既存の制御システムのアップグレードの設計と計画

プラントまたは施設の制御システムを交換または改造することが決定されたら、プロセスの重要な部分である設計と計画を開始します。不十分に設計または計画された制御システムは持続しないか、うまく機能しないため、この段階は勤勉かつ系統的に完了する必要があります。設計と計画を開始する前に、適切な制御システムを選択することも重要です。そのプロセスについて詳しくは、前の記事をご覧ください。

制御システムを設計および計画する方法

予算と新しい制御システムの選択ができたら、計画を立ててシステムの設計を開始します。

交換用の制御システムを設計することは、制御システムを最初から設計するよりも難しい場合があります。既存の制御システムの代替品を設計する際に、それが真新しいインストールである場合、通常は行う必要がない決定を下さなければならない場合があります。既存のプラントは、改造中に稼働する必要がある場合があります。または、停止中に交換を迅速に行う必要がある場合があります。また、別のデザインが必要な場合や、期待どおりの結果が得られない場合に備えて、デザインに柔軟性を持たせることもできます。

交換を計画するための最初の重要な目的は、既存のインストールを文書化することです。これには、既存の図面、ドキュメント、データベース、制御システムロジック、HMI画面構成などの収集が含まれる場合があります。多くの場合、既存のドキュメントは疑わしい、または完全に正しくない可能性があります。

既存のドキュメントに目を通し、既存のインストールでその主要部分を確認することをお勧めします。既存のドキュメントが利用できない場合は、既存のシステムステータスをドキュメント化する必要があります。メモ、スケッチ、写真、ビデオ、プラント担当者へのインタビュー、またはその他の手段でこれを達成します。既存のドキュメントが正確であるように見えても、写真やビデオは、既存のインストールを可能な限りキャプチャしたことを確認する簡単な方法です。写真やビデオは、制御システムのサイトから離れた場所で設計に取り組んでいる場合にも役立ちます。物理的にそこにいなくても、インストールを簡単に参照できます。

図1。 これらの写真は写真コンテストに勝つことはありませんが、制御システムの改造時に貴重な参考資料になる可能性があります。

写真やビデオで文書化するときは、写真やビデオが明確で完全であることを確認してください。既存の制御システムのすべての領域をキャプチャすることを忘れないでください。写真を撮った直後に写真を整理することは、新しいシステムの設計に取り組むときに、数日、数週間、さらには数か月後に写真が意味をなすようにするための良い方法です。ビデオは写真を補強するのに役立ちます。ビデオでエリア全体またはコントロールキャビネットをゆっくりとスイープし、後で戻ってビデオを一時停止して、写真で見逃した可能性のある特定のエリアを確認できます。

既存のシステムの電子構成を取得することは、物理的なドキュメントと同じくらい重要です。新しいハードウェアに構成を実装しながら、既存の構成を元のハードウェアに電子的に維持できると仮定します。その場合、これは新しい構成を複製してテストするための便利な方法です。必要に応じて元の構成に戻って、必要な回数だけ新しい構成を完了することができます。

電子コピーに加えて、完全な構成とロジックのハードコピーも参照として作成する必要があります。このドキュメントは、新しい制御システムが統合されてから数か月後、さらには数年後に使用され、システムが起動して実行された後に疑わしい設定、範囲、またはロジックの一部を検証することができます。

既存の制御システムに新しい機器を実装する

改造や交換に取り組む方法はたくさんあります。物事を稼働させ続ける必要がある場合、またはダウンタイムをほとんど利用できない場合は、計画に段階的なアプローチが含まれる場合があります。古いシステムを完全に削除して新しいシステムに置き換える「リップアンドリプレース」方式を選択することもできます。これらの各メソッドには、それ自体に追加のオプションを含めることができます。既存のフィールドターミネーションを再利用するか、フィールドターミネーションにメーカーの変換システムを利用している可能性があります。

一部の段階的アプローチでは、既存のI / Oハードウェアをフィールド終端とともに使用することもできます。これはさまざまな理由で偶発的である可能性がありますが、それが懸念事項の1つである場合は、廃止されたハードウェアを排除することはできません。

