, operátorský sys­tém a systém pro zpracování dat.
 

Promyšlené řízení

 
PlantStruxure patří k modulárním koncep­cím. Pro řízení využívá prověřenou odstup­ňovanou platformu řídicích jednotek PAC Modicon M340, Modicon Premium a Mo­dicon Quantum. Řídicí jednotky, které pra­cují v rámci PlantStruxure, splňují požadavky úrovně integrované bezpečnosti SIL 3. Všechny klíčové části systému mohou být redundantní (CPU, vstupy a výstupy, ko­munikační moduly i napájení). V energetice se uplatňuje podpora časových značek SOE (Sequence Of Events) u vstupních binárních signálů a vysoká rychlost zpracování řídi­cích úloh. Pro kontinuální kritické procesy lze provádět změny programu on-line, včet­ně doplnění nových hardwarových modulů, a to bez nutnosti odstavit řízenou technolo­gii. Distribuované topologie plně využívají průmyslový Ethernet, a proto nejnovější ko­munikační moduly u PAC Modicon M340 a Modicon Quantum mají integrovaný ether­netový přepínač (switch) s podporou proto­kolu RSTP. Vzdálené subsystémy mohou být propojeny kruhovou sítí bez použití jakých­koliv externích řízených přepínačů.
 

Akční členy pod lupou

 
Základ integrace inteligentních přístrojů tvoří široce využívaná metoda FDT/DTM. Rámec FDT v PlantStruxure integruje nejen vlastní rozhraní, jako např. I/O systém Advan­tys, ale i externí měřicí přístroje a akční členy výrobců třetích stran. Nesmírně důležitou část představuje řízení a ovládání pohonů. V této oblasti Schneider Electric nabízí kompletní sortiment od jednoduchých přístrojů TeSys Ul­tima až po softstartéry Altistart a měniče frek­vence Altivar obsahující příslušné ovládače DTM. Dostupnými prostředky lze pohony di­agnostikovat, spravovat a nastavovat jejich pa­rametry. Pro energetiku nebo řízení produkto­vodů jsou dostupné specifické protokoly: pro­tokol DNP3 a protokol podle IEC 60870-5.
 

Rozšiřitelná architektura a komunikační systém

 
Architektura konkrétního systému je plně rozšiřitelná od jednoduchého systé­mu až po rozsáhlé technologické celky se zdvojením klíčových částí systému i ko­munikační sítě. Propojení programova­telných automatů a nadřazené úrovně za­jišťuje průmyslový komunikační systém Connexium s možností vytvářet lokální propojení nebo rozsáhlé metalické, optic­ké či bezdrátové sítě (včetně využití re­dundantní kruhové topologie). Významnou vlastností PlantStruxure je podpora funk­ce FDR (Field Device Recovery), která je využívána při výměně inteligentního pří­stroje (např. měniče frekvence) připoje­ného na sběrnici. Garantovaná funkčnost a odezvy systému jsou definovány v rámci specifikace TVDA (Tested Validated Distributed Architectures). Tento dokument popisuje doporučené řešení pro různé ar­chitektury s doloženými naměřenými pa­rametry z testovacích center společnosti Schneider Electric. Velmi důležitou ob­lastí je zabezpečení celého systému proti zneužití a neoprávněnému přístupu cizích osob. Koncepce PlantStruxure proto obsa­huje množství doporučených postupů a ná­strojů, kterými lze zneužití systému účin­ně předcházet.
 

Úspěšná realizace

 
Z úspěšných realizací poslední doby lze zmínit např. rozsáhlý projekt v oblasti obno­vitelných zdrojů. Koncepce PlantStruxure zde byla použita v řídicím systému obsahujícím pa­desát programovatelných automatů propojených systémem Connexium metalicko-optickou sítí. Řízení a sběr dat realizují redundantní systé­mové servery s místními i vzdálenými klienty.
 
V příštím čísle se bude článek detailněji věnovat zbývajícím systémovým částem kon­cepce PlantStruxure – inženýrským nástro­jům a spolupráci s nadřazenou úrovní řízení.
Michal Křena, Schneider Electric
 
Obr. 1. PlantStruxure zajistí komplexní a jasný obraz o průběhu výroby v celém podniku