Transcript Presentation

‫מודרניזציה של מערכות בקרה‬
‫"הדרך הנכונה" להביא את מערכת הבקרה‬
‫למערכת העדכנית‬
‫‪1‬‬
‫סקירה כללית‬
‫• שדרוג מערכות בקרה הינה הדילמה המסובכת ביותר העומדת בפני משתמשי‬
‫הקצה במתקנים השונים‪.‬‬
‫• פתרונות השדרוג הניתנים כיום ע"י יצרני המערכת הקיימת או ע"י המתחרים‬
‫הינם רבים ומגוונים ומוסיפים על הדילמה העומדת כיום להבדיל מלפני עשור ‪.‬‬
‫• ללקוחות עומדות כיום גישות רבות ושונות לשדרוג המתקן לבחינה ושיקול‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫קו מנחה עיקרי צריך להנחות את לקוחות הקצה בבחינת האפשרויות‬
‫ הפחתת זמן השבתה למינימום‬‫ הפחתת סיכונים‬‫ ומתן ערך עיסקי שיוביל לשיפור חיובי על העסקים של מפעלך‬‫אם בסופו של יום שדרגת את מערכתך בצורה חלקה אבל נשארת עם מערכת‬
‫‪ LIKE FOR LIKE‬החלפה פונקציונאלית ‪ ,‬החמצת את ההזדמנות המצוינת לשיפור‬
‫העסק‪.‬‬
‫הכוחות המניעים שדרוג‬
‫ראשית נגדיר מהו "שדרוג או מודרניזציה" של מערכת‬
‫שדרוג או מודרניזציה פירושה העברת מערכת מדור מוקדם של טכנולוגיה לדור‬
‫המתקדם ביותר והעדכני ביותר ‪STATE OF THE ART‬‬
‫העברת המערכת כוללת ‪:‬‬
‫• שימור מקסימאלי של ה‪ IP-‬הארגוני של המתקן‬
‫• ניצול מקסימאלי של התכונות הפונקציונאליות של המערכת החדשה‬
‫• מינימום השפעה על התפעול‬
‫• מינימום הוצאות ועלויות‬
‫‪3‬‬
‫מחזור חיים של מערכות בקרה‬
‫מערכות ה‪ DCS-‬שהוצגו לראשונה ב‪ 1975-‬מחזור החיים שלהם ארוך מאוד ועומד על‬
‫כ‪ 30-‬שנה‪ .‬מערכות הבקרים קצת פחות ועומד על ‪ 20‬שנה ‪.‬‬
‫מחזור החיים של מערכות הסקאדה המבוססות מערכות הפעלה מחשוביות מחזור‬
‫החיים שלהם הוא הקצר ביותר ועומד על כ‪ 5-‬שנים‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫השינוי בכוח העבודה במתקנים‬
‫פרופיל כוח העבודה בתעשייה השתנה בצורה דרסטית ‪.‬הניסיון המצטבר של של‬
‫העובדים פוחת ככל שהדור הותיק פורש לגמלאות‪ .‬בהרבה מפעלים שוכרים עובדים‬
‫שפרשו עקב חוסר הידע בקרב העובדים הקיימים‪.‬‬
‫מצד שני כוח העבודה החדש יותר משכיל ‪ ,‬יותר ויותר עובדים הם מהנדסים‪ .‬כאשר‬
‫הם דורשים יותר מידע זמין לצורך קבלת החלטות נכונות ומבוססות יותר ‪.‬‬
‫המערכות העדכניות גם יחליפו את שימור הידע שהיה בעבר בקרב העובדים ‪,‬‬
‫מחזורי פעולה אוטומטים להפעלת מתקן ‪ ,‬הפסקת מתקן בשגרה בחירום מועבר‬
‫מהאדם למכונה‪.‬‬
‫ומערכות ניהול אירועים בחדרי הבקרה מאפשרת קבלת החלטות אם בצורה‬
‫אוטומטית או ע"י המפעיל בצורה מהירה ונכונה על בסיס פרוצדורות מובנות‬
‫במערכת‪.‬‬
‫‪5‬‬
‫שינוי האקלים העיסקי ושימור המערכת‬
‫המערכות העסקיות כיום עוברות למערכות זמן אמת ‪ ,‬ודברים‬
‫משתנים בקצב מהיר מבעבר‪.‬‬
