Realiseer uw maximale productiviteit
Ontdek hoe redundante en niet-redundante methoden u kunnen helpen een hoge beschikbaarheid van uw besturingssystemen te realiseren.
Door Art Pietrzyk, TUV FSExp en Brian Root, Redundancy Marketing Manager, Process Initiative, Rockwell Automation; en Paul Gruhn, P.E., CFSE, Training Manager, ICS Triplex
Veel technici beschouwen redundantie als de enige methode voor het realiseren van een hogere beschikbaarheid. Redundantie resulteert echter in een toename van het aantal componenten, en daardoor in een toename van het aantal potentiële storingen. Hierdoor kan redundantie, indien niet naar behoren geïmplementeerd, de beschikbaarheid van het systeem zelfs schaden. Doen technici er derhalve goed aan alternatieve methoden te overwegen?
De term beschikbaarheid wordt gebruikt om de waarschijnlijkheid aan te duiden dat een systeem naar behoren werkt. Veel mensen gebruiken de aanduiding hoge beschikbaarheid in de zin van productiviteit, waarin ook de elementen betrouwbaarheid en onderhoudbaarheid zijn vertegenwoordigd. Betrouwbaarheid is de waarschijnlijkheid dat een apparaat zijn functie gedurende een bepaald tijdsbestek, vaak aangeduid als de werktijd, naar behoren uitvoert.
Maar het meest robuuste en betrouwbare systeem hoeft niet per se het meest beschikbare te zijn. Om beschikbaar te zijn, moet het eenvoudig zijn gedurende werkt problemen op te lossen en het systeem te modificeren of te repareren — met andere worden, het systeem moet onderhoudbaar zijn.
De invloed van onderhoudbaarheid op beschikbaarheid
De beschikbaarheid van gekwalificeerd onderhoudspersoneel speelt een belangrijke rol bij de onderhoudbaarheid, evenals de fysieke kenmerken van het systeem. Het zou mogelijk moeten zijn modules of componenten van het systeem te verwijderen, vervangen of toe te voegen zonder het werk te onderbreken en zonder kabels om te hoeven zetten of het systeem opnieuw te hoeven programmeren. Enkele van de kenmerken van besturingstechnologie die de onderhoudbaarheid vergroten zijn:
• Het toevoegen of verwijderen van modules zonder de stroomtoevoer uit te schakelen.
• I/O toevoegen terwijl het systeem online is.
• Bewerkingen en gedeeltelijke downloads uitvoeren terwijl het systeem online is.
• Soft-switching van de communicatie van het systeem tussen producent en consument.
• Geïntegreerd diagnostiek voor het detecteren van storingen.
• Diagnostiek voor de detectie van problemen in schakelingen.
• Configureerbare respons in geval van storingen: laatste toestand vasthouden of uitschakelen.
• HART en andere fieldbustechnologie met sensor- en aandrijvingsdiagnostiek.
• Zelflerende of inherente machinediagnostiek.
• Zonder onderbrekingen sensors, I/O en tags toevoegen terwijl het systeem online is.
HART en andere fieldbusapparaten communiceren met andere intelligente sensors, instrumenten en aandrijvingen die elk apparaatdiagnostiek verzorgen op hun eigen niveau. Deze diagnostische functionaliteit, tezamen met aanvullende procesgegevens die door deze apparaten worden aangeleverd, wordt gekoppeld aan software die gebruikers voorziet van alarm- en kalibratiefunctionaliteit en modelgegevens ter vereenvoudiging van het vervangen van onderdelen en voorraadbeheer. Andere innovaties, zoals toestandsgestuurde besturing en zelflerende diagnostische routines, hebben het vermogen van de controller tot het detecteren, benoemen en beschrijven van problemen binnen de machine versterkt.
Redundantie, Fouttolerantie
Bij kritieke toepassingen kan redundantie of fouttolerantie onontbeerlijk zijn. Redundantie is de verdubbeling of verdrievoudiging van apparatuur, nodig om zonder onderbrekingen door te kunnen werken als de primaire apparatuur tijdens werktijd uitvalt. Fouttolerantie is het vermogen van het systeem om naar behoren door te werken op het moment dat zich fouten voordoen. Voor hoge beschikbaarheid zijn de volgende redundante componenten noodzakelijk:
• Noodvoeding (UPS). Een ononderbroken stroomtoevoer is belangrijk. Een instabiele stroomtoevoer kan leiden tot onverwachte resultaten bij gebruik van apparatuur met microprocessors. De betrouwbaarheid van het besturingssysteem wordt daarom bepaald door de betrouwbaarheid van de voedingsvoorziening ervan. De sleutel hiertoe is het aansluiten van de primaire controller op de uitgang van een noodvoeding (Uninterrupted Power Supply, UPS) die spanningspieken wegfiltert en ervoor zorgt dat zo min mogelijk systeemherstel noodzakelijk is op het moment dat de stroomtoevoer wordt hersteld.
• Redundante voedingseenheden.
