تواجه صناعة الكيماويات حاليًا تحولًا هائلًا نحو الإنتاج الذكي، الأخضر، والمتكامل رقميًا. غالبًا ما تخلق الكابلات التقليدية الموصولة بأسلاك ثابتة عنق زجاجة يعيق المرونة والكفاءة أثناء هذه التحديثات. ومع ذلك، تتصدى شركة شنايدر إلكتريك لهذه التحديات من خلال حاوية السلامة الذكية المبتكرة (SIE). تتجاوز هذه الحلول "الاتصالات الصلبة" إلى بنية "محددة برمجيًا". ونتيجة لذلك، يمكن للمؤسسات الكيميائية تحقيق معايير سلامة أعلى مع تقليل كبير في إجمالي تكلفة الملكية.

التغلب على القيود الصارمة للأسلاك النحاسية التقليدية

تشكل الكابلات النحاسية القياسية عدة مخاطر تتعلق بالموثوقية في البيئات القاسية لمصانع المعالجة الكيميائية. غالبًا ما تعاني الكابلات طويلة المسافة من التداخل الكهرومغناطيسي، مما قد يشوه إشارات البيانات الحيوية. علاوة على ذلك، فإن الاستثمار الضخم المطلوب لصواني الكابلات، والرفوف الثقيلة، والعمالة اليدوية يرفع تكاليف المشاريع. كما تجعل البنى الصارمة تعديلات العمليات صعبة، وغالبًا ما تتطلب إيقاف المصنع لفترات طويلة لإعادة التوصيل. لذلك، تحتاج الصناعة إلى نموذج اتصال أكثر مرونة لدعم أتمتة المصانع الحديثة.

الانتقال إلى الألياف البصرية ومدخلات/مخرجات معرفة برمجيًا

تشير الاتجاهات الحديثة إلى تحرك سريع نحو الاتصالات بالألياف البصرية والأجهزة "الذكية". توفر الألياف البصرية نقل بيانات عالي السرعة ومقاومة فائقة للضوضاء الكهربائية مقارنة بالنحاس. علاوة على ذلك، تسمح البنى المعرفة برمجيًا للمهندسين بتكوين نقاط الإدخال/الإخراج رقميًا بدلاً من التوصيل الفيزيائي المتقاطع. كما أصبحت طرق النشر أكثر محلية. من خلال وضع صناديق الكابلات الإلكترونية بالقرب من أدوات الحقل، تبسط الشركات تخطيطات الهندسة وتحسن أوقات استجابة النظام.

دمج التكرار الثلاثي لتحقيق أقصى درجات سلامة العمليات

تدمج حاوية السلامة الذكية EcoStruxure Triconex نظام Tricon CX الرائد في الصناعة لتحمل الأخطاء بلا مثيل. يستخدم هذا النظام بنية التكرار المعياري الثلاثي (TMR) لجميع وحدات التحكم، ووحدات الإدخال/الإخراج، وحافلات الاتصال. ونتيجة لذلك، يضمن النظام استمرار التشغيل حتى في حال فشل أحد مكونات الأجهزة. تحافظ حاوية السلامة الذكية المثبتة في الحقل على هذا الاتصال TMR مع وحدات التحكم الرئيسية للحفاظ على أعلى مستوى من السلامة الوظيفية في جميع أنحاء المصنع.

تبسيط الهندسة بمبادئ التصنيع الرشيق

تقوم شنايدر إلكتريك ببناء واختبار كل وحدة SIE في بيئة مصنع محكمة قبل الشحن. تشمل هذه الخزائن وحدات الإدخال/الإخراج العالمية (UIO)، ومصادر طاقة زائدة، ولوحات طرفية خارجية. وبما أنها تصل مجمعة مسبقًا، يمكن للفرق في الموقع توصيلها فورًا دون تجميع ثانوي. يقلل هذا النهج "التوصيل والتشغيل" من صعوبة البناء ويقصر دورات المشروع بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، يساعد التصميم الموحد مديري المشاريع على تجنب التأخيرات الناجمة عن تأكيدات الإشارات في اللحظات الأخيرة.

المزايا التقنية لحاوية السلامة الذكية

تتميز حاوية السلامة الذكية بخزانة مثبتة على الحائط مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مصممة لتحمل البيئات المسببة للتآكل. تدعم ما يصل إلى 64 نقطة إدخال/إخراج عامة TMR عبر وحدات Triconex 3902AX. يستخدم المهندسون برنامج TriStation 1131 Workbench لتعريف أنواع الإشارات لكل نقطة بمرونة. علاوة على ذلك، يدعم النظام كلًا من بنى الحافلات النجمية وسلسلة الأقحوان لتوفير طوبولوجيات شبكية متعددة الاستخدامات. كما توفر مصدران طاقة مستقلان 24 فولت تيار مستمر زائدة القضاء على خطر نقطة فشل واحدة في الحقل.

تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف عبر دورة حياة المشروع

يمكن لتقنية SIE تقليل التكاليف الإجمالية لشركات الكيماويات بنسبة تتراوح بين 30% إلى 50%. يسمح توحيد إنتاج المصنع بتسريع تقدم المشروع بحوالي 30%. علاوة على ذلك، تتيح قدرات الإدخال/الإخراج عن بُعد التركيب على بعد يصل إلى 70 كم من غرفة التحكم المركزية. يقلل هذا القرب من أدوات الحقل بشكل كبير من الحاجة إلى تمديدات نحاسية طويلة مكلفة. ونتيجة لذلك، توفر الشركات أيضًا في البنية التحتية الداعمة مثل أنظمة التكييف وبناء غرف الخزائن الكبيرة.

تعليق المؤلف: تأثير فصل الأجهزة عن البرمجيات

من وجهة نظرنا، تكمن القوة الحقيقية لحاوية السلامة الذكية في فصل الأجهزة عن البرمجيات. يسمح هذا التحول بتقدم تصميم الهندسة والتركيب الفيزيائي بالتوازي. تقليديًا، كان تغيير نوع المستشعر يتطلب تغييرًا في الأسلاك أو بطاقة الإدخال/الإخراج. الآن، يتم التعامل مع التغيير من خلال تحديث تكوين برمجي بسيط. نعتقد أن هذه المرونة ضرورية للمصانع "المستقبلية" التي يجب أن تتكيف مع متطلبات السوق المتغيرة دون استثمارات رأسمالية ضخمة.

سيناريو الحل: التكامل على نطاق واسع في التكرير

في مشروع تكرير حديث في قوانغدونغ باستثمار قدره 10 مليارات دولار أمريكي، نشرت شنايدر إلكتريك أكثر من 200 وحدة SIE. تدير هذه الوحدات أكثر من 10,000 نقطة إدخال/إخراج عبر مناطق معالجة مختلفة.

• الوصول المحلي: تتصل الأدوات بأقرب وحدة SIE، مما يقلل من استهلاك الكابلات.

• حماية من الانفجار: تم تصنيف وحدة SIE لبيئات المنطقة 2/22، مما يسمح بوضعها بالقرب من العملية.

• الوقاية المزدوجة: يتكامل النظام مع منصة رقمية لتصنيف المخاطر والتحقيق في المخاطر.

• التوافر العالي: تمنع بنية TMR عمليات الإيقاف غير المخطط لها خلال مراحل التكرير الحرجة.