מבוא

מיגרינג ופירוק מערכת בקרה (DCS) במתקן כימי הוא אחד האירועים הקריטיים ביותר מחזור חיים צמח עומד גבוה במיוחד: צעד אחד יכול לגרום לזמן ממושך, אובדן ייצור, אירועי בטיחות, או אפילו הפרות סביבתיות. A DCS הוא מערכת העצבים של ניתוח כימי, ניהול אלפי נקודות I/O, רגולציה, בקרה בין-אישית, או רצף של זמן מזדקן.

מדריך מורחב זה מספק מפת דרכים מפורטת עבור הגירה של מערכת כימית של DCS ופירוק.כל שלב נבדק עם שיקולים בעולם האמיתי, עומק טכני והמלצות מעשיות.על ידי ביצוע אסטרטגיות אלה, צוותי הנדסה יכולים למזער סיכון תפעולי, לשמור על תאימות רגולטורית, להשיג מעבר חלק לפלטפורמות בקרה מודרניות, יכולות יותר.

תכנון והכנות

תכנון טורו מבחין הגירה מוצלחת מכישלון יקר.בסביבות כימיות, המורכבות מוגברת על ידי תהליכים מסוכנים, קודים בטיחותיים קפדניים, ואת הצורך לשמור על ייצור מתמשך.שלב ההכנה חייב להיות ממצה, מכסה ממדים טכניים, תפעוליים ורגולטוריים.

הערכה מערכתית

התחל עם מלאי שלם של DCS קיים זה כולל לא רק את החומרה - בקרים, I / O מודולים, ציוד חשמל, פונקציות הפעלה, שרתים, תשתיות רשת - אבל גם את כל רישיונות התוכנה, גרסאות קושחה, קוד יישומים (דיאגרמותלוגיות, בלוקים פונקציה לוכדים, ⁇ תפקוד ⁇ ), ומסד נתונים תצורה.מפת כל לולאה בקרה, אזעקה, תקשורת.

חלק קריטי של ההערכה הוא להעריך את מצב החומרה הקיימת.צמחים כימיים רבים לרוץ DCS פלטפורמות במשך 20 שנים או יותר. קורוזיה, חשיפה חום, רטט יכול לזהות רכיבים מיושנים שאינם נתמכים עוד על ידי המוכר, כמו אלה מניעים את הדחיפות של הגירה.בנוסף, להעריך גם את הגיל ואת היכולת של קנונית, מיזמים, ואת שדה - לעתים קרובות יש להחליף או לשדרג במהלך.

הערכת סיכונים ומייגציה

תהליכים כימיים מציגים סכנות ייחודיות.כל תוכנית הגירה חייבת לכלול ניתוח סיכון פורמלי של תהליכים (PHA) המותאם לפעילות הניתוק. השתמש במתודולוגיות כגון HAZOP או LOPA כדי לזהות תרחישים כגון אובדן שליטה במהלך מתג, תנועות שסתום בלתי נמנעות, או תקלות תקשורת. לפתח אמצעי מיגציה: בטיחות זמנית על הליכים, מפעילי הדרכה נוספים, מערכות בטיחות, חירום, ופרוטוקולים סגורים על ידי סיכון אפשרי.

עמידה בתקנות היא חלק מרכזי של ניהול סיכונים.בנוסף לסטנדרטים של בטיחות פנימית, הפרויקט חייב לדבוק בדרישות OSHA PSM (Process Safety Management) EPA RMP (תוכנית ניהול סיכונים), וקודים בתעשייה כגון API 554 או IEC 615 עבור בטיחות פונקציונלית.עבור מתקנים טיפול בכימיקלים מסוכנים מאוד, אפילו שינוי זמני של פתרון לוגי יכול לגרום לבדיקות בטיחות חובה.

מעורבות בעלי מניות ומבנה צוות

הגירה מוצלחת דורשת רכישה-במפעילות, תחזוקה, הנדסה, IT וניהול. להקים ועדה היגוי הכוללת את מנהל הצמח, מהנדסי תהליכים, מומחי DCS, ומשגיחי משמרות.אופרות הם קריטיים במיוחד: הם מבינים את קצב השליטה של תהליך יומי ויכולים לזהות תלות נסתרת במערכת הישנה.זמנה פגישות קבועות כדי לבחון התקדמות, לטפל בדאגות, ולתקשר שינויים.

