Foundation Fieldbus, il controllo si migliora sul campo

Bus di campo

Le strategie di controllo sul campo supportate dalla tecnologia Foundation migliorano le prestazioni dei controlli di processo, consentendo una reazione superiore alle perturbazioni deterministiche negli impianti industriali.
È quanto sostiene l'Arc Advisory Group nel libro bianco 'Il valore per le imprese del controllo sul campo', nel quale è descritta l'integrazione di una struttura a blocchi funzionali e di altre funzioni di supporto in un bus di campo Foundation, per garantire un'infrastruttura completa per l'automazione, finalizzata all'eccellenza operativa.

Il controllo integrato nei dispositivi Foundation è una delle caratteristiche principali che consentono una maggiore disponibilità delle funzioni di controllo e favoriscono l'integrità a loop singolo.
I risultati del collaudo e le effettive applicazioni dimostrano che il controllo sul campo reso possibile dalla tecnologia Foundation è in grado potenzialmente di migliorare del 30% le prestazioni di controllo nelle dinamiche di processo ad altissima, alta e media velocità.
Il controllo sul campo può offrire una disponibilità del loop di controllo fino a tre volte maggiore rispetto al controllo analogico convenzionale.

“Il nuovo libro bianco contiene spunti di riflessione molto validi per gli utenti finali del settore dell'automazione che intendono ottenere i massimi benefici dalla tecnologia Foundation”, ha commentato Rich Timoney, presidente e amministratore delegato di Fieldbus Foundation.
“Così come ha riportato Arc”, continua Timoney, “l'offerta di valore del bus Foundation per le imprese si articola in tre aree principali: integrità di processo, intelligenza aziendale e integrazione aperta e scalabile delle informazioni nell'intero ambito degli impianti di processo. Foundation consente funzioni di controllo migliori e una maggiore disponibilità, elementi fondamentali per assicurare il netto miglioramento dell'integrità di processo in molti loop di controllo e applicazioni. Gli utenti finali dell'industria di processo possono così incrementare entrate e profitti, a loro volta volano dell'investimento in nuove tecnologie”.

Sul campo è meglio

Grazie al controllo a livello di dispositivo, le funzioni di automazione di processo sono effettivamente distribuite e non vi sono singoli punti di guasto nel sistema di controllo sopra al livello dei dispositivi di campo. In caso di malfunzionamento dell'interfaccia uomo-macchina e di una perdita di visibilità del processo, non vi sono ripercussioni su dispositivi di controllo né su qualsiasi altro elemento del sistema inserito nel loop di controllo, compresi i dispositivi di campo intelligenti, gli attuatori, i posizionatori e la rete stessa.
Il controllo a livello di campo consente inoltre una maggiore flessibilità nelle strategie di automazione degli impianti. Ad esempio, i dispositivi di controllo sono liberi di gestire funzioni di controllo di livello superiore, come ottimizzazione e controllo avanzati. Il bus di campo Foundation consente il ricorso a 'blocchi funzionali instanziabili in modo dinamico', vale a dire di attivare i blocchi funzionali in elementi diversi del sistema quando se ne ha bisogno. Inoltre, esiste un'ampia biblioteca di tipi diversi di blocchi che possono essere usati accanto ai comuni Pid, come interruttori, allarmi ecc.

Larry O'Brien, autore principale del libro bianco, sostiene che il controllo sul campo migliora le prestazioni dei loop di controllo grazie alla sua capacità di offrire frequenze di campionamento più veloci e latenze più brevi nel ciclo 'leggi-esegui-scrivi' dei loop di controllo.
Sebbene il miglioramento d'integrità, flessibilità e affidabilità possa essere attribuito ai loop di controllo sul campo, i vantaggi delle prestazioni dei loop di controllo possono rivelarsi più significativi nei loop di processo rapidi, compresi molti loop di flusso e pressione e alcuni loop di temperatura, pH, posizione e velocità.
Il maggiore controllo di flusso e pressione, reso possibile dal controllo sul campo, significa che le prestazioni dei loop più lenti possono essere anch'esse migliorate in funzione delle interazioni complesse dei loop di controllo negli impianti di processo. Altri benefici, oltre alle prestazioni di controllo, comprendono, infine, la riduzione della variabilità di prodotto, la velocità dei cambiamenti di grado, l'accelerazione dei tempi di avviamento, la maggiore disponibilità e i risparmi energetici.

Una conferma dall'Isc
Isc - Industrial Systems and Control, azienda di consulenza specializzata in progettazione di controlli, legata al centro dei controlli industriali dell'università di Strathclyde, in Scozia, ha pubblicato lo studio 'Il controllo sul campo: Analisi dei vantaggi prestazionali'. Nello studio sono esaminate le differenze nella tempistica e nella sequenziazione associate al controllo sul campo con un sistema fieldbus rispetto a un sistema fieldbus che impiega il controllo nell'host per stabilire i valori tipici di latenza e frequenza di campionamento, che limitano le prestazioni di controllo. Anche l'Isc ha concluso che, nelle comuni applicazioni rapide di processo, il controllo sul campo può produrre un miglioramento delle prestazioni rispetto al controllo analogico convenzionale.  Sono stati registrati miglioramenti dei tempi di risposta tra il 10 e il 30% e un miglioramento fino al 20% della reiezione delle perturbazioni.

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