תכנון אוטומציה ובקרה יעילה לפי S-88:

לחץ לקישור להרצאה זו והרצאות נוספות בנושאי אוטומציה ובקרה.

כיום בעולם מערכות האוטומציה והבקרה קיימים מספר קשיים המאפיינים את המקרה הכללי של פרוייקט תכנון ואפיון נכון של מערכות בקרה:

• הבעיה: שעות הנדסה ופיתוח מרובות.
• סיבוכיות גבוהה בהקמת פרויקטים קטנים, קושי בהטמעת שינויים.
• התארכות בהגשת פרויקטים.
• הסיבה: חוסר במבניות, חוסר בסטנדרטיזציה.

הפתרון לכל הבעיות הנ”ל יכול להימצא ע”י תכנון  וחשיב מודולרית שהם למעשה הלב של S-88, מהו בעצם תכנון מודלרי? מהי חשיבה מודלרית?

• מבנה מודולרי: הוא מבנה הבנוי מחלקים נפרדים, שלכל אחד מהם שלמות ועצמאות משלו.
• תכנון מודולרי: יצירת כמה שיותר מבנים שלמים, גדולים ככל האפשר וקשרי גומלין בניהם.
• ככל שהמבנה המודולרי גדול יותר ומכיל יותר מבנים, החשיבה המודולרית חזקה יותר

הבעיות שתכנון מודלרי פותר:

• הפסד של זמן יקר והתארכות ביצוע פרויקטים.
• קושי בתקשורת דרישת המשתמש
• אמינות שיא: מזעור תקלות למינימום עד 0
• גמישות לשינויים מבלי לפגוע בקיים.- שיטת השמיכה הקצרה.
• סטנדרטיזציה
• ביצועי ייצור טובים יותר והיכולת לשפר אותם כל הזמן, מבלי לפחד.
• Production management, היכולת למזג את הייצור עם מערכות חיצוניות ומערכות חדשות.

תכנון מודלרי נכון הוא הפתרון היעיל ביותר ליצירת מערכת אוטומציה ובקרה חכמה וכוללת.

מהו למעשה סטנדרט S88?

• S88 הינה פילוסופית חשיבה, מספקת מערכת עקבית של סטנדרטים, המגדירים מודל פיסיקלי, פרוצדורות ומתכונים (recipes ).
• פורסם ב 1995 בשם: ISA/ANSI 88.01 batch control – Models and terminology Part 1.
• מאז יצאו 5 חלקים שפורסמו מאז ועד 2008.
• S88 הוא לא סטנדרט תוכנה, וניתן ליישמו גם בתהליכים ידניים ומפעליים.

סטנדרט S88 הוא תהליך אצווה, תהליך היוצר מוצר ממספר חומרי גלם ע”י סדרה של פעולות , בפרק זמן נתון, על ידי אחד או יותר יחידות.

את זה הוא עושה על ידי שני מודלים:

• המודל הפיסיקלי
• מתכון/המודל הפרוצדורלי – סט של אלמנטים פרוצדורלים

המודל הפיסקלי:

Control Module ,CM: האלמנט הפיסיקלי הקטן ביותר. בנוי מאוסף כניסות ויציאות, עליהם מבוצעות מספר סופי של פעולות.

• לדוגמא: ברז ON-OFF, ברז פרופורציונלי, מנוע, מפסק משדר (Transmitter)
• מנקודת מבט של הבקרה זוהי ישות אחת.
• יכול להיות חלק מ EM
• יכול להיות מורכב ממספר Control modules.

:Equipment module ,EM מודול המורכב ממספר CM   עליהם מתבצעים מספר סופי של פעולות.

• חלק מה CM יכולים להיות אופציונאלים ולא בשימוש על מנת ליצור EM גנרי ככל שניתן.
• דוגמה לEM : מערכת חימום, מערכת לשליטה בגובה, (הכוללת רגשי גובה וברז הזנה) מערכת לשליטה בזרימה
• מערכת לשליטה בקירור/חימום. הכוללת ברזי חימום, קירור וחיישן טמפרטורה.
• בתהליך: יכול להוות יחידה עצמאית, יכול להיות כפוף לEM  אחר, ל Unit, ול- Cell

את שני הרכיבים הנ”ל ניתן לשייך למבנים הבאים:

Unit- יחידה הבנויה ממספר סופי של EMs ו CMs

דוגמא ל Units :  ראקטור,ביוראקטור, מפסטר, מיכל , מיכל אגירה וכו..

Process cell: אלמנט הבנוי ממספר Units, המוביל לבנית האצוה.

או בצורה גרפית:

המודל הפרוצדורלי:

המודל השני הנפוץ בסטנדרט 88 הוא המודל הפרוצדורלי, בדומה למקרה הפיסקלי, גם כאן המודל מורכב מתאים ומבנים:

• Cell procedure: כאשר התהליך מצריך שימוש ביותר מUnit  אחד, תפקידה להגדיר את האסטרטגיה על ידי החלטה באיזה Units יעבור כל תהליך ומה יעשה כל Unit – בהתיחסות ל Unit כ”קופסא שחורה” המקבלת חומר מסוים ומחזירה חומר אחר.
• Unit Procedure: מכילה סט פעולות על פי סדר אשר גורמת להמשכיות התהליך על ידי Unit.חשוב!
• רק פעולה אחת יכולה להיות פעילה בזמן נתון על Unit אחד.
• פעולה כזאת יכולה להיות לעבוד אח ורק על Unit אחד.
• יחד עם זאת מספר Unit-prucedures  מאותו סוג יכולות לרוץ על מספר Units במקביל.
• Operation: סט של פאזות אשר מגדירות תהליך אשר לוקחות חומר ומעבירות אותו ממצב מסוים למצב אחר על ידי שינוי פיסיקלי או שינוי כימי.
• Phase פאזה: האלמנט הפרוצדורלי הקטן ביותר, אשר משלימה מטלה תהליכית. על ידי סט של  של שלבים ומעברים ביניהם. דוגמה טובה להגדרת שלבים ניתן למצוא בתקן IEC848