לחתום על מנהל פרויקט ייעודי עם ניסיון ב- DCS הגירה בהגדרות כימיות.צוות הליבה צריך לכלול מהנדסי מערכת בקרה, מומחי רשת והובלת אבטחת איכות.בנוסף, להביא צוות השירותים המקצועיים של ספק DCS - יש להם ידע עמוק של מורשת ופלטפורמות חדשות ויכול להאיץ שילוב.חשב יועצים צד שלישי לאימות עצמאי ובדיקה אם המשאבים הפנימיים מתוחים.

זמן, תקציב ומשאבים

לפתח לוח זמנים מפורט של ניהול חשבונות עבור כל שלב: הערכה, עיצוב, מבחן קבלה במפעל (FAT), הכנת האתר, ההתקנה, מבחן קבלה אתר (SAT), חתך, הקצאה, וניתוק.אפשר זמן למקרים בלתי צפויים, במיוחד בשלב חיתוך. A רגיל הגירה כימית DCS עבור יחידה בינונית יכול ל-36 חודשים.

עיצוב אסטרטגיית הגירה

בחירת הגישה הטכנית הנכונה היא פעולת איזון בין סיכון, עלות ורציפות ייצור.שלוש אסטרטגיות עיקריות משמשות בתעשייה הכימית: הגירה מגובשת, פעולה במקביל, וקיצוץ ישיר.הבחירה תלויה בתהליך קריטיות, מורכבות מערכת וחלונות הזכאים הזמינים.

הגירה בשלב

בגירה בשלב, DCS החדש מותקנת בשלבים.לדוגמה, יחידת תהליכים או אזור המפעילה מועברת בעוד יחידות צמודות ממשיכות על המערכת הישנה.גישה זו מתאימה היטב למפעלים גדולים עם קווי ייצור שונים רבים.כל שלב כולל FAT, ההתקנה שלה, ו-SAT, עם בדיקות רגרסיה יסודיות לפני המעבר לשלב הבא.

כדי לתמוך בגירה בשלב, להשקיע בשכבה של החלפת נתונים חזקה - לעתים קרובות באמצעות OPC UA או שער - לגשר על המורשת ובקרים חדשים.לוודא כי אזעקה, נקודות, ומפעילים נשארים עקביים בין שתי המערכות כדי למנוע בלבול.כל שלב צריך להיחשב מיני-פרוט עם הערכת הסיכון שלו תוכנית רולבק.

מבצע במקביל

פעולה במקביל כוללת הפעלת הישן והחדש DCS בו זמנית, עם המערכת החדשה במצב "הצל" המפעילים לפקח על המערכת החדשה, אך ממשיכים לשלוט בתהליך באמצעות המערכת הישנה עד שביטחון מלא מושג.זוהי הגישה הבטוחה ביותר לתהליכים כימיים מתמשכים שבהם כל הפרעה עלולה להוביל לחשיפה של מוצר או תנאים מסוכנים.עם זאת, היא דורשת סינכרוניזציה זהירה זהירה של מערכות בקרה זהה לשדה I/O, אשר עלולים לדרוש שילוב חכם או מתפצל, או מתפצל.

פעולה במקביל היא משאבים-intensive.זה למעשה מכפיל את המתח על ערוצי I/O, ולעתים קרובות דורש מבנה חדר בקרה זמני.המעבר הארוך ביותר יכול להימשך שבועות, שבמהלכו שתי המערכות חייבות להיות מוחזקות בטיחות מקסימלית: אם המערכת החדשה נכשלת, הישן עדיין בשליטה. ברגע שהמערכת החדשה מאומתת, הישן נלקח באופן מבוקר.

חיתוך ישיר (Hot Cutover)

חיתוך ישיר הוא האסטרטגיה המהירה והגבוהה ביותר של סיכון.בזמן שנקבע מראש, המערכת הישנה סגורה והמערכת החדשה מופעלת.זה בדרך כלל נבחר כאשר צמח יש מהפך מתוכנן או משקע, או כאשר התהליך ניתן לעצור בבטחה למשך כמה שעות. עבור תהליכים כימיים אצווה, חתך ישיר יכול להתבצע בין אצווה.

כדי להצליח עם חיתוך ישיר, בדיקות טרום-המשך ממצה חיוני.סימולציה בקנה מידה מלא או "מבחן צל" לפני שחתכוך יכול לחשוף שגיאות לוגיות, מחיקת תקלות, או בעיות תצורה. לפתח רשימת צ'ק מפורט עם פעמיםtamps עבור כל צעד - לדוגמה, "פלט בלתי אפשרי מבקר ישן, סיום שדה, לאפשר בקר חדש, לאמת / O קורא תגובה."

