KONTROL SİSTEMLERİ NOTLARI–DCS2 DAĞITILMIŞ KONTROL SISTEMLERI (3.KITAP) 1
KİTAP HAKKINDA 2
10 DCS SİSTEMLERİNİN PROGRAMLANMASI 19
10.1 PLC`lerin geliştirilmesi ve büyümesi – Giriş 20
10.2 Programlama yaklaşımında standartlaştırma ihtiyacı 22
10.3 Geleneksel programlama metodolojisinin dezavantajları 23
10.3.1 Yazılım (s/w) yapısı 24
10.3.2 Yazılımın yeniden kullanılması 24
10.3.3 Veri yapısı 24
10.3.4 Sıralı operasyon desteği 25
10.3.5 Yürütme kontrolü 28
10.3.6 Aritmetik operasyonlar 30
10.4 IEC-1131-3 dil tanımı özellikleri 30
10.5 IEC-1131-3 özeti 33
10.6 PLC yazılım mimarisi ve yazılım kalite özellikleri 33
10.6.1 Yetenek 33
10.6.2 Erişilebilirlik 34
10.6.3 Kullanılabilirlik 34
10.6.4 Adapte edilebilirlik 34
10.7 IEC yazılım (s/w) mimarisi 35
10.8 IEC yazılım (s/w) mimarisinin bileşen kısımları 36
10.8.1 Konfigürasyon 36
10.8.2 Kaynak 37
10.8.3 Görev 37
10.8.4 Program 37
10.9 Fonksiyonlar ve fonksiyon blokları 38
10.10 Yerel ve global değişkenler 40
10.10.1 Direkt olarak ifade edilen değişken 40
10.10.2 Erişim yolları 41
10.10.3 Yürütme kontrolü 41
10.11 Yazılım (s/w) modelinin gerçek hayat sistemleriyle eşleştirilmesi – örnekler 41
10.12 Uygulamalar 44
10.12.1 Program organizasyon ünitesi (POU) 44
10.12.2 Hiyeraraşik dizayn 45
10.12.3 Komünikasyon 46
10.13 PLC mimarisi özeti 48
10.14 IEC-1131-3 içerisindeki genel elemanlar 48
10.14.1 Karakter seti 49
10.14.2 Tanımlayıcılar 49
10.14.3 Anahtar kelimeler 49
10.14.4 Komutlar 50
10.15 Temel veri türleri 50
10.15.1 Tamsayı 50
10.15.2 Gerçel ya da kayan/floter nokta 51
10.15.3 Zaman ya da süre 52
10.15.4 Tarih ve zaman verisi 52
10.15.5 Dizin 53
10.15.6 Bit dizini 54
10.16 Genel veri türü 55
10.16.1 İlk değerler 55
10.17 Türetilmiş veri türleri 56
10.17.1 Direkt olarak temel türden türetilenler 56
10.17.2 Yapılandırılmış veri türü 56
10.17.3 Sıralanmış veri türü 57
10.17.4 Alt aralık veri türleri 57
10.17.5 Dizi veri türleri 57
10.17.6 Türetilmiş veri türünün varsayılan ilk değerleri 58
10.18 Değişkenler 59
10.18.1 İçsel değişken 60
10.18.2 İnput değişkenleri 60
10.18.3 Output değişkenleri 60
10.18.4 İnput/output değişkenleri 60
10.18.5 Global değişken ve dışsal değişken 61
10.18.6 Geçici değişkenler 62
10.18.7 Direkt olarak gösterilen değişkenler 62
10.18.8 Erişim değişkenleri 63
10.18.9 Değişken özellikleri 63
10.19 Değişken ilklendirmesi 64
10.20 Fonksiyonlar 65
10.20.1 Yürütme kontrolü 69
10.20.2 Fonksiyon blokları 69
10.21 Programlar 72
10.22 Kaynak 73
10.23 Görevler 73
10.23.1 Sonsuz öncelikli olmayan programlama 74
10.23.2 Sonsuz öncelikli programlama 74
10.23.3 Görev ataması 76
10.23.4 Konfigürasyon 76
10.24 IEC-1131-3 içerisindeki genel elemanların özeti 77
10.25 Yapılandırılmış metin (ST) 77
10.26 Atamalar için kullanılan ifadeler 78
10.27 Anlatımlar 79
10.28 Bir anlatımın hesaplanması 80
10.29 İfadeler 81
10.29.1 Fonksiyon bloğu çağırılması 81
10.30 Koşullu ifadeler 83
10.30.1 IF...THEN...ELSE 83
10.30.2 CASE ifadesi 84
10.31 İterasyon ifadeleri 85
10.31.1 FOR...DO 85
10.31.2 WHILE...DO 86
10.31.3 REPEAT...UNTIL 86
10.31.4 EXIT 86
10.31.5 RETURN 87
10.32 İmplementasyon bağımlılığı 88
10.33 Yapılandırılmış metin özeti 88
10.34 Fonksiyon blok diyagramı 89
10.35 Temeller 89
10.36 Metodoloji 90
10.37 Sinyal akışı 92
10.38 Geri besleme yolu 94
