Airgas是一家气体、焊接设备和耗材供应商,多年来一直在经历变化,包括在2016年被液化空气集团收购。两家公司之间的系统集成仍是一个正在进行的项目。
当两家公司合并时,对Airgas其中一个设施的控制系统架构进行了评估,决定升级该基地已有25年历史的Foxboro I/ a分布式控制系统(DCS)。这个遗留系统显示出磨损的迹象,并且由于它的年龄越来越难以维护。根据Airgas的说法,这个老化的DCS有时会神秘地关闭,HMI会锁住,并且必须每天重新启动多达三次。此外,现场终止模块故障频繁。
升级项目是一个完全的拆除和替换,需要集成商应用控制工程公司(ACE)的帮助。集成商的第一个任务是比较来自其他供应商的不同控制系统。当然,成本削减也是一个考虑因素,最大限度地减少停机时间在总成本评估中发挥了关键作用。
最终,决定升级到pcs7。
该项目始于2017年的FEED(前端工程设计)研究,以了解公司所需的特定功能。这项研究首先回顾了20世纪90年代I/ a系统的原始文件。
液化空气/Airgas控制系统专家Damon Walker在2019年西门子自动化峰会上的一次演讲中表示:“我们知道当时系统的外观,但我们需要知道2019年系统的外观。”“在过去25年里,有很多变化要么没有被记录下来,要么我们不知道(文件)在哪里。我们不打算用一个25年的系统来复制那个逻辑。所以,我们花了很多时间与相关人员沟通,询问他们希望如何工作,并在此基础上设计了规范,这花了很多时间。”
该项目的范围包括确定从成本到停机时间到与现场设备的兼容性的限制;开发具有硬件要求、冗余度和仪器及信号类型的体系结构;定义网络(Profinet vs. Profibus和光纤vs.铜)。
Walker说:“我们使用Profinet来验证未来的系统,这使我们进入了更新的I/O。”工厂中众多的关键点需要一定水平的数据速度,Profinet也提供了这种速度。“我们决定采用SIMATIC ET200SP HA I/O系统,因为它为像我们这样的连续进程提供了“运行中配置”选项。(我们必须跨越的)距离让我们进入了光纤领域。”
为了让项目顺利进行,ACE提出了一个使用管道和仪表图[P&ID]和I/O逻辑的计划。“系统设计需要一个层次结构,因为Foxboro系统只有代码,”ACE项目的技术主管肯·皮罗蒂(Ken Pilotti)说。“这是我们做的第一件事,并得到了Airgas的批准。在这个过程中,我们请了一位工程师来安装。为此,我们使用pcs7 9.0版本附带的模板来设置回路、阀门和警报。”
新系统重复使用了现有的机箱,但这些机柜的I/O模块和现场接线安装在相反的两侧。布局迫使我们延长电线,这允许我们减少线规,以在较小的I/O中整齐地放置电线。
“由于I/O密度的原因,Foxboro卡布线和ET200SP HA卡布线不是一对一交换的。(尽管存在差异)我们试图组织电线,使它更接近,”皮罗蒂说。
系统的硬件拓扑还包括冗余服务器、工程工作站、web服务器和web客户端,以及一个OPC服务器。
对于软件系统,使用了高级流程库(APL)以及一些定制块。模板被开发,导入/导出助手被用于开发大部分代码。开发了类似于现有图形的新图形,以帮助用户过渡到新系统。
虽然这个升级项目的准备工作已经进行了两年,但从I/A系统到pcs7的实际切换并没有花很长时间。Airgas于2019年5月上线了PCS 7,此前仅中断了10天以适应升级。
任何“拆后再换”的项目都是一个可怕的提议,但沃克的老板告诉他,“要么做大,要么回家——我现在还在这里”,他指的是该项目的成功。
基于他在这个项目上的经验,Walker提供了Airgas从DCS升级中学到的以下经验:
- 密切关注预算;
- 启动前验证软件更新;
- 规范和测试控制模块;
- 标准化报警约定(启用、优先级等);
- 标准化联锁约定;
- 进行全面的客户评估;
- 采用良好的变更控制管理;而且
- 进行广泛的现场安装规划(例如,更具体的布线割接计划,光纤安装和测试)。