چه زمانی یک سیستم کنترل به Retrofit نیاز دارد؟
بسیاری از ماشینآلات صنعتی از نظر مکانیکی همچنان قابل استفادهاند، اما سیستم کنترل آنها ممکن است سالها قبل طراحی شده باشد.
قدیمیشدن PLC یا HMI الزاماً به معنی نیاز فوری به تعویض نیست. تصمیم برای Retrofit باید بر اساس وضعیت واقعی سیستم گرفته شود.
نشانههایی مانند موارد زیر میتوانند نیاز به بررسی را ایجاد کنند:
- توقف تولید یک PLC یا HMI
- دشواری تهیه قطعات یدکی
- نبود Backup معتبر
- محدودیت در توسعه برنامه
- خرابیهای تکرارشونده
- نبود Diagnostics مناسب
- شبکه یا ارتباطات قدیمی
- مستندات ناقص
- نیاز به اضافهکردن تجهیزات جدید
- وابستگی شدید ماشین به سختافزار منسوخ
در چنین شرایطی، Retrofit میتواند جایگزین منطقیتری نسبت به بازسازی کامل ماشین باشد.
ارزیابی سیستم موجود
قبل از انتخاب تجهیزات جدید باید وضعیت فعلی ماشین بررسی شود.
این مرحله میتواند شامل بررسی:
- مدل و وضعیت PLC
- ماژولهای I/O
- HMI
- Drive و تجهیزات حرکتی
- سنسورها و عملگرها
- شبکه صنعتی
- تابلو برق و سیمبندی
- برنامه PLC
- پروژه HMI
- نقشههای برق
- Backupهای موجود
باشد.
هدف این است که مشخص شود چه چیزی واقعاً نیاز به تغییر دارد و چه چیزی میتواند حفظ شود.
تهیه Backup و مستندسازی وضعیت فعلی
یکی از مهمترین مراحل قبل از ایجاد تغییر، ثبت وضعیت موجود است.
در صورت امکان، Backup برنامه PLC، پروژه HMI، پارامترهای Drive و Configuration تجهیزات تهیه میشود.
همچنین وضعیت I/O، ارتباطات و تنظیمات اصلی سیستم ثبت میشود.
در ماشینهای قدیمی ممکن است فایل موجود در آرشیو کارخانه با برنامه واقعی داخل کنترلر یکسان نباشد؛ بنابراین وضعیت عملیاتی ماشین باید مبنای بررسی قرار گیرد.
انتخاب معماری جدید
پس از شناخت سیستم فعلی، معماری مناسب برای نسخه جدید طراحی میشود.
در این مرحله مواردی مانند:
- تعداد و نوع I/O
- نیاز به Analog I/O
- ارتباط با HMI
- Driveها
- Remote I/O
- شبکه صنعتی
- تجهیزات جانبی
- نیازهای توسعه آینده
در نظر گرفته میشوند.
هدف فقط جایگزینکردن یک PLC قدیمی با PLC جدید نیست؛ معماری جدید باید با نیاز واقعی ماشین و امکان نگهداری آن هماهنگ باشد.
مهاجرت برنامه PLC
برنامه قدیمی همیشه نمیتواند بدون بررسی به کنترلر جدید منتقل شود.
تفاوت معماری PLCها، Instructionها، حافظه، ساختار برنامه و قابلیتهای نرمافزاری میتواند نیازمند بازنویسی یا اصلاح بخشهایی از برنامه باشد.
در فرآیند Migration ابتدا منطق عملکرد ماشین شناسایی میشود و سپس مشخص میشود کدام قسمتها:
- قابل انتقال هستند
- نیاز به بازنویسی دارند
- باید ساختاردهی مجدد شوند
- دیگر موردنیاز نیستند
- باید برای تجهیزات جدید تغییر کنند
هدف حفظ رفتار صحیح فرآیند در کنار ایجاد ساختاری قابل نگهداریتر است.
ارتقای HMI
در بسیاری از Retrofitها، HMI قدیمی نیز یکی از نقاط محدودکننده سیستم است.
ارتقای HMI فرصتی برای بهبود رابط اپراتوری و Diagnostics فراهم میکند.
نسخه جدید میتواند شامل:
- صفحات اپراتوری منظمتر
- وضعیت واضح تجهیزات
- Alarm Management
- Diagnostics
- تنظیم پارامترها
- نمایش Sequence
- سطح دسترسی کاربران
باشد.
طراحی جدید نباید باعث شود اپراتور بدون ضرورت با محیطی کاملاً بیگانه مواجه شود؛ فرآیند بهرهبرداری موجود نیز باید در طراحی در نظر گرفته شود.
بررسی I/O و سیمبندی موجود
در Retrofit ممکن است بخشی از تجهیزات میدانی حفظ شوند.
بنابراین باید مشخص شود سنسورها، عملگرها و سیگنالهای موجود با سیستم جدید سازگار هستند یا خیر.
مواردی مانند نوع سیگنال، ولتاژ، تعداد نقاط، Analog Range و ساختار سیمبندی بررسی میشوند.