10.39 Ağ planı 95
10.40 Fonksiyon yürütüm kontrolü 95
10.41 Atlamalar ve etiketler 96
10.42 Ağ değerlendirme kuralları 97
10.43 Fonksiyon blok diyagramı özeti 98
10.44 Basamak diyagramları - LD 99
10.45 Ana kuram 99
10.46 Basamak diyagramında kullanılan grafiksel semboller 100
10.47 Basamak diyagramlarını kullanan boole anlatımları 104
10.48 Fonksiyonların ve fonksiyon bloklarının basamak diyagramlarıyla entegrasyonu 105
10.49 Geri besleme yolları 106
10.50 Atlamalar ve etiketler 107
10.51 Ağ değerlendirme kuralları 108
10.52 Taşınabilirlik 108
10.53 Basamak diyagramlarının özeti 109
10.54 Talimat Listesi ( IL) 110
10.55 IL programlama dilinin yapısı 110
10.55.1 Temeller 110
10.55.5 Talimat yapısı 111
10.55.3 Yapılandırılmış metin (ST) diliyle karşılaştırma 113
10.55.4 IL anlatımlarının genel anlamları 113
10.55.5 Ertelenmiş yürütme için değiştiriciler 114
10.55.6 Diğer düzenleyiciler 115
10.56 Fonksiyonların ve fonksiyon bloklarının çağırılması 117
10.56.1 Fonksiyon bloğu – İnput listesiyle birlikte formal çağırma 117
10.56.2 Fonksiyon bloğu – Resmi olmayan çağırma 117
10.56.3 Fonksiyon bloğu – input operatörlerini kullanarak çağırma 118
10.56.4 Bir fonksiyonun çağırılması – Resmi çağırma 119
10.57 Taşınabilirlik ve diğer sorunlar 119
10.58 Talimat listesinin özeti 120
10.59 Sıralı fonksiyon kartı (SFC) 121
10.59.1 SFC yapısı 122
10.60 Stepler 127
10.60.1 Başlangıç stepi 127
10.60.2 Normal step 127
10.61 Geçişler 129
10.62 İşlemler 131
10.63 İşlem niteleyicileri 134
10.64 İşlem kontrol fonksiyon bloğu 138
10.65 Yürütme kuralları 139
10.66 Güvenlik konularının dizaynı 140
10.67 Yukarıdan aşağıya dizayn 141
10.68 Sıralı fonksiyon kartı özeti 142
11 ALARM SİSTEMYÖNETİMİ 144
11.1 Bir alarm sistemi 144
11.2 Tesisin ya da proses operatörünün fonksiyonları 145
11.3 Bir alarm sisteminin fonksiyonları 150
11.4 Verimli bir alarm sistemi 150
11.4.1 Operatöre yalnızca ilgili ve işe yarar alarmların sunulması 150
11.4.2 Her alarmın operatörden tanımlanmış bir cevabı olmalıdır 151
11.4.3 Bir operatöre alarma cevap vermek için yeterli süre sağlanmalıdır 152
11.4.4 Yalnızca iyi bir alarmın konfigüre edilip sunulması 153
11.5 Dizayn özeti 154
11.5.1 Risk değerlendirmesi 154
11.5.2 Ergonomik faktörler 154
11.5.3 Alarm dizaynı 154
11.5.4 Entegrasyon 155
11.5.5 Alarm sistemlerinin konfigürasyonu 155
11.5.6 Alarm sistemlerinin test edilmesi ve görevlendrilmesi 155
11.6 İnsan faktörü ve ergonomik faktörler 156
11.7 İyi bir alarm sisteminin yapısı 160
11.7.1 Bir alarm nasıl olmalıdır? 160
11.7.2 Risk değerlendirmesi 160
11.7.3 Alarm sistemi tarafından sağlanan koruma 162
11.7.4 Güvenlikle ilgili alarmlar 163
11.7.5 Risk azaltımının güvenilirliği 164
11.7.6 Alarmların üretilmesi 166
11.7.7 Alarmların yapılandırılması 166
11.7.8 Çalışabilirlik için dizayn 172
11.8 Güvenlik entegrasyon seviyesi (SIL) 173
11.9 Strateji tanımı 174
11.10 Alarm sistemi dizaynı stratejisi 175
11.11 Tesisten alarm sistemi bakımı ve yönetimi stratejisi 175
11.12 Her alarm için minimum dizayn dokümantasyonu oluşturulması 176
11.12.1 Alarmın amacı nedir? 177
11.12.2 Operatör cevabı 178
11.12.3 Alarm önceliklendirme 179
11.12.4 Alarm ayarları 179
11.12.5 Alarm bastırılması 180
11.12.6 Kontrol yönetimi 182
11.13 Alarmların ölçülmesi 182