בדיקות וקבלה

ללא קשר לאסטרטגיה הגירה, בדיקות קפדניות הן לא ניתנות להשגה.מבחן קבלה במפעל (FAT) מבוצע באתר של היצרן או במעבדה, באמצעות תצורה חומרה בפועל מודלים תהליכים מדומה.מבחן כל לולאה, רצף, אזעקה, ומפעיל גרפי. השתמש בתסריטי מבחן המראה תרחישים תפעוליים אמיתיים, כולל הפעלה רגילה, תהליך מתוח, חירום, וסגורה.

עבור תהליכים כימיים, לשקול באמצעות סימולטור חומרה-in-the-loop (HIL) אשר מחק את הדינמיקה של התהליך.זה מאפשר לך לבחון תגובה מערכתית לסחף חיישן, סטיגציה שסתום, ופגמים אחרים בעולם האמיתי.

תכנון ושקיפות

כל אסטרטגיית הגירה חייבת לכלול הליך רולבק מוגדר.בגירה בשלב, רולבק עשוי להיות פשוט כמו חזרה לתצורה של השלב הקודם.בקיצור ישיר, זה אומר שיש חלקים בודדים, חומרה טרום-הגדרה, ורצף ברור של פעולות לחזור למערכת הישנה. שמור על DCS המבצעת באופן מלא עד שהמערכת החדשה יציבה לפחות מחזור ייצור מלא אחד (לעתים קרובות או שבוע אחד), ופרוטוקולים אחראיים.

הגירה ואבטחת סייבר

נתוני תצורה של Migrating, מגמות היסטוריות, ו יומני אירועים הוא משימה לעתים קרובות מזלזלת. השתמש בכלים הגירה יישומיים של ספקים או ממירים של צד שלישי כדי לתרגם לוגיקה ופרמטרים לתבנית של המערכת החדשה.בדוק כי כל הנתונים של הדו"ח הרגולטוריים (למשל, פליטות, רשומות אצווה) נשמרים.כפי שאתה נודד, ליישם בקרה על אבטחת סייבר חובה: גישה מבוססת ביקורת, שבילים, VLAN, מסגרת מאובטחת, ומאובטחת, כגון CATS, כגון תקנים כימיים כגון CSA -800 ₪, תקנים כגון CSA , , .

הוצאות ובדיקה

עם תכנון ובדיקה שלמים, ביצוע הופך את התוכנית למציאות.שלב זה דורש שליטה בפרויקט ממושמע, תקשורת ברורה, ו ניטור בזמן אמת של פעילות הגירה והתהליך עצמו.

הכנה מוקדמת

בימים המובילים לקיצוץ, לקבע את כל המסמכים: תוכנית חיתוך, אנשי קשר חירום, קבצי גיבוי מערכתיים, וחסומי חומרה.בצע סקירה מוכנה עם כל בעלי העניין. עבור תהליכים כימיים, להבטיח כי רמות חומרי גלם, מוצר במעבד, וציוד מטה הזרם נמצאים במצב יציב.ארוי עבור מפעילים נוספים או טכנאים להיות באתר בשעות הראשונות של פעולה חדשה.

תקשורת ותיאום

הקמת חדר מלחמה ייעודי או מרכז פיקוד עם נציגי תפעול, הנדסה, IT, והספק. השתמש בכלי תקשורת (למשל רדיו, ערוץ ייעודי) עבור עדכונים מיידיים.כל חבר בצוות צריך להיות תפקיד ברור ולדעת מי לפנות לסוגיות שונות. החזק תדרים בתחילת וסוף כל שינוי, התבוננות והחלטות בלוג זה נגיש לכל חברי הצוות.

מעקב בזמן אמת ופתרון בעיות

במהלך חיתוך, לפקח על התהליך ברציפות. השתמש תצוגות מגמה, סיכומים אזעקה, ואבחון מערכת כדי לזהות aomalies. עבור לחתוך ישיר, יש מהנדס ייעודי צופה כל לולאה קריטית - אם שסתום לא מגיב או רמה deviates, התערבות מיידית יכול למנוע טיול.תוכנית עבור תקופת "שורבת" שבו מפעילים את המערכת החדשה עם פיקוח נוסף.

