更换控制系统以改善生产

无论是处理化学品还是原油,要做出更换控制系统的决定从来都不是件容易的事。然后,真正的工作和好处就会显现出来。这些用户的战斗伤痕可以证明这一点。

Aw 16051控制

在迁移到一个新的自动化系统或升级到一个更新的版本时,有一些事情很容易让人联想到让个人电脑保持更新的过程。毕竟,要问的问题都是类似的:什么时候才能停止向这个陈旧且越来越陈旧的体系注入更多资金?什么时候你会在预算允许的情况下把所有东西都拆了,当然,用最新最好的替换掉?

这样的“撕破替换”事件发生在俄亥俄州哥伦布市的环氧树脂、酚醛树脂和涂层树脂部门(EPCD)Momentive特种化学品公司(www.momentive.com)。Momentive为全球木材和工业市场提供广泛的热固性技术和特殊产品。

该公司在全球大约有20个项目需要关注。所有这些都涉及更换一个原始设备制造商的软件和硬件。“因为我们的系统太旧了,我们无法更换硬件。我们也找不到会说系统语言的人,”德克萨斯州Deer Park的EPCD区域控制专家布鲁克·罗伯逊说。

从2007年9月开始,罗伯逊加入了Momentive。她开发并向管理层展示了一个可视化的、易于掌握的、问题定义和解决方案的过程。接下来,她开始评估公司拥有哪些硬件和软件。两个月后,他们开始寻找解决方案,对于大多数项目来说,这将从编组委员会开始,然后回到生产领域。然后他们聘请了一个系统集成商。这就是移民工程开始的时候。

使项目全球化
工程开始后,Momentive管理层提出了一些问题,这让Robertson和她的同事们超越了他们的一个设施项目,并对问题进行了实地考察。“就在那时,我们认为我们应该在全球范围内采取解决方案。2010年,我们决定(在我们的部门)这样做。”

但罗伯逊仍然面临着一个巨大的障碍:找到一种可以与公司不同系统通信的技术。在与他们选择的供应商合作之后,艾默生过程管理(www.emersonprocess.com),momative公司的控制系统将移植到该公司的控制系统上,该公司选择安装其他几种技术,以确保整个公司系统的无缝通信。

“我们使用的是他们最新一代的控制系统。一些网站正在使用最新的SIS(安全仪器系统),”她解释道。选择的其他一些技术包括艾默生的SX系列控制器、单通道表征模块(CHARM) I/O和DeltaV报警帮助。“我们还将通过安装小型资产管理系统实现无线化。”在欧洲,Momentive将使用艾默生SIS I/O和控制模块。

Robertson表示,Momentive的目标仍然是合理地迁移技术,以利用新技术的改进。该公司目前与艾默生(Emerson)合作,双方已达成全球框架协议,双方将建立一个五年一次的现场更新项目,以减少任何进一步的大规模一次性支出。她说:“有了这个协议,当升级是必要的,它几乎不需要我们最初面临的投资数额。”但通过改善控制,这项重大投资已经取得了回报。如果我们只节省了我们预计的部分费用,那么改善将非常显著。”

迁移的教训
通过完成前两个项目,Momentive吸取了一些有益的教训。第一,它并不一定需要系统集成商的帮助。第二,这个过程可能需要9到12个月,而不是几年。第三,把潜在的供应商带到现场展示他们的技术是很重要的。

Robertson说:“作业者对这种迁移非常兴奋,但许多工程师的想法与我们提出的方向不同。在没有供应商在场的情况下进行公开讨论,使我们能够解决“我们是否必须改变文化”的问题。

罗伯逊还指出了另外两个教训:

•“项目团队尽可能与供应商和公司保持一致是非常重要的。”,

•“每个人都必须清楚范围,这样才不会有错误的预期。”

EPCD的定义和解决方案过程以及新的分布式控制系统给Paul Barletta留下了深刻的印象。驻美国的制造副总裁。他特别指出,由于迁移,“我们正在全球范围内获得”新的一致性和最佳实践共享水平。

但成功是有高峰也有低谷的。Barletta说,这个过程中最糟糕的部分是它的长度。“最好的部分是在我们拥有多个遗留系统的多个站点之间保持一致性。”