در صورت تغییر ماژولها، Mapping جدید I/O نیز باید مستند شود.
Drive و تجهیزات جانبی
اگر ماشین دارای Inverter، Servo یا سایر تجهیزات کنترلی باشد، وضعیت آنها نیز در معماری جدید بررسی میشود.
گاهی امکان حفظ Drive موجود وجود دارد و فقط روش ارتباط آن با PLC تغییر میکند.
در شرایط دیگر، محدودیت ارتباطی، نبود قطعه یا وضعیت تجهیز ممکن است نیاز به ارتقای آن ایجاد کند.
تصمیم باید بر اساس سازگاری واقعی تجهیزات گرفته شود، نه صرفاً سن آنها.
ارتقای شبکه و ارتباطات
ماشینهای قدیمی ممکن است از ارتباطات محدود یا معماریهایی استفاده کنند که توسعه آنها دشوار شده است.
در Retrofit میتوان در صورت نیاز ساختار ارتباطی را بازطراحی کرد تا PLC، HMI، Drive و سایر تجهیزات بتوانند بهصورت قابل مدیریتتری با یکدیگر ارتباط داشته باشند.
انتخاب شبکه و پروتکل باید بر اساس تجهیزات واقعی، شرایط محیطی و نیاز پروژه انجام شود.
حفظ رفتار ماشین هنگام Migration
یکی از حساسترین بخشهای Retrofit این است که تغییر سیستم کنترل باعث تغییر ناخواسته رفتار ماشین نشود.
Sequence، Timing، Interlockها، Setpointها و رفتار تجهیزات باید قبل و بعد از Migration بررسی شوند.
در مواردی که منطق قدیمی ایراد مشخصی دارد، اصلاح آن باید آگاهانه انجام شود؛ نه اینکه هنگام انتقال برنامه بدون مستندسازی رفتار سیستم تغییر کند.
راهاندازی سیستم جدید
پس از نصب یا تغییر تجهیزات، سیستم باید مانند یک پروژه Commissioning بررسی شود.
این مرحله میتواند شامل:
- I/O Check
- تست تجهیزات
- تست HMI
- بررسی Communication
- تست Manual Mode
- تست Interlock
- بررسی Alarm
- تست Sequence
- تست Automatic Mode
باشد.
تا زمانی که عملکرد واقعی ماشین بررسی نشده باشد، صرف اجرای بدون خطای برنامه روی PLC به معنی تکمیل Retrofit نیست.
برنامه بازگشت در Retrofitهای حساس
در ماشینهایی که توقف طولانی آنها هزینه بالایی دارد، نحوه اجرای Migration باید قبل از شروع مشخص باشد.
بسته به شرایط پروژه میتوان Backupها، تجهیزات قبلی و مراحل تغییر را به شکلی مدیریت کرد که در صورت بروز مشکل پیشبینینشده، امکان تصمیمگیری و بازگشت کنترلشده وجود داشته باشد.
این موضوع باید قبل از توقف ماشین و شروع تغییرات برنامهریزی شود.
ایمنی ماشین در پروژه Retrofit
تعویض PLC یا بازنویسی برنامه بهتنهایی به معنی ارتقای سیستم ایمنی ماشین نیست.
اگر تغییرات پروژه روی عملکردهای ایمنی اثر بگذارند، طراحی Safety باید جداگانه و بر اساس ارزیابی ریسک و الزامات applicable پروژه بررسی و اعتبارسنجی شود.
نباید Safety Functionهای موجود بدون بررسی مهندسی صرفاً در نرمافزار PLC معمولی بازسازی شوند.
این سرویس برای چه سیستمهایی مناسب است؟
Retrofit میتواند برای:
- ماشینآلات قدیمی ولی مکانیکی سالم
- خطوط تولید با PLC منسوخ
- HMIهای قدیمی یا خراب
- سیستمهای دارای قطعات کمیاب
- ماشینهای بدون Backup معتبر
- خطوط نیازمند توسعه
- ماشینآلات وارداتی قدیمی
- سیستمهای دارای مستندات ناقص
- تابلوهای کنترل نیازمند بازطراحی
- پروژههای مهاجرت PLC و HMI
مناسب باشد.
خروجی پروژه
بسته به Scope، خروجی میتواند شامل معماری جدید سیستم کنترل، برنامه PLC، پروژه HMI، I/O Mapping، Configuration ارتباطات، Backup نهایی، مستندات تغییرات و راهاندازی سیستم جدید باشد.
محدوده دقیق تجهیزات قابل حفظ یا نیازمند تعویض پس از بررسی سیستم موجود مشخص میشود.
جمعبندی
Retrofit موفق به معنی تعویض هر چیزی که قدیمی است نیست.
هدف، شناسایی نقاط پرریسک سیستم و ایجاد معماری کنترلی است که ضمن حفظ بخشهای قابل استفاده ماشین، نگهداری، تأمین قطعات، عیبیابی و توسعه آینده را سادهتر کند.
به همین دلیل شناخت دقیق سیستم موجود، Backup، طراحی Migration و Commissioning بعد از تغییرات، بخشهای اصلی یک پروژه Retrofit هستند.