• Redundante componenten. Chassis, processors, I/O-modules, sensors en aandrijvingen, pc's/bedieningssystemen, netwerken, media, servers, databases. Redundante veldapparaten om te bepalen of behoefte is aan redundante I/O-modules om een hogere beschikbaarheid te realiseren, sensors en eindapparaten. De betrouwbaarheid en diagnostiek van sensors en aandrijvingen is vele malen lager dan die van de interne logica. Technici implementeren redundantie vaak aan de ingangszijde door dezelfde procesvariabele te meten met twee verschillende sensors, aangesloten op verschillende I/O-modules.
Het belang van het ontwerp
Vaak is het mogelijk een aanvaardbaar beschikbaarheidsniveau te bereiken door toepassing van een juist ontwerp, met inbegrip van de controller, bedieningssystemen en het informatiesysteem. De ontwerper moet bereid zijn te accepteren dat elk onderdeel kan uitvallen, en dient bij het ontwerp van de installatie rekening te houden met dat gegeven. De apparatuur of installatie kan zodanig worden ontworpen dat deze in bedrijf kan blijven op het moment dat een machine uitvalt. Dit wordt vaak aangeduid als modulair gedistribueerd ontwerp en heeft betrekking op de volgende gebieden:
• Gedistribueerde besturingsarchitectuur.
• Gedistribueerde besturingsopzet, met onafhankelijke lijnen, zones, enzovoort.
• Gedistribueerde bedieningssystemen.
• Gedistribueerde databases.
Bij continue en batchverwerkingssystemen helpt het S88-model beschikbaarheid te realiseren door het mogelijk te maken recepten en procedures over te zetten naar diverse verschillende apparaten, lijnen en installaties. De bediening van een proces of bewerking is essentieel. Als gegevens essentieel zijn, moeten regelingen worden getroffen om deze te beschermen tegen gegevensverlies, bijvoorbeeld wanneer een bepaalde server buiten bedrijf wordt gesteld. Een van de meest economische methoden is een deel van de nieuwere gegevens te bewaren op de controllers. Gebruik redundante of fouttolerante communicatie als het netwerk wordt beschouwd als een zwakke schakel. Hierbij valt te denken aan Ethernet-ringen, met of zonder redundante media. Netwerken kunnen met behulp van switches en routers worden voorzien van redundante trajecten.
Meer dan redundante componenten
Hoewel redundantie per traditie de methode is voor het realiseren van hoge beschikbaarheid, is voor het realiseren van hoge beschikbaarheid meer nodig dan alleen maar nadenken over redundante componenten. Een systeem zonder redundante componenten kan best een hoge beschikbaarheid hebben.
For more information, please e-mail us at: info_at@ra.rockwell.com with ref: Redundancy
| Preventief onderhoud kan helpen Het doel van een programma voor Condition-based Maintenance (CbM) is het verhogen van de betrouwbaarheid en beschikbaarheid van uw machines, en het tegelijkertijd verlagen van de kosten voor downtime, werkuren en reparaties. U kunt CbM implementeren door downtime, werkuren en materiaal in te plannen op basis van de conditie van de machines. De resultaten kunnen overweldigend zijn, en de gedocumenteerde kostenbesparingen aanzienlijk. Een CbM-programma biedt veel voordelen, waaronder een hogere Overall Equipment Effectiveness (OEE); een kortere Mean Time To Repair (MTTR); een hogere Return on Net Assets (RONA); minder ongeplande downtime en een kortere duur van de geplande downtime; en lagere voorraadkosten. Hieronder vindt u drie typen van conditiebewakingsdiensten: • Trillingsanalyse meet wijzigingen in trillingsintensiteit bij mechanische apparatuur op het moment dat de conditie van de machine begint te verslechteren. • Olieanalyse detecteert de verontreiniging of achteruitgang van olie die duidt op slijtage van de machine. • Infrarode thermografie detecteert schommelingen in de gemeten temperatuur in elektrische, mechanische, infrastructuur- en procesapparatuur. Trillingsanalyse is waarschijnlijk het bekendste CbM-hulpmiddel. Hierbij worden trillingsniveaus gedetecteerd die worden beïnvloed door onjuiste afstelling, onbalans, losgeraakte verbindingen, excentriciteit, defecte lagers, resonantie, elektrische problemen en aerodynamische/hydraulische krachten. Het doel is veranderingen in de conditie van de machine te detecteren die kunnen duiden op een potentiële aankomende storing. De Condition Monitoring Services van Rockwell Automation bieden maatoplossingen de u helpen bij het implementeren van uw CbM-programma. U kunt een trillingsanalist naar uw installatie laten kijken die gegevens van uw apparatuur verzamelt en analyseert, of u kunt aanwijzigen van Rockwell Automation ontvangen om deze gegevens zelf te kunnen verzamelen en analyseren. Zie www.rockwellautomation.com/go/tjcm voor meer informatie. |
Print deze pagina
Wereldwijd Contacteer ons Sitemap Belangrijke info