Впровадження мультигенерационной системи автоматиз

Створення систем автоматизації, яке включає елементи з інших епох і постачальників можуть закінчитися проблемами, але, конкретний метод може бути вибраний тільки вами.
Про Чада Харпера isa.org
Чад Харпер на даний час виступає в якості директора з технологій для MAVERICK Technologies, експертом в області різних платформ управління. Харпер має досвід роботи в складних процесах управління, представляючи системи контролю транспортування та управління операціями.
Фото 1
Процеси виробництва заводів відомі, деякі скажуть, сумно відомі, за їх прагнення зберегти системи автоматизації та пов'язані з ними мережі в роботі впродовж десятиліть. Деякі оцінки показують, що, навскидку, половина систем автоматизації управління підприємствами у Північній Америці має частини, яким як мінімум по 20 років, і 30-річні системи не рідкість.
Ці системи виглядають не так, як їх зробили, коли спочатку встановлювали. Жорсткі диски, монітори і клавіатури, які у постійному використанні, просто не виживають так багато десятиліть, а, застаріле обладнання вже не доступно. Якщо ви запитаєте у магазині комп'ютерної техніки материнську плату для IBM XT або 20 Мб на жорсткому диску, ви зустрінете питальні погляди. З іншого боку, якщо ваші системи автоматизації є абсолютно новими, вони будуть різних поколінь з застарілими пристроями і носіями.
В деяких випадках старі підсистеми і компоненти можуть бути замінені новим обладнанням, такі як людино-машинний інтерфейс (HMI), який має високу функціональність. Такого роду оновлення, ймовірно, включатиме нові комп'ютери, з операційною системою, здатною підтримувати функціональні можливості, які не були доступні при установці первісної HMI.
За довгий період роботи багатьох систем автоматизації, ви можете зіткнутися з проблемами через системних постачальників: їх вихід з бізнесу або поглинання іншою компанією. Якщо ви згадаєте 1980-х або навіть 1990-х років, спектр компаній, що надають системи управління, був інший, ніж зараз. Якщо ви працюєте з системою автоматизації від постачальника з тих, хто рано чи пізно вимер, ви, ймовірно, добре знайомі з цією реальністю.
Впровадження компонентів системи автоматизації різних поколінь і різних постачальників можуть ускладнити роботу. Але такий підхід може виявитися єдиним варіантом у випадках, коли відсутні будь-які практичні альтернативи, і кінцеві користувачі повинні бути готові до реагування на виникаючи при цьому проблеми.
За і проти такого роду модернізацій
У якийсь момент стара система автоматизації, яка давно не оновлювалася стане серйозною загрозою для виробництва. Друковані плати і мережеві пристрої стають старіше, окремі компоненти починають давати збої у роботі і несправності систем частішають. Це причини позапланових зупинок і простоїв, які є особливо руйнівними, коли запасні частини закінчилися.
Компанії як і раніше спеціалізуються на виробництві запасних деталей для цих старих систем, і завжди є «eBay», але з плином часу отримувати постави стає все складніше і складніше. Окремі компоненти, а особливо чіпи, давно зняті з виробництва і не можуть бути замінені. Продавець автоматики може спробувати створити якусь функціональну заміну, але переведення модуля з новими компонентами на старе управління, дорого, що відіб'ється на ціні.
Якщо ви знаєте, що ваш завод буде зупинений або піддасться серйозної реконструкції у найближчому майбутньому, ви можете потягнути з модернізацією старої системи до цієї пори. Однак це не відноситься до довгострокової стратегії, і у підсумку вам доведеться оновлюватися або реформуватися. Мета нашого обговорення - оновлення, додавання нових елементів, але дотримуючись, здебільшого, тієї ж системи автоматизації постачальника і платформи. При реорганізації ви вільні робити великі зміни платформи, може бути, за участю іншого постачальника, але, іноді, дотримуватися первісної компанії.
Два засоби проектування
Заміна якоїсь частини системи автоматизації чимось новим, як правило, слідує по одній з двох схем. В одному випадку компанії використовують системи, що складаються з декількох поколінь, які створюють декілька продавців автоматизації, проробивши хорошу роботу. Цей підхід, що зазвичай, застосовний, коли компанія будує бізнес, і створює стратегії оновлення для користувачів так, щоб можна було додавати нові деталі до старої платформі, поступово проводячи модернізацію всієї системи на модульній основі та без будь-яких серйозних збоїв. Це не легко для постачальника: щоб домогтися цілісності, потрібні свідомі зусилля.
Фото 2
Хоча поліпшення може бути «загвинчений» на старих системах, не буквально, звичайно. Коли старе обладнання більше не доступно, часто немає іншого вибору.
Це дійсно гарний спосіб оновлення вашої системи автоматизації, але не в кожному випадку. Навіть якщо ви залишилися з первісним продавцем, все ж важливо знати терміни підтримки для кожної ділянки системи автоматизації. Часто деякі контролери або вузли втрачають підтримку, раніше, ніж решта устаткування, тому ви повинні планувати терміни оновлення.