Recipe-driven变化
位于加州的Rancho CordovaAMPAC精细化工(www.ampacfinechemicals.com),该公司与制药公司合作,研究、开发和生产许多处方药中的活性药物成分。在任何时候,亚足联通常管理多达15个开发项目。

由于缺乏内部资源来支持公司的传统Modicon系统,除了与罗克韦尔自动化(www.rockwellautomation.com),亚足联共事银行集成组(www.banksintegration.com)罗克韦尔的集成商——加州瓦卡维尔的一家公司——翻新其旧的生产系统。银行工程师尼尔·耶茨建议使用罗克韦尔自动化公司的PlantPAx Logix批序列管理器(LBSM)。
Yates表示,LBSM是一种可配置的解决方案,专为需求简单的小型系统设计,它允许终端用户将配方结构和配方保存在控制器中。他补充说,一个单元最多可以容纳32份食谱。

“通过LBSM,你可以通过一个工程站来管理食谱。操作符必须使用已经加载的配方,”Yates解释道。使用建模的正常工艺参数,该技术内置的模块化阶段,例如。、温度、压力、搅拌、原料添加等均依据ISA-88批控标准。

2009年12月项目启动时,AFC使用的是Modicon 984可编程逻辑控制器(plc)。耶茨回忆道:“我们彻底抛弃了它,重新开始。”AFC的操作主要是手动的,但也有一些硬编码的plc。银行取消这些规定是为了提供更大的灵活性。调试和现场验收测试于2010年11月进行。

AFC从新的自动化系统中看到的一个好处是可重复性。耶茨说:“可重复性是指每次运行相同的批处理过程。”另一个好处,虽然可能是无意的,是AFC可以继续自动化的概念的证明。“管理层正在慢慢接受增加自动化的想法,认为这是未来的方式。我认为这是他们最终会走的路线。”

除了增加可重复性和证明自动化的好处外,该公司新的生产灵活性。“新技术为他们提供了一种工具,使他们的工厂更容易操作,并推出更多产品。它还迫使员工提前考虑问题,而不是在匆忙中思考问题。”

注入更多原油
Glas Dowr是一艘浮式生产存储和卸载船。它自1997年8月以来一直由荷兰Hoofddorp的Bluewater Energy Services B.V.运营。这艘船有许多功能,其中包括接收海底油井的液体;对这些井的控制;将进入的流体处理成原油、水和天然气;稳定原油的储存;把原油卸到串联系泊的穿梭油轮上。

在对Glas Dowr进行改造以准备该船在帝汶海以北约311英里的Kitan油田作业时,发现该船的石油相关自动化已经过时。DCS现有的交叉布线和现场电缆的形状很糟糕,并且有一个合理的风险,即布线可能无法与任何新的系统一起工作。因此,Bluewater公司需要一个至少可以使用10年的替代系统,该公司电气仪表部门的部门主管Paul Sep说。

与潜在供应商的最初接触和开发新系统规格的过程大约花了三到四个月。据9月称,该公司又花了一年时间选择供应商,大约又花了一年时间完成自动化项目。
Bluewater选择英维思集团运营管理(iom.invensys.com)升级现有系统,并实施新的综合控制和安全系统(ICSS)。ICSS包括:Foxboro DCS, Trident安全系统,Tricon安全系统,Foxboro仪表(包括液位,压力,流量和温度传感器),和Wonderware历史学家。

新系统面临着它的I/O问题,因为许多现有的I/O必须被替换。现有的I/O也必须适应新系统。“有了现有的I/O,你可以查看硬件和软件,将其记录下来,然后将其引入新系统,”Sep说,他是这次迁移的控制和电气系统项目首席工程师。“但在使用新的I/O时,我们必须使用内部工程师定义新的I/O和软件功能。”

Sep回忆说,新的I/O成为了项目的最大挑战。“我们基本上是在为软件和硬件做尽可能多的准备。”但他知道有些信息和线路会晚到。“我们决定在现场做一些交叉布线,而不是在工厂里。”

新技术提高了正常运行时间,帮助实现了关键的石油相关里程碑。“通常情况下,油田的正常运行时间在95%左右。现在已经超过了99%。这意味着每天大约增加1600桶原油。”

>>控制室再设计:探讨如何结合人为因素和以用户为中心的设计。访问http://bit.ly/awwp044

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