Cam Otomasyonunda Experion PKS Teknolojisi

👤Halil Çınarlı, Satış Müdürü - Cam Sektörü, Honeywell
Türk Cam Sanayii 1935 yılında Paşabahçe Fabrikası’nın kurulması ile başlamıştır. 2012 yılı itibarı ile düz cam, züccaciye (ev eşyası), şişe, cam ambalajı, cam elyafı, taş yünü ve cam yünü üretimi en yüksek teknoloji ile gerçekleştirilmektedir. Üretim süreci; ham madde, harman, eritme, şekillendirme, soğutma, stoklama ve sevkiyat olarak özetlenebilir. Honeywell bu sürecin harman, eritme ve şekillendirme aşamalarında proses kontrolünü sağlayan öncü otomasyon firmalarından birisidir. Türkiye, Bulgaristan ve Rusya’da 14 cam üretim hattı Honeywell TDC 3000 olarak adlandırdığımız DCS “Dağıtılmış Kontrol Sistemleri” ile kontrol edilmekte iken, 2001 yılından sonra gerçekleştirilen projelerde (20 cam hattı), DCS’in daha ötesinde proses bilgi sistemi olarak adlandırılan Honeywell’in Experion PKS sistemi kullanılmıştır. Kısaca Honeywell Experion PKS; • Proses verilerini yöneten, onları bilgiye çevirip paylaşan, • Mühendislik maliyetlerini düşüren, • Üretim faaliyetlerini küresel bilgi üzerine tesis eden, • Sadece saha cihazlarını değil, mal varlıklarını yöneten, • Herhangi bir yerden üretim prosesine erişilmesini sağlayan, bir Proses Bilgi Sistemi (Process Knowledge System) platformdur. Experion PKS Microsoft Windows tabanlı, gerçek bir client/server mimariye ve çok güçlü proses kontrolörüne sahip bir sistemdir. Experion PKS Platformu Orion olarak adlandırılan yeni sürümü R410 ile kullanıcılarına; Universal IO, Universal Safety I/O, Virtualization, EBM(Experion Batch Manager) yazılımı, Dinamik Alarm Yönetim, FDM (Field Device Manager_Hart-7 desteği) ve eski sistemlerle haberleşme konularında önemli yenilikler getirmiştir. Experion PKS R410 sürümü ile tek server için kapasitesini 300,000 SCADA ve 45,000 proses noktasına taşırken toplamda Experion PKS platformu, DSA (Distributed System Architecture) yazılımıyla 10 milyon noktanın üzerine çıkabilmektedir. Honeywell’in yeni nesil Batch yazılımı EBM ile PC ortamında koşan Batch Programı direkt olarak kontrolörün içinde koşmaya başlamış ve bu sayede iki batch arasındaki bekleme süresini 2-12 saniye arasında düşürerek Cycle Time (Çevrim Süresi) konusunda önemli kazanım sağlanmıştır. Experion PKS’nin cam prosesinde yaptığı işlevi özetlersek; • Harman bölgesinden eritme bölgesine ham madde sevkiyatı ile eritme fırını seviye kontrolü, • Eritme bölgesi (fırın) sıcaklık kontrolü, • Yanma verimliliği için enversiyon sistemi kontrolü, • Fırın iç basınç kontrolü, • Eritme bölgesi ile şekillendirme arası bekleme bölgesi olarak adlandırılan çalışma havuzu sıcaklık kontrolü, • Şekillendirme bölümünde nihai ürünün gereksinimlerine göre sıcaklık kontrolü. Yukarıda bahsedilen tüm bu süreçlerle ilgili alarmların önem durumuna göre seviyelendirilmesi ve proses trendlerinin izlenmesi Honeywell HMI teknolojisi ile sağlanmaktadır. Experion PKS’nin insan-makine arayüzü (HMI), Honeywell’in HMIWeb teknolojisini kullanır. HMIWeb ise, HTML formatını asıl ekran formatı olarak kabul eden Honeywell’in yeni nesil operatör ekran teknolojisi ile üretilmiştir. Bu sayede proses grafik ekranlarına istenirse Experion PKS ile, istenirse Microsoft Internet Explorer ile herhangi bir export işlemi yapmadan ya da sıkıcı plug-in’ler yüklemeden erişilebilir. Honeywell, PID (Proportional Integral Derivative) kontrolüne ilave olarak “Profit Loop Control” diye adlandırılan ileri kontrol uygulamasını Honeywell’in C200/ C300 kontrolörleri ile temel proses kontrol seviyesine taşımaktadır. Model tabanlı kestirimci kontrol olarak da adlandırılan bu