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APROL – 实现逐步迁移

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公司尤其是中型企业很难承受在生产系统控制技术进行现代化改造过程中发生过度生产中断。逐步迁移到一个新的解决方案可以最大限度地提高系统可用性并且避免意外停机,专用化学品制造商CHT/BEZEMA最近的一个迁移项目就是一个很好的示范。为了取得成功,他们采用了贝加莱解决方案实现过程控制系统和控制技术的逐步迁移。

“我们改进了流程的可靠性和产品的质量,我们现在能够对不断变化的市场需求做出更加快速灵活的响应,”CHT R. BEITLICH公司生产工程部主管Günther Schätzle说道。这是通过利用贝加莱技术对德国Dusslingen工厂中的生产设备进行现代化改造而实现的。“像贝加莱APROL这样的解决方案特别受中型公司如CHT的欢迎,”Schätzle补充道,“因为它可以尽可能降低我们在系统迁移过程中的风险。”与其它过程控制解决方案不同,APROL不完全迎合大行业及其全自动化的配方工艺。这对CHT而言是好消息,因为系统迁移正变得日益紧迫。

高级专用化学品出自68个生产站点

CHT源自一家纺织化学品公司,现已将其业务扩展至建筑与特种化学品,拥有以客户为导向的产品开发和日益壮大的产品系列。公司的大部分收入来自复杂产品,它们主要是在位于Dusslingen的生产与物流中心中被生产出来的。在那里,CHT运行了68个生产设备,包括10个高级供电系统,40个搅拌容器和14个化学反应器。许多生产设备拥有多种功能,可以用来生产多达100种不同的产品。

CHT R Beitlich - Power Panels
除了APROL过程控制系统之外,CHT也采用了贝加莱X20控制系统。全新的解决方案包括46个贝加莱Power Panel HMI设备以及无数其它控制和I/O模块。
CHT R Beitlich - Günther Schätzle (right)
“APROL使我们能够监测并记录我们的流程,让我们更清晰地洞察到复杂的相互关系。” Günther Schätzle,CHT R. BEITLICH公司生产工程部主管

迁移目标:提高效率

“显然经过多年的使用,我们的控制系统、人机界面和生产数据采集系统将很快不再能够适应产品质量,质量保证,过程可靠性以及安全法规方面更高的要求,”Schätzle在解释这项CHT始于2011年的迁移项目的动机时说道。“此外,我们过时的技术也阻碍了我们取得新的订单。”

例如,安装并运行一个新的阀门通常需要花费三天时间。老化的设备发生故障的频率以及更换组件的难度都在上升,这为迁移提供了有力的论据。

迁移的目标是利用最先进的技术更换掉过时的,不灵活的且容易发生故障的控制,HMI和数据采集系统。“实现这一切的全自动化肯定不是我们的首要目标,”Schätzle补充道,“因为我们的多功能生产设备已经太过复杂。”

APROL过程控制系统脱颖而出

CHT成立了一个专家小组,根据严格的标准对来自两家投标公司的三个不同的过程控制系统以及控制和HMI解决方案进行了深入的评估。最终,贝加莱技高一筹。对于Schätzle而言,支持他做出该决定的论据很清楚。“其中的一个关键因素是贝加莱的APROL – 与我们评估的其它应用广泛的著名系统相比 – 它可以为逐步迁移提供最佳支持。APROL让我们能够逐步将生产站点迁移到新的过程控制系统中,同时保持原有系统继续运行。”

CHT的专家尤其看重从Windows中脱离出来的独立性。贝加莱过程控制和HMI技术基于Linux,而且过程控制系统结构非常清楚和直观。

贝加莱硬件完美适合系统结构

CHT通过精心挑选贝加莱的控制与HMI产品使每个系统的性能都能与它的要求相匹配,并且为每个系统都配备了相应的的I/O模块及其HMI设备。正是这种灵活性使得这家化学品生产商青睐贝加莱的过程控制系统以及控制和HMI设备。

“这样的好处是,我们可以将实际的系统结构直接映射到控制和HMI技术中,从硬件的角度来看,这有助于我们完美地实施逐步迁移,”Schätzle解释道。他继续说道,“另一个支持我们选择同一家供应商的解决方案的原因是,它消除了接口与通信问题。”

Schätzle承认,一家德国大型控制产品供应商也可以使CHT将单独的控制器配备给每个生产站点。“然而,这只能通过间接的方式或借助软PLC才能实现,而这两者对我们而言都是不可能的,”他解释道。这位CHT的经理看不到更换过程控制系统和控制技术供应商有什么坏处。“无论如何,我们将不得不对我们软件的一个重要部分进行重写,因为多年来我们所积累的代码中有50%是不用的,因此重用软件几乎是不可能的。”