図2。 I / O配線変換システム。画像はAllen-Bradleyの好意により使用されました

制御システムの改造に関する論理的考慮事項

既存のロジックを変換する場合、プロセスのこの部分を実行するために使用できるいくつかの方法があります。多くの制御システムには、変換プロセスを高速化するために使用できる自動変換ツールがあります。これらのツールのいくつかには注意してください。彼らは仕事を素早く終わらせますが、あなたが手動でプログラミングしていた場合のようにそれを成し遂げることができないかもしれません。多くは完全ではありません。これらのツールのいくつかの機能については、必要に応じて「ファインプリントを読む」必要があります。

自動変換ツールを使用すると、新しい制御システムの新しい機能やより高度な機能を利用できない場合があります。フォーマットは、自動変換ツールが不十分なもう1つの領域である可能性があります。自動変換ツールは、設定された方法でロジックを変換するようにプログラムされています。これは最も有利な方法ではないかもしれません、そしてフォーマットはあなたの好みや植物のガイドラインに合わないかもしれません。

現在のプログラムを参照として使用すると、手動プログラミングは自動変換プロセスよりも遅くなる可能性がありますが、すべての選択肢を比較すると最良の結果が得られる可能性があります。手動プログラミングを使用すると、新しい制御システムの新機能またはより高度な機能を利用しながら、過去に完全に機能していた信頼できるロジックを使用しているという安心感を得ることができます。プログラムのフォーマットをより細かく制御でき、エラー、不整合、または非効率的なロジックがないかプログラムを確認できます。既存のロジックは何年にもわたって進化し、ロジックを追加し、一貫したプログラミング手法に従わなかった可能性のある複数の個人の管理下にあった可能性があります。手動プログラミングは、このようなものをクリーンアップする絶好の機会を提供します。

既存のロジックが利用できないか、混乱していてエラーが発生しやすく、過去にユーザーに頭痛の種を引き起こしただけの場合、上記の方法はどちらも新しい制御システムロジックには適していないようです。場合によっては、最初から始めると、新しい制御システムから最良の結果を得るのに役立つことがあります。既存のドキュメントを注意深く計画および確認することで、新しいインストールを設計するよりも少し早くシステムの完全な再プログラミングを開始できます。

図3。 アレン-ブラッドリー制御システム機器。画像はAllen-Bradleyの好意により使用されました

要約すると、以下は、制御システムの改造または交換を成功させるためのいくつかの重要な推奨事項です。

• ドキュメント ：前述のように、設計と計画の段階で、既存のインストールを完全に文書化します。新規インストールについても、非常に明確で詳細な図面とドキュメントを提供してください。
• 事前組み立て ：古いシステムがまだ稼働している間に、できるだけ多くの新しいシステムを事前に組み立てます。
• シミュレーション -可能であれば、古いシステムを停止する前に、新しいシステムをオフラインでシミュレートまたはテストします。古いシステムと新しいシステムの両方を並べて操作できる場合は、古いシステムを参照しながら新しいシステムの実装を事前に確認することで、多くのエラーを排除できます。
• 柔軟性 ：予測可能な問題に対して、すぐに利用できる代替ソリューションを用意します。あなたは、あなたが来るのを見なかった他の問題のためにその場で代替の解決策を提供する準備をする必要があるでしょう。
• 教育 ：他の施設を訪問したり、記事を読んだり、特に同じタイプの改造を完了した他の人と話したりして、フィードバックをもらいましょう。
• 調査 ：メーカーから宣伝されている結果は必ずしも見た目どおりではないため、提案された変換および統合ソリューションを徹底的に調査してください。ハードウェアや終端を完全に交換するのではなく、メーカーの変換システムを使用する場合、通常はトレードオフがあります。
• 綿密に管理する ：設計をインストーラーに伝えるために、図面とドキュメントだけに頼らないでください。頻繁に訪問し、インストーラーとの今後の作業範囲を確認し、すべてが明確であることを確認します。