ניהול שינויים ואישור

גם עם בדיקות יסודיות, שינויים של דקות האחרונות עשויים להיות נדרשים.כל השינויים צריכים לעבור תהליך ניהול פורמלי של שינוי (MOC) עבור DCS כימי, כל שינוי בלוגיקה, אזעקה או תצורה של מערכת במהלך הקיצוץ חייב להיות נבדק על ידי מהנדס בטיחות תהליך ואושר על ידי מנהל הפרויקט.זה מונע tweaks לא מורשים שיכולים להציג סיכונים.

בטיחות והגנה סביבתית

לעולם אל תאבד את הראייה של המטרה העיקרית: ניתוח בטוח של התהליך הכימי.להבטיח כי מערכות בטיחות עצמאיות (SIS) אינן מושפעות מההגירה - ודא כי פונקציות כלי בטיחות עדיין פונקציונליות לפני, במהלך ואחרי הקיצוץ, יש חברי צוות תגובה חירום על עמידה. Monitor עבור פליטות מרתיעות, רעש חריג או סימנים אחרים של תהליך מרתיע, אם בכל נקודה המצב הופך לא בטוח, לעקוב אחר הליך חירום שנקבע, אפילו לעצור את זה מיד אם זה, אם זה אומר לעצור את זה.

ביטול המערכת הישנה

ברגע שה- DCS החדש מוכח יציב - בדרך כלל לאחר ארבעה שבועות של פעילות בלתי מופרעת - ביטול מערכת המורשת מתחיל.זה לא רק עניין של פיזור חומרה ישנה; יש לעשות זאת באופן שיטתי כדי לשמר נתונים, להבטיח בטיחות, ולעמוד בתקנות סביבתיות.

אינטגרציה וקשת

לפני הסרת כל רכיב, לאמת כי כל הנתונים ההיסטוריים של המערכת הישנה היגרו והוא נגיש.זה כולל מגמות תהליך, כתבי עת מעוררי אזעקה, פעולות המפעילה, ורשומות אצווה שניתן יהיה צורך עבור ביקורת רגולטורית, תביעות אחריות המוצר, או מחקרי אופטימיזציה תהליכים לשמור את התצורה המלאה של מערכת המורשת כמערך של קבצים סטטיים (למשל, PDF של כל הציורים, גיבוי מלא של הבקר, או מסד נתונים מאובטח).

סגור ומבוטל

לפתח תוכנית של פירוק שלב אחר צעד, אשר מתקדמת בסדר הפוך של ההתקנה.התחל על ידי בידוד של כוח אספקה למערכת הישנה, ולאחר מכן לנתק כבלים רשת, de-rack I / O מודולים, ולבסוף להסיר בקרים ושרות. השתמש מנעול / הרשמה (LOTO) הליכים למניעת שידור מקרי. עבור מתקנים כימיים, לשים לב מיוחד לאזור מסוכן - לדוגמה, אם הם ממוקמים באזור אחד בטוח, אם הם רק שימוש במקום אחד, כלומר, אני נדרש.

תייג כל מרכיב מוסר עם מזהה ייחודי, תאריך ההסרה, וכל הערות רלוונטיות (למשל, "דאם - קורוזיה נוכחי") .התיעוד הזה מסייע בתביעות אחריות או חלקים reuse.בנוסף, ודא כי שדה המתפתל אשר עבר בעבר ל- DCS הישן הוא כעת מופסק כראוי במערכת החדשה - לעתים קרובות חוטים חיים וחייב להיות חי או משוחרר מחדש.

חומרה: Disposal and Recycling

ניתוק של אלקטרוניקה מיושנת על פי תקנות מקומיות, המדינה והפדרליות (למשל, חוק השימור והשיקום של EPA RCRA) צמחים כימיים רבים להתמודד עם חומרים מסוכנים בתוך ציוד: capacitors עשויים להכיל PCBs, סוללות מכיל מתכות כבדות, ו CRT הצגים מכילים מוביל.שותף עם מחזר מורשה בזבזנית שיכולה לספק תעודת הרס או מחזור מחדש עבור ציוד מכניקה רגישה, אשר מונעים הגנה פיזית.

שקול הזדמנויות לשימוש חוזר או תרומה של חלקים שעדיין פונקציונליים, כגון עבודות מפעיל ישנות יותר שניתן להשתמש בהם עבור סימולטורים אימונים או מערכות מעבדה. עם זאת, אף פעם לא ציוד גרפי מתהליך כימי לסביבה לא תעשייתית ללא הדבקה יסודית - שאריות כימיות יכול להיות מקור לחשיפה.