11.14 Alarmların türetilmesi için alan ölçümleri 183
11.15 Alarm işleme donanımı (h/w) 184
11.6 Alarm göstergeleri 184
11.16.1 Alarm listeleri 184
11.16.2 Alarm işaret göstergeleri 185
11.16.3 Duyulabilir alarm uyarıları 185
11.17 Alarmların test edilmesi 187
11.18 Çeşitli alarm türlerinin üretilmesi 187
11.18.1 Mutlak ayarlar 188
11.18.2 Devinim alarmları 189
11.18.3 Değişim oranı alarmları 190
11.18.4 Çelişki alarmları 191
11.18.5 Hesaplanmış alarmlar 192
11.18.6 Bit örüntüsü alarmları 192
11.18.7 Kontrol sistemi / Enstrüman alarmları 193
11.18.8 Ayarlanabilir alarmlar 194
11.18.9 Adapte olabilen alarmlar 194
11.18.10 Operatör ayarlı alarmlar 194
11.18.11 Yeniden tetiklenen alarmlar 195
11.18.12 İlk alarmlar 196
11.18.13 İstatistiksel alarmlar 196
11.18.14 Alarm olmaması gereken sinyaller 196
11.19 Alarm ayarlarının seçimi 197
11.20 Alarm önceliğinin ayarlanması 199
11.20.1 Sonuçların ciddiyeti 199
11.20.2 Mevcut zaman 200
11.20.3 Alarmlara öncelik dağıtımı 201
11.20.4 Güvenlikle alakalı alarmlara öncelik atanması 203
11.20.5 Alarm önceliklendirme kaydı 207
11.21 Alarm üretimi için alan sensörlerinin dizaynı 207
11.21.1 Alarm sensörünün seçimi 207
11.21.2 Alarm sensörlerinin konumu 210
11.21.3 Alarm sensör aralığı 210
11.21.4 Sinyal onaylaması 211
11.21.5 Alarm sinyallerinin iletilmesi 213
11.21.6 Bağımlı arızalar 213
11.22 Alarmların lojik işlenmesi 214
11.22.1 Gruplanmış alarm 215
11.22.2 Alarm bastırılması 216
11.22.3 Akıllı arıza tespiti 217
11.22.4 Otomatik alarm yük aktarımı 221
11.23 Alarm liste göstergelerinin dizaynı 221
11.23.1 Alarm durumu 222
11.23.2 Alarm içeriği 223
11.23.3 Alarm listesinde yeni bir alarmın konumlandırılması 224
11.23.4 Alarmların kabul edilmesi 225
11.23.5 Alarm listesinde ilerlemek 225
11.23.6 Alarmların silinmesi 226
11.23.7 Sıkıntı veren alarmlarla başa çıkmak 226
11.23.8 Alarmların filtrelenmesi 226
11.23.9 Ek bilgi 228
11.24 Performans ölçümü 229
11.24.1 Anketler 229
11.24.2 Operatör anketleri 229
11.25 Alarmların kullanışlılığı 233
11.26 Alarm sayısının ve alarmların ortalama oranının ölçülmesi 236
11.26.1 Alarmların sayısı 236
11.26.2 Ortalama alarm oranı 237
11.26.3 Tesisteki majör anormalliğin / çökmenin ardından alarmların oluşumu 240
11.26.4 Alarm frekans analizi 241
11.26.5 Durgun alarm sayısı 242
11.26.6 Alarmların öncelik dağılımı 243
11.26.7 Korolasyon analizi 244
11.27 Operatör cevabının ölçülmesi 244
11.27.1 Operatör cevap süresi 244
11.27.2 Kazaların kaydedilmesi 245
11.28 Geliştirme programının yönetilmesi 245
11.29 Alarmların gözden geçirilmesi 247
11.30 Sahte alarmların ayıklanması 248
11.31 Süreksiz ve sönen alarmlar 249
11.32 Alarmların işlenmesi 250
11.32.1 Sinyallerdeki gürültü 250
11.32.2 Filtreleme 251
11.32.3 Süreksiz (Transiyen) bastırılma 251
11.32.4 Ölü bant 251
11.32.5 Zıplama önleyici zamanlayıcı 253
11.32.6 Sayaç 254
11.32.7 Alarmların rafa kaldırılması 255
11.32.8 Bir alarmın serbest bırakılması 256
11.32.9 Otomatik rafa kaldırma 256
11.32.10 Tek hat bildirisi 256
11.32.11 Tekrarlayan alarmların kaydedilmesi 257
11.32.2 Alarm sistemlerinin geliştirilmesi için verimli teknikler 257
11.33 Modifikasyonların kontrolü 259
11.34 Tehlike ve işleyebilirlik incelemeleri (HAZOP) 259
11.35 Tehlike değerlendirmesi 260
11.35.1 Tehlike değerlendirