Làm thế nào để nâng cao độ tin cậy của hệ thống điều khiển?

Trong chuyên mục "Hỏi đáp cùng các chuyên gia tự động hóa" số mới nhất, các chuyên gia chia sẻ những chiến lược nhằm nâng cao độ tin cậy của hệ thống điều khiển.

Dự phòng giúp hạn chế tác động của sự cố

Một trong những giải pháp phổ biến là sử dụng bộ điều khiển dự phòng. Tuy nhiên, việc bổ sung bộ điều khiển thứ hai không phải lúc nào cũng cần thiết. Quyết định này nên dựa trên đặc điểm quy trình, thời gian vận hành liên tục, khả năng thực hiện thay đổi trực tuyến và chi phí khi xảy ra sự cố. Với các dây chuyền hoạt động trong nhiều tháng hoặc những quy trình theo mẻ dài, dự phòng có thể giúp tránh tổn thất lớn khi bộ điều khiển gặp lỗi.

Nguồn điện cũng là một điểm cần đặc biệt chú ý. Các chuyên gia đề xuất cân nhắc nguồn 24 VDC dự phòng, UPS và các cấu hình nguồn AC phù hợp. Việc trang bị đèn báo hoặc tín hiệu cảnh báo trạng thái nguồn giúp phát hiện sớm lỗi, tránh tình trạng có nguồn dự phòng nhưng hệ thống không nhận biết được nguồn chính đã gặp vấn đề.

Cảm biến và I/O cần được thiết kế phù hợp

Không phải hệ thống nào cũng cần I/O dự phòng, nhưng với các phép đo quan trọng như pH, mức, áp suất hay nhiệt độ, việc sử dụng hai hoặc ba bộ truyền tín hiệu có thể hạn chế tác động của một cảm biến bị lỗi. Đặc biệt, các tín hiệu dự phòng nên được phân bổ trên những thẻ I/O khác nhau để tránh một lỗi đơn lẻ làm mất đồng thời nhiều phép đo.

Ở cấp độ phần mềm, hệ thống có thể thiết lập giá trị an toàn khi mất I/O hoặc truyền thông, giám sát tín hiệu liên lạc và sử dụng các khóa liên động thiết bị, khóa liên động trình tự. Việc áp dụng các trạng thái và chuyển đổi phù hợp với ISA-88 cũng giúp kiểm soát tốt hơn các giai đoạn khởi động, dừng và chuyển đổi quy trình.

Thiết kế mạng và bảo trì cũng quyết định độ tin cậy

Mạng dự phòng, cấu trúc liên kết vòng giữa PLC/DCS với I/O từ xa, VFD và thiết bị mạng có thể giúp hệ thống duy trì hoạt động khi một kết nối gặp sự cố. Ngược lại, việc phụ thuộc quá nhiều vào một gateway hoặc mô-đun truyền thông duy nhất có thể tạo ra điểm lỗi đơn và khiến khả năng điều khiển bị ảnh hưởng.

Bên cạnh thiết kế, bảo trì phòng ngừa và giám sát OEE giúp phát hiện nguyên nhân gây dừng máy, từ đó ưu tiên điều tra và xử lý các vấn đề có tác động lớn.

Cuối cùng, lựa chọn giải pháp cần dựa trên sự cân bằng giữa chi phí đầu tư và thiệt hại tiềm ẩn do sự cố. Với hệ thống không yêu cầu SIS/SIL, doanh nghiệp vẫn có thể đánh giá dựa trên thống kê lỗi của nhà cung cấp, ý kiến người vận hành, chuyên gia điều khiển, nguy cơ mất sản phẩm và thời gian ngừng máy. Độ tin cậy vì thế không đơn thuần là thêm thiết bị dự phòng, mà là thiết kế toàn bộ hệ thống để một sự cố đơn lẻ không dễ dàng biến thành một sự cố sản xuất lớn.

Theo automation.com