‫מערכות הבקרה חייבות לדעת להגיב לשינוי עלויות מהיר ‪.‬‬
‫הוצאות האנרגיה לדוגמא משפיע מהותית על מחיר התוצר‬
‫הסופי‪ .‬מערכות האוטומציה החדשות מנהלות את‬
‫האנרגיה בצורה עכשוית בצורה אפקטיבית יותר ומאפשרות‬
‫קבלת החלטות עסקיות בצורה מהירה ונכונה ע"י הארגון ‪.‬‬
‫הגדלת המיקוד על "בר קיימא" של המערכת ‪ .‬יצרנים מוכרים‬
‫כגון ‪ MODICON‬ו‪ INVENSYS-‬ידועים בשימור התמיכה‬
‫במערכות הבקרה הישנות לזמן ארוך ‪ ,‬הרבה‬
‫יותר במערכות הבקרה לעומת עולם ה‪. IT-‬משתמשי הקצה‬
‫חייבים לתכנן ולדעת מתי המערכת הקיימת אינה בר קיימא קרי‬
‫‪6‬‬
‫אינה נתמכת יותר בידי היצרן ואין חלקי חילוף זמינים‪.‬‬
‫מהו הזמן הנכון לשדרוג המערכת ?‬
‫כיום נהיה יותר ויותר קשה להצדיק עסקית הוצאות עסקיות על מערכות האוטומציה‬
‫כאשר מצד אחד לקוחות הקצה רוצים למקסם את התוצר ממערכות האוטומציה‬
‫המותקנות‪.‬‬
‫כל פרויקט אוטומציה כיום מחייב תוכנית עסקית ותקצוב כאשר ברקע חייבת להיות‬
‫הצדקה עסקית ‪.‬‬
‫ישנם מספר תרחישים אפשריים שמחייבים שדרוג ומודרניזציה של המתקן כמו כל‬
‫הוצאה תקציבית אחרת לתפעול המפעל ‪ .‬כגון מחזור החיים של מערכת האוטומציה‬
‫אלו תסמינים שמשליכים על שקילת שדרוג ‪:‬‬
‫א‪ .‬אמינות המערכת – משליכה באופן ישיר על הרציפות התפעולית של המתקן‬
‫ומתבטאת ב – תיקון בסיסי תכיפות המקרים תצביע על סימן לסיום מחזור החיים‪.‬‬
‫סיום תמיכת היצרן – מערכות שסיימו את חייהם ע"י היצרן ‪.‬‬
‫‪7‬‬
‫מהו הזמן הנכון לשדרוג המערכת ?‬
‫ב‪ .‬אי תמיכה טכנית של המערכת הקיימת בדרישות תפעוליות ‪ /‬עיסקיות שנדרשת‬
‫ממערכת הבקרה ‪.‬‬
‫ג‪ .‬מערכת הקיימת לא יודעת לתת ניטור של מצבים חריגים במערכת וזיהוי מקורות‬
‫התקלה‬
‫ד‪ .‬המערכת הקיימת לא מאפשרת הרחבתה בעלויות סבירות‬
‫ה‪ .‬המערכת הקיימת אינה יודעת לתמוך במערכות ה‪ . IT-‬כיום נדרש באופן חיוני‬
‫לקבלת החלטות עסקיות מהירות ובזמן אמת‬
‫‪8‬‬
‫אופציות שדרוג המערכת‬
‫קיימות ‪ 2‬אופציות עיקריות לשדרוג המתקן ‪:‬‬
‫• שדרוג ורטיקאלי – פרוק מלא של המערכת הקיימת והחלפתו למערכת חדשה‬
‫במלואה‬
‫• שדרוג בשלבים – שדרוג המאפשר החלפת מקטעי מערכת למערכת משולבת‬
‫מערכת חדשה וישנה עד להחלפה מלאה של המתקן‬
‫• שדרוג ורטיקאלי הינו שדרוג מסובך המחייב הפסקת המתקן באופן מלא ‪ ,‬שינוי‬
‫מלא של חיווט השטח ולוחות הבקרה ‪ ,‬וכתיבת התוכנה מחדש ‪ .‬הליך זה מרובה‬
‫סיכונים ומחייב תכנון מדויק כולל איפיון התפ"מ באופן מלא‪.‬‬
‫• שדרוג בשלבים – גמיש ומאפשר לתפעול מתן חלונות זמן להחלפת מקטעי‬
‫מערכת ע"פ זמינות תפעולית‪ .‬החלפת המקטעים באופן מלא תיעוד ושילוב בין‬
‫חלקי מערכת חדשים לישנים עד לסיום ההחלפה הכוללת של המתקן‬
‫‪9‬‬
‫אופציות שדרוג המערכת‬