uygulama sayesinde proses salınımlarını en aza indirgeyerek, prosesi maksimum limitlerde çalıştırmak mümkün olmaktadır. C200/C300 Proses Kontrolörler esnek ve güçlü bir proses tarama ve kontrol ortamı sunmak üzere dizayn edilmiştir. Bunu sağlamak için kontrolör, çok işlemcili güçlü bir mimariye sahiptir ve birtakım özel görevler için ayrı ayrı işlemciler tahsis edilmiştir (proses kontrol network haberleşmesi, I/O alt sistemi haberleşmesi vb). Her zaman için redundant yapıda olan proses kontrol network’üne ve I/O linklerine ilaveten, proses kontrolör bire bir yedekli çalışma (redundancy) opsiyonuna sahiptir. Münferit bir hatanın etkisini en aza indirmek için, yedek proses kontrolör ile birlikte veri tabanı ve fonksiyonlar sürekli olarak güncel tutulur. Eğer ana kontrolörde, kontroller sonucunda bir hata tespit edilirse, yedek kontrolör anında kontrol işlemlerini üzerine alır ve operatörler sistem tarafından bir alarm mesajı ile uyarılır. Control Builder Experion PKS kontrol stratejilerinin oluşturulduğu mühendislik aracıdır. Grafiksel, nesne tabanlı bir program olup, kontrol sisteminin tasarım, dokümantasyon ve monitor edilmesine olanak sağlar. Mevcut kütüphanelerdeki hazır fonksiyon bloklarının kullanılması ile eşsiz bir kontrol programlama imkanı sunar. Tüm kontrolörler ve kontrolör/HMI için tek bir veri tabanı sağlar. Modüller TAG yapısı ile oluşturulur. Esnek programlama zamanları ayarlanabilir. Honeywell Experion PKS, Abnormal Situation Management (ASM, Anormal Durum Yönetimi) Konsorsiyumu’nun araştırmalarına göre oluşturulmuş ileri kontrol uygulamalarını standart olarak içerisinde barındıran yegane otomasyon sistemidir. Konsorsiyuma üye olması ile birlikte Honeywell HMI ve alarm yönetim sistemini proses endüstrisi standartlarına göre geliştirmiş ve bu alanda bilinen en güvenilir kontrol sistemlerinden biri olarak tescil edilmiştir. Experion PKS ile on-line konfigürasyon değişikliği ve on-line donanım ekleme yapılabilmektedir. Bu sayede start-up zamanı ve maliyeti önemli ölçüde düşürülebilir. Yine Experion PKS ile operasyon devam ederken proses içerisinde on-line değişiklikler yapılabilir. Experion PKS proses kontrol ağı olarak Fault Tolerant Ethernet (FTE)’i kullanmaktadır. Geleneksel Ethernet redundancy (bire bir yedekli çalışma) yapıları, iki ayrı Ethernet hattı sağlar ve her nokta (server ya da operatör istasyonu) bu iki hatta bağlanır. Eğer bir hatta bir hata meydana gelirse, bu hatta bağlı bir noktanın (server, operatör istasyonu) sağlam olan diğer hatta bağlantısını transfer etmesi o anki network yoğunluğuna ve bağlı olan nokta sayısına bağlı olarak 10 ila 30 saniye kadar sürer. Standart ve piyasada kolaylıkla bulunabilen donanımlar üzerinde 100 MHz’de çalışan FTE çözümü ise tek bir network sunarak, tekrar bağlanmayı sağlayan server ya da istasyon ihtiyacını ortadan kaldırır. Sonuç olarak ”switchover” zamanı çok çok hızlanır – 1 saniye! Noktalar (node) arasında birden fazla haberleşme yolu (4 adet) sağlanması ile, birçok hata telafi edilir. FTE network’üne bağlı noktalar, Honeywell’in geliştirdiği özel FTE yazılımı ve iki adet network interface kartı içerirler. Ayrıca FTE sürücü yazılımı ve FTE yazılımı, FTE noktalarının durumları hakkında bilgi veren yönetim programları içerir. Sonuç olarak, Experion PKS platformu ve C200/C300 kontrolörleri ile cam otomasyonu konusunda mükemmel bir çözüm sunan Honeywell’in sahip olduğu güç, sadece donanım ve yazılım teknolojileri ile sınırlı kalmayıp, Türkiye’deki güçlü mühendislik kadrosu ve sahip olduğu tecrübe ile de müşterilerine çözüm ortağı olarak hizmet vermesini sağlamaktadır.