В інших випадках, нові елементи від іншого продавця, можуть «згвинчуватися» з існуючою системою автоматизації. Це важко здійснити у реальності. Така система перетворюється у саморобку, і не буде мати велику підтримку у постачальника. На основі досвіду роботи нашої компанії, роботу з платформами різних типів автоматизації, ці «згвинчування» рідко бувають успішними у довгостроковій перспективі. Ми розглядаємо саморобку як тимчасовий пластир, щоб додати кілька років життя старій системі, або як частина великого, поетапного плану реконструкції, який буде змінювати саморобки на компоненти принципово нової системи автоматизації.
Звісно, самостійні рішення можуть бути необхідні для знятих з виробництва застарілих систем, але замість цього ми часто бачимо їх у вигляді агресивної конкурентної атаки постачальників крос-платформ. З нашого досвіду, постачальник-конкурент часто використовує «скрутку», як засіб «входу» у структуру, щоб забезпечити позиції для більш глибокого проникнення у систему. На жаль, ми бачили занадто багато ситуацій, коли такі рішення спрямовані, більше, на збільшення продажів та маркетинговий процес.
Так що, якщо виникне необхідність зробити «апгрейд», але ви не готові «знести і побудувати заново», можливо, доведеться йти шляхом крос-платформ, які складаються з кількох поколінь оновлення або реконструкції системи автоматизації. Так буде складніше, але ними можна керувати, якщо ви розробити комплексний план проекту завчасно.
Оцінюючи проект оновлення
Чому люди роблять оновлення або реконструкцію? Сьогодні популярні драйвера з великим терміном служби. Додавання функцій, як зазвичай, на другому місці, на жаль. Ми показуємо клієнтам, де можуть бути поліпшення, але прийняття цих рекомендацій у ході проекту реконструкції досить рідко. У бізнес-планах рідко описують пропоновані удосконалення в переконливій формі, а можуть бути й інші корпоративні та фінансові питання, що виключає все, окрім контролю затрат.
Фото 3
Кілька років тому (докризових) компанії, можливо, звернулися б до керівництва з проханням розпочати реконструкцію, аж до повного розвалу старої системи. Вони б вказали, як нові отримані можливості підвищать продуктивність і знизять експлуатаційні витрати. Такого роду речі майже не відбуваються сьогодні. Компанії рідко навіть обговорюють оновлення чи реконструкцію доти, поки стара система не почне «харкати кров'ю».
Якщо у вас є підприємство, яке ви хочете запустити, надійно і безпечно експлуатувати протягом довгих років, слід вибрати якесь одне рішення постійним і діяти відповідно йому. Це одна з причин, чому «скрутки» розчаровують, бо вони часто стають постійними.
Як тільки почують, що ви зацікавилися поліпшенням автоматизації, постачальники прийдуть з пропозиціями поставок, моделювання, та інших обіцянок. Системник може допомогти відсіяти галас, і визначити, що, насправді можливо, за допомогою об'єктивної оцінки того, які продукти і шляхи реконструкції насправді працюють. Крос-платформи, які складаються з кількох поколінь проекту - це не просто, і вам знадобиться будь-яка допомога, яку ви можете отримати. Усі постачальники можуть показати вам хороші проекти, але кожен з них мають недоліки, про які, зрозуміло, не згадують. З іншого боку, незалежний системний схемотехник може вільно вказати на досягнення, і невдачі конкретного продавця.
Отже, ви розглядаєте запуск проекту, тут кілька основних питань:
• Функціональність - що ви очікуєте від вашої нової системи при успішному переході? Які нові можливості ви плануєте додати? Більш оперативний input / output (I / O)? Просунуте управління процесом? Кращі надійні з'єднання?
• Вартість - ваша компанія готова витратити достатньо грошей, щоб досягти удосконалення виробництва, або це швидкий і ненадійний проект мінімально можливої вартості?
• Оператори - які оператори бачите? Нові, більш сучасний HMI (I / O), поліпшене керування сигналізацією, або все по-старому?
• Графік - є час запланувати, або це надзвичайний проект, через велику заводську аварію? Здійснення проекту може бути присвячено до планових вимиканням, або різати все, що потрібно?
Деякі постачальники можуть мати надмірні можливості «скруток», тому іноді системщик повинен прислухатися до голосу розуму. Цей демпінг може вплинути, як холодна вода на деякі кроки продажів, необхідне, хоча часто і неприємне заняття.
Що має бути у складі проекту?
Не варто недооцінювати значення того обладнання, яке як і раніше випускається. Ви, можливо, забули, наскільки чудово мати можливість купити запасні частини з полиці. Маючи це на увазі, ви повинні думати про те, що ви купуєте у перспективі 15-20-річного терміну служби і пов'язаних загальною вартістю наступних версій.