‫• כחלק מתמיכה בלתי פוסקת בהשקעת הלקוח ושמירה על ‪ IP‬הלקוח ‪ ,‬חברת‬
‫שניידר שוקדת על פיתוח מערכות מודרניזציה הן של החומרה והן של התוכנה ‪.‬‬
‫מודרניזציה זו מתבססת על עיקרון שכל דור חדש שיוצא מבחינת מעבדים ‪,‬‬
‫תוכנה יתמוך ותומך לחלוטין בדור הקודם הן בתוכנת האפליקציה של המתקן‬
‫המהווה ‪ IP‬של הלקוח ‪ ,‬והן מבחינת ‪ I/O‬של הלקוח ‪ .‬כך שכל שדרוג יאפשר‬
‫העברת התוכנה במלואה כפי שהיא ללא צורך בתהליכי המרה ובדיקה מחודשת‬
‫של הלקוח ‪ ,‬כנ"ל גם בנושא החומרה ‪ .‬אפשרות העברת המתקן במלואו ל‪I/O-‬‬
‫חדש ללא צורך בשינוי חיווט כלשהו מצד השטח בעזרת מתאמים מיוחדים ‪,‬‬
‫אפשרות העברת מקטעי מתקן בהתאם לזמינות תפעולית‪.‬‬
‫• פתרון המתאמים מאפשר ללקוח החלטה ושליטה על שדרוג המתקן בחלקים או‬
‫בשלמות בהתאם לזמינות תפעולית ‪ .‬משמעות הדבר הפסקת מתקן לזמן קצר‬
‫ביותר של כ‪ 20-‬דקות ל‪ DROP-‬החלפה ללא נגיעה בחיווט הקיים בעזרת‬
‫מתאמים ‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫אופציות שדרוג המערכת‬
‫• פתרון זה מאפשר ללקוח חסכון בעלויות השבתת מתקן‬
‫• הפחתת סיכונים הן ברמת התהליך והן ברמת החומרה בשטח שלרוב לוקה‬
‫בחוסר תיעוד‬
‫• מעבר התוכנה ותמיכת תוכנת ‪ UNITY‬בתוכנות מדור ‪, LL984 MODSOFT‬‬
‫מאפשרת שמירת ה‪ IP-‬של הלקוח ‪ ,‬שכתוב התוכנה תוך כדי עבודה וללא‬
‫הפסקת המתקנים‪ .‬ושמירה על צורת הסריקה ‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫שדרוג מלא של מערכות ‪, 884 , 984‬‬
‫‪COMPACT , 484 , 584‬‬
‫‪12‬‬
‫שדרוג מלא מערכות ‪SYMAX SQUARE D‬‬
‫‪13‬‬
‫חח"י פרויקט שדרוג שנוע פחם חדרה‬
‫אפקון בקרה ואוטומציה כנציג בלעדי של בקרי ‪ QUANTOM‬בארץ וכאינטגרטור מוביל בבקרה ביצעה פרויקט שידרוג‬
‫בחברת החשמל למערכת שינוע הפחם בתחה"כ אורות רבין חדרה‪.‬המערך כולל שליטה על מסועים ‪ ,‬ממגורות איחסון ‪,‬‬
‫עגורנים ‪ ,‬עורמים פורקים ‪ 2 .‬בקרים הכוללים קרוב ל‪ DROP 20-‬בכל בקר‪.‬‬
‫הפרויקט שידרוג כלל החלפת המערכת הקיימת שהתבססה על בקרי ‪ MODICON 984B‬וסדרת כרטיסי ‪800 I/O‬‬
‫לבקר ‪ MODICON QUANTUM‬תוך כדי עבודה של התחנה ושינוע פחם באתר‪.‬‬
‫אגף התפעול באתר הקנה לנו בכל החלפה של ‪ DROP‬חלון זמן של שעתיים לביצוע החלפה מלאה בציוד החדש ‪,‬‬
‫בדיקה והרצה‪.‬‬
‫פרויקט זה לא היה מצליח לולא תכנון מדויק ועזרה מצד מבדקת הבקרה לשינוע פחם שתיאמה את כל הגורמים תפעול‬
‫‪ ,‬אפקון ומהנדס הייצור בתחנה‪.‬‬
‫בקר ה‪ MODICON QUANTUM -‬מבצע שידרוג חלק של המערכות הישנות מסוג בקרי ‪ 984‬וסדרה ‪ 800‬כולל תמיכה‬
‫ב‪ I/O -‬מסוג חדש ‪ QUANTUM‬ו‪ I/O -‬מסוג ישן סדרה ‪ 800‬ללא צורך בשום הגדרות מיוחדות ‪.‬‬
‫הפרויקט הנ"ל נגמר בהצלחה תוך ‪ 6‬חודשים עקב מגבלת חלון הזמן וזמני החלפה שניתנו כאילוצים של הייצור ‪.‬‬