מסמכים ושיקום קלקול

לאחר פירוק, לעדכן את P& של הצמח;IDs, לולאות רישומים, רשימות ציוד ורשומות תחזוקה כדי לשקף את הסרת המערכת הישנה. למטרות רגולטוריות, מסמך כי המערכת הישנה כבר אינה תפעולית וכי כל פונקציות הבקרה הועברו ל- DCS החדש אם המערכת הישנה הייתה חלק ממערכת אבטחה כלי אבטחה, לעדכן את דרישות הבטיחות (SRS) ולוודא כי כל אמצעי ניטור עשויים לכלול אישורים חדשים של מערכת ההפעלה (DSA) במיוחד אם המערכת הישנה של מערכת אבטחה (להלן:

פוסט-Migration Review and Support

השלמת ההשמצה אינה הסוף - זוהי תחילת מחזור החיים של המערכת החדשה.סקירה יסודית לאחר האינטגרציה מבטיחה שההשקעה מספקת את היתרונות המיועדים שלה וכי צוות הצמח מצויד במלואו לפעילות מתמשכת.

הערכה ביצועים

אחד לשלושה חודשים לאחר הקיצוץ, לערוך סקירה ביצועית שיטתית. השוו מדדים מרכזיים לפני ואחרי הגירה: תהליך פנויות, שיעורי אזעקה, זמינות עד זמן, זמני תגובה תפעוליים, ושיחות תחזוקה. השתמש בניתוח החדש של DCS כדי לזהות אזורים עבור אופטימיזציה.לדוגמה, הפלטפורמה החדשה עשויה לתמוך בתהליך בקרה מתקדם (APC) או בקרת מודלים (MP) שלא ניתן לזהות הזדמנויות ישנות או הכשרה.

בנוסף, לבדוק את התקציב ואת לוח הזמנים של הפרויקט כדי ללכוד לקחים למדו היטב?מה גרם לעיכובים או עלות יתר על המידה?לעד תובנות אלה עבור הגירה עתידית בתוך הארגון.יש לשתף את דוח "ללא-מלומדים" הסופי עם ועדת ההיגוי וכל בעלי העניין המרכזיים.

אימון ותחזוקה

אימון מתמשך הוא חיוני.גם עם הכשרה ראשונית, מפעילי וטכנאים ייקח זמן כדי להיות פרו-מדעי עם מערכת חדשה. לוח זמנים מעקב פגישות אשר לטפל בבעיות נפוצות נתקל בשבועות הראשונים. השתמש ביכולת הסימולציה של המערכת החדשה לרוץ תרחישים בפועל - לדוגמה, סטארט-אפים צמחיים לאחר סיבוב, או טיפול בהפרעות אכילה.

תחזוקה מתמשכת ותמיכה

הקמת הסכם תמיכה לטווח ארוך עם ספק DCS או אינגרה מורשה.זה צריך לכלול גישה לעדכוני תוכנה, חתומי אבטחה ותמיכה טכנית. ליצור תוכנית מחזור חיים עבור המערכת החדשה: שדרוג תוכנה תקופתית, מחזורי רענון חומרה (בדרך כלל כל 5-7 שנים לשרתים ועבודות), וגיבויים קבועים של מערכת תצורה יקרה.

שיפור מתמשך

פרויקט ההגירה צריך להיראות הזדמנות להגר תרבות של שיפור מתמשך. השתמש בסביבה עשירה בנתונים של DCS החדשה ליישום תחזוקה, אופטימיזציה אנרגיה, מעקב איכות.הגמישות של DCS מודרני מאפשר שינויים מהירים יותר תהליכים ושילוב טוב יותר עם מערכות צמחיות. באופן קבוע מחדש את ביצועי המערכת ולחפש משוב מקבוצת הייצור כולה.

לקבלת עומק נוסף על תקני ההגירה של DCS ושיטות הטובות ביותר, להתייעץ עם משאבים של האגודה הבינלאומית של אוטומציה (FLAC:0)ISAFLT:1) ומועצת הבטיחות הכימית (ראה:2CSBIRFLT 3) , הדרכה טכנית זמינה גם מארגונים כגון FLT:4 המכון הלאומי של התקנים וטכנולוגיה FLT:5 (עבור מסגרות אבטחת סייבר) ומוכרים DCSוולים נוספים, כמו ספקי בקרה כימית ומקורות בקרה מודרנית של דבש.