سیستم DCS کنترلی ۸۰۰xA

تاریخ انتشار : 2024/08/04

۸۰۰xA یک سیستم کنترل فرآیند از شرکت ABB است که برای اتوماسیون فرآیندهای مهندسی شیمی و فرآیندهای صنعتی توسعه یافته است. در این نام، عبارت xA مخفف Extended Automation به معنای «اتوماسیون توسعه‌یافته» است. این سیستم، یک پلتفرم یکپارچه‌سازی است که سیستم‌های شرکتی (سطح مدیریت) و کارخانه‌ای (سطح تجهیزات) را به هم متصل می‌کند. در این نوشتار سیستم DCS کنترلی ۸۰۰xA بررسی می شود.

۸۰۰xA نه‌تنها یک سیستم کنترل توزیع‌شده (DCS) است، بلکه به‌عنوان یک سیستم کنترل الکتریکی (Electrical Control System) و همچنین یک سیستم ایمنی (Safety System) نیز عمل می‌کند. این سیستم در بیش از ۱۰,۰۰۰ نصب در بیش از ۱۰۰ کشور در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته است.

سیستم ۸۰۰xA شرکت ABB یک پلتفرم اتوماسیون است که می‌تواند محصولات و راهکارهای متنوعی را در یک محیط واحد برای کنترل فرآیند یکپارچه کند. این محصولات شامل موارد زیر هستند:

• کنترل‌های سنتی فرآیند مانند PLC
• سیستم‌های کنترل فرآیند توزیع‌شده (DCS)
• سیستم‌های ایمنی
• تجهیزات الکتریکی مانند درایوها و موتورها
• سیستم‌های مدیریت تولید، مدیریت انرژی، نگهداری، مدیریت دارایی‌ها، برنامه‌ریزی منابع و مستندسازی

 

سیستم کنترل ۸۰۰xA

کنترلر AC 800M شامل چندین ماژول قابل نصب روی ریل است که از واحدهای CPU، ماژول‌های ارتباطی، ماژول‌های تغذیه و قطعات جانبی مختلف تشکیل شده‌اند.

ماژول‌های CPU می‌توانند در حالت تکی (Single) یا حالت افزونه (Redundant) کار کنند. مدل‌های مختلفی از کنترلر بین PM851 تا PM891 قابل استفاده هستند. برای سطوح الزامات ایمنی SIL1 تا SIL3، کنترلر ویژه‌ای به نام PM865 High-Integrity طراحی شده است.

ماژول‌های CPU موجود عبارت‌اند از:
PM851A، PM856A، PM860A، PM861A، PM864A، PM865، PM866، PM891

این ماژول‌ها قابلیت تعویض در حین عملکرد سیستم (Hot-Swap) را دارند. هر CPU دارای دو پورت اترنت برای ارتباط با سایر کنترلرهاست. همچنین دو پورت RS-232C نیز برای ارتباط با ابزارهای برنامه‌نویسی، عیب‌یابی یا سیستم‌های شخص ثالث بر روی CPU تعبیه شده است. یک کارت حافظه فلش نیز می‌تواند درون شکاف CPU برای ذخیره برنامه‌ها و داده‌ها قرار گیرد.

ماژول‌های ارتباطی و ورودی/خروجی (I/O) در ۸۰۰xA

ماژول‌های متنوعی برای ورودی/خروجی دیجیتال و آنالوگ موجود است. همچنین ماژول‌های ارتباطی، افزونگی (Redundancy) و ماژول‌های ایمن برای محیط‌های انفجاری (Ex/Intrinsic Safety) ارائه می‌شوند.

ماژول‌ها و واسط‌های ارتباطی

برخی از مهم‌ترین واسط‌ها و ماژول‌های ارتباطی عبارت‌اند از:

• FOUNDATION Fieldbus HSE: به عنوان Backbone برای ارتباط با سیستم‌های Fieldbus
• PROFINET IO، PROFIBUS، DeviceNet: برای اتصال انواع دستگاه‌ها و سیستم‌های I/O
• IEC 61850: برای حفاظت و کنترل تجهیزات پست برق توسط IEDها یا رله‌های حفاظتی
• ABB INSUM: برای پایش و کنترل تجهیزات الکتریکی از طریق باس چندقطبی
• MasterBus 300 و AF100: برای سازگاری با سیستم‌های قدیمی ABB (Advant و Master)
• S100 I/O: برای ارتقا از کنترلرهای Advant 410/450 یا حتی MasterPiece 200 به AC 800M بدون تغییر در سخت‌افزار I/O
• TRIO I/O: ارتقا از سیستم‌های MOD300 به AC 800M با حفظ سخت‌افزار I/O
• Satt I/O: ارتقا از کنترلرهای قدیمی Satt به AC 800M با حفظ I/O
• Modbus TCP: برای تطبیق Modbus RTU با اترنت و TCP و ایجاد ارتباط با تجهیزات برندهای دیگر

ماژول‌های I/O از سری S800 و عملکرد آن‌ها

• DI (Digital Input) – ماژول‌های ورودی دیجیتال
• DO (Digital Output) – ماژول‌های خروجی دیجیتال
• DP (Pulse Input) – ماژول‌های ورودی پالسی
• AI (Analog Input) – ماژول‌های ورودی آنالوگ
• AO (Analog Output) – ماژول‌های خروجی آنالوگ
• ماژول‌های ضدانفجار / ایمن (Ex / Intrinsic Safety)

ویژگی‌های خاص ۸۰۰xA

• ISP / OSP: امکان تعریف حالت پیش‌فرض برای I/O در صورت قطع ارتباط (freeze یا پیش‌فرض)
• تعویض ماژول در زمان اجرا: امکان جایگزینی بدون نیاز به خاموشی سیستم
• HCIR (Hot Configuration In Run): پیکربندی مجدد ایستگاه S800 در زمان عملکرد عادی
• گزینه‌های افزونگی در همه بخش‌ها: شامل تغذیه، فیلدباس، واسط‌ها و I/O

برنامه‌نویسی ۸۰۰xA

کنترلر AC 800M را می‌توان با استفاده از Control Builder M یا Engineering Workplace برنامه‌نویسی کرد. برای مدیریت داده‌های انبوه، می‌توان از ابزار Bulk Data Manager (BDM) استفاده کرد که در قالب یک فایل اکسل (Excel) ارائه می‌شود. این ابزار BDM در Engineering Workplace ادغام شده است. همچنین با استفاده از ویرایشگر گرافیکی، می‌توان نمایش‌های تصویری گرافیکی ایجاد کرد.

Control Builder M

با Control Builder می‌توان برنامه‌های کنترلی و ایمنی را پیکربندی کرد. این ابزار علاوه بر ویرایشگرهای سازگار با استاندارد IEC 61131-3، ویرایشگری به نام Control Module Diagram Editor نیز ارائه می‌دهد که امکان مهندسی شی‌ء‌گرا (Object-Oriented Engineering) را فراهم می‌کند.

زبان‌های برنامه‌نویسی پشتیبانی‌شده:

• Instruction List (لیست دستورات)
• Structured Text (متن ساخت‌یافته)
• Function Block Diagram (نمودار بلوک تابعی)
• Sequential Function Chart (نمودار تابع ترتیبی)
• Ladder Diagram (نقشه نردبانی / کانتکت پلن)

 

Engineering Workplace

Engineering Workplace یک ابزار مهندسی برای نمایش گرافیکی اپلیکیشن‌ها است. استفاده از این ابزار نیازی به دانش برنامه‌نویسی نرم‌افزاری ندارد. این ابزار هم در مرحله طراحی سیستم و هم در فاز نگهداری قابل استفاده است.

زبان‌ها و امکانات قابل استفاده برای کاربر:

• بلوک‌های منطقی و سیستم‌های کنترلی مانند توابع، بلوک‌های تابع و ماژول‌های کنترلی
• Sequential Function Chart (SFC): شامل مراحل، انتقال‌ها و اکشن‌ها برای پیاده‌سازی توالی‌ها
• سیگنال‌های I/O برای نمایش پیکربندی دستگاه‌ها و کانال‌های سخت‌افزاری
• زبان برنامه‌نویسی سطح بالا Visual Basic Classic