‫ההחלפה הייתה חלקה ללא תקלות ‪ ,‬והכי חשוב ללא צורך בהרצה מחודשת של המתקן ‪.‬‬
‫שדרוג זה תרם ללקוח בחיסכון בזמן הרצה ‪ ,‬בחלקי חילוף חדשים וזמינים במלאי אפקון ‪ ,‬ובידע מקצועי של אנשיו‬
‫בבקרי ‪.MODICON‬‬
‫‪14‬‬
‫שדרוג המערך אנרגטי‬
‫אפקון בקרה ואוטומציה ביצעה שדרוג של מערכת הבקרה לשליטה על המערך האנרגטי של מפעלי ים המלח הכוללים‬
‫‪ 7‬בקרים ששולטים על ‪:‬‬
‫א‪ .‬תחמ"ש הזמנה מחח"י‬
‫ב‪ .‬תחה"כ‬
‫ג‪ .‬דיזל גנרטורים‬
‫ד‪ .‬מערך המיתוג‬
‫ה‪ .‬מימיק חדר הפיקוד‬
‫הפרויקט היה מורכב מעין כמוהו עקב חוסר בתיעוד המערכת הקיימת ‪ ,‬ובעזרת מחלקת הבקרה והמכשור בראשות עדי‬
‫בביוף ‪ ,‬מרק דנר ודביר טוויזר ואיבגני הצלחנו לתעד את הקיים לפני ההחלפה ‪.‬‬
‫תהליך ההחלפה בוצע בהצלחה בהדדמה האחרונה ‪ ,‬הבקרים הוסבו לבקרים חדשים שעובדים בשלב א עם ה‪ I/O-‬הישן‬
‫ובשלב ב' יוחלפו ל‪ I/O-‬החדש‪.‬‬
‫‪15‬‬
‫הסבות לגז מי"ה‬
‫במסגרת החלטת הנהלת כי"ל על התייעלות אנרגטית ‪ ,‬הוחלט על מעבר לשימוש בגז טבעי במקום במזות ‪ .‬וזאת על מנת להשיג מס'‬
‫יתרונות בולטים‬
‫‪ .1‬פחות זיהום אויר‬
‫‪ .2‬תחזוקה קלה יותר‬
‫‪ .3‬עלות הרבה יותר נמוכה‬
‫לשם כך יצא כי" ל במכרז הסבות לגז של כל מתקני הבעירה הקיימים במפעלים השונים (מי"ה ‪ ,‬רותם ‪ ,‬ברום וכו'‪.)...‬‬
‫במסגרת מכרז זה זכתה אפקון תעשיות כקבלן ראשי לכל עבודות ההסבה שכללו בין היתר עבודות מכניות כבדות ‪ ,‬עבודות חשמל‪,‬‬
‫ולב המערכת הינה מערכת הבקרה ‪.‬אפקון תעשיות סיפקה את המדלקות החדשות ‪ ,‬את המבערים החדשים למתקני בעירה‬
‫השונים ( דוד תחה"כ ‪ ,‬מייבשים ‪ ,‬תנורים וכו') ‪ ,‬התקינה אותם מכנית וחשמלית בעבודה מורכבת ומדוייקת‪.‬‬
‫אפקון בקרה ואוטומציה ביצעה את מערכת הבקרה למתקנים אילו ‪ .‬מערכת הבקרה הינה לב המערכת ואחראית בין היתר על הגנה‬
‫על הדוד בפני התפוצצות ע"פ תקן ‪ NFPA‬וכן על שליטה על המדלקות השונות ווויסות הדוד‪.‬מערכת ‪BOILER ( BMS‬‬
‫‪. )BOILER CONTROL SYSTEM ( BCS , ) MANAGEMENT SYSTEM‬‬
‫המערכת תוכננה בהתאם לתקן ‪ SIL‬בקרי ‪ LISTED PLCs‬מסוג ‪ MODICON QUANTUM‬מסדרת ‪ . UNITY SAFETY‬בקר מיוחד‬
‫התואם ונבדק ע"פ תקן ‪ . NFPA‬בקרים אילו מכילים ‪ DUAL CORE‬של מעגלים אלקטרונים המנטרים את מעגלי הפיקוד וכן מבצעים‬
‫לוגיקה כפולה לכל כניסה ולכל יציאה בנפרד ומקבלים החלטה ‪.‬‬
‫כל מעגלי הבקרה חוברו דרך חוצצים לאביזרי הקצה השונים‪ .‬במסגרת הפרויקט ‪ ,‬קונספציית התכנון נבדקה ע"י חברת ‪KEMA‬‬
‫לתאימות לתקן ה‪.NFPA -‬‬
‫מיותר לציין שהמערכת עבדה בהצתה הראשונה שהייתה בגז ‪ ,‬כראוי למערכות ברמת איכות ותכנון של ‪. MODICON‬‬
‫‪16‬‬
THANK YOU
17