Чи існує гарантований термін підтримки? Чи зуміє постачальник надійно підтримати свою платформу, так довго, як планується? Система автоматизації новітня або ж у продавця є інша система автоматизації, що вже знаходиться у розробці, і скоро замінить поточну пропозицію, як і підтримку, так і перспективу?
Нове обладнання принесе нові функціональні можливості. Все буде не так, як було і очікується. Зазвичай, з'являється багато можливостей для покращення, коли застарілі компоненти замінюються новими пропозиціями.
Ми часто повідомляємо операторам на ранніх стадіях проекту про те, як нова система може бути використана для поліпшення їх роботи. Це, зазвичай, включає в себе поліпшену графіку, вдосконалені методи взаємодії з пультом (HMI), і спрощення сигналізації та управління. Ми пояснюємо принципи високої продуктивності графіки, підкріплені даними від Консорціуму Управління Нештатних Ситуацій, і показуємо, як вони виглядають в роботі нової системи автоматизації управлінням.
Найчастіше, щоб зберегти основні стратегії управління, введення / виводу і обов'язкові пристрої, Ви намагаєтеся не копіювати всі старі функції в новій системі автоматизації. Намагаючись змусити нову систему, працювати, як стара, ігноруючи безліч корисних поліпшень, можна створити обслуговуючий кошмар, що, зазвичай, вимагає великих старань, щоб все працювало.
Якщо ж так, то ми повинні навчити наших клієнтів і переконати їх використовувати вбудовані можливості в новій системі автоматизації. Ми повинні знайти переконливий аргумент про те, чому кожна перевага - це найкраще для конкретної ситуації, показати їм, де працюють технології, і пояснити, чому шлях, що відрізняється від пропонованого постачальником, може бути дуже дорогим.
Перші кроки
Перш ніж ви почнете вивчати доступні рішення або слухати презентацію першого постачальника, ви повинні копати глибше, в процесі планування, відповівши на ці та наступні питання:
• В яких умовах працює завод: безперервно або партіями, в ручному режимі, автоматичному, так далі?
• Який тип виробництва? Тривалий цикл? Короткий? Інші варіації?
• Скільки грошей доступно для проекту?
• В якому стані інфраструктури існуючої системи автоматизації?
• Чи стабільний обсяг споживання і чого очікувати в майбутньому?
• Якщо ви поставите нові контролери в одній частині заводу, чи співвіднесуться вони зі старими контролерами?
• Чи існує загальне управління для обох поколінь контролерів?
Компанії часто страждають від аварій прямо під час пуску, тому що вони не оцінили адекватно свої контролери та мережі. Нові системи незмінно споживають більший мережевий трафік і вимагають більшої обчислювальної потужності, але не всі існуючи системи можуть витримувати додаткове навантаження.
Ось приклад того, що може статися, якщо належна попередня оцінка не була проведена:
• Завод або виробництво, хоче встановити новий блок HMI для роботи з контролерами.
• Завод не прорахував мережевий трафік і контролер навантаження, тому що все нормально працювало, проте вже на межі можливостей.
• Абсолютно впевнений, що все буде працювати, як привабливо змоделював новий постачальник, завод залишає все старе обладнання і встановлює новий HMI.
• Система зависає під час включення
Розуміючи, яким може бути можливий результат, ще одна компанія приймає рішення, що HMI системи працюватимуть паралельно, так щоб стара слугувала в якості тимчасово резервної «підкачування». Однак, обидві зависають, тому, що дві системи вимагає навіть більше мережевих ресурсів.
Абсолютно байдуже: чи проводилося належне попереднє планування та тестування або витрачено на ці завдання відносно невелика кількість часу і грошей - можна запобігти катастрофічні результати в перспективі.
Немає легких відповідей
Немає універсально кращої платформи або рішення, оскільки всі вони мають свої сильні сторони, для певних типів застосування. Знову ж таки не існує єдиної, пріоритетної системи автоматизації або варіанти реконструкції, тому що для кожного проекту до найкращого вибору приводять багато факторів.
Багато поставлено на карту в таких проектах, тому що втрата тижні або навіть пари днів виробництва може бути набагато дорожче, ніж вартість проекту. Справді, через витрати, пов'язані з простоєм, часто неможливі глобальні заміни через економіку виробничих втрат, що призводить до поетапного оновленню або реконструкції.
Кожна ситуація своєрідна, і те, що працює в сусідньому закладі може не працювати у вас. Успіх приходить від поєднання глибокого розуміння процесу і стратегії управління, моделі ваших контролерів та існуючих мереж, і необхідності додаткових функцій. Вам може знадобитися робота з фахівцем або іншим неупередженим консультантом, який може дати прямі відповіді для вашої конкретної ситуації. Все це повинно бути зроблено на самому початку планування, щоб проекти могли бути налаштовані, заплановані і правильно закладені в бюджет.
Подяка Марії Васільєвой за технічну допомогу:
https://www.behance.net/m2b