从成本的角度来看,Schätzle看不到在所评估的两个解决方案中有什么差别。“我们从系统集成商处得到的报价差别却相当大,”Schätzle说道,“然而集成商对两个过程控制系统的估价仅相差20%。”这可能是由于生产站点之间相当分散造成的,而这可以通过过程控制系统分布式的结构完美地呈现出来。

CHT R Beitlich - production at Dusslingen
当CHT将Dusslingen工厂中的生产站点逐步迁移至贝加莱APROL过程控制系统时,原有的系统继续运行。APROL会对迁移过程中的每一步进行完美地管理。
CHT R Beitlich - APROL TrendViewer
使用APROL系统可以使CHT的过程顺序分析变得更简单。现在TrendViewer和AuditTrail允许对过去解决方案中无法观察到的过程进行分析。

APROL通过开放性提供灵活性

CHT更在乎选择一家系统集成商而非仅仅报价。更重要的是,该集成商愿意并且能够满足一家专用化学品生产商的要求,特别是需要适应项目整个过程中的一些额外变化。在评估阶段有五家系统集成商入围, Erler最终胜出。

“从接手这个项目起,我们就对手头这项任务的范围和复杂性相当清楚。由于此前我们并没有应用APROL的任何经验,因此我们对该系统是否能够应对这项艰巨的挑战稍感怀疑。”Alois Erler解释道。“然而,随着项目的推进,我们很快打消了最初的怀疑。”迁移比预期的还要顺利,正如Erler所证实:“与其它过程控制系统相比,APROL是一个非常开放的系统,这使我们能够非常灵活地对客户需求做出响应,即使项目已经处于进行中。对于它能够如此轻松地连接原有系统,我们也非常高兴。这真是太棒了。”

在2011年底,第一个迁移的是一个非常复杂的试点站点,它拥有约360个数字量和20个模拟量I/O通道,而从那时起,几乎每周迁移一个新的生产站点。直到2013年第二季度,Dusslingen工厂中的所有68个站点都已被成功迁移至APROL系统中,而旧的过程控制系统则被关闭。

CHT全新的解决方案包括46个Power Panel HMI设备,不到70个X20控制器以及共约14000个数字量和1000个模拟量X20 I/O通道,各值班站点通过VNC实现连接。该系统还包括两个运行服务器,一个工程师服务器以及一个受灾难恢复系统保护的VNC服务器。该基于Linux的冗余生产网络通过明确定义的接口与企业网络上的Windows设备进行通信。

双冗余确保高可用性

“我们使用了双冗余方法,”Schätzle补充道。站点中的每个组件都可以通过两个总线系统到达,一个是操作总线,另一个是过程总线。必要时,每个总线都可以接管另一个总线。此外,每个站点都配备了两个可以相互备份的端口。这确保了生产站点所要求的高可用性。

CHT发现迁移明显优于简单更换旧系统。“APROL系统明显更加灵活,我们现在可以在几小时内完成新阀门的安装和运行,而这在过去需要花费几天时间。如果检测到错误,那么任何软件修改都能通过一键式完成。”

过程顺序的分析任务也变得更加容易。“借助TrendViewer和AuditTrail工具,我们发现我们能够分析一些以前我们无法获取的过程,”Schätzle解释道。“我们可以通过APROL分析实时过程之间的相互作用,从而实现现场的过程优化。通过记录的过程数据还可以追溯并分析不合格的批次。”

CHT对这种额外信息的使用还体现在分析和降低能耗上。“我们现在也可以选择单独控制一些关键的过程值来进一步提高生产站点的安全性,特别是针对需要认证的过程。”

利用APROL EnMon节约能源

CHT已经成为全新的APROL EnMon的首批用户,他们非常期待通过这一能源管理系统实现额外的能源节约。

“我们对迁移的进度非常满意,花费还不到一个全自动解决方案的一半。APROL系统与原有系统同步运行实现逐步迁移,并通过数据集中器连接 - 所有这些几乎对我们的生产没有什么影响,我们没有丢失任何数据,” Schätzle高兴地说道。“该系统使我们能够更加灵活快速地对最新的开发做出响应,采取措施降低成本。迄今为止这些积极的成效使我们确信,我们会继续将更多生产工厂迁移至APROL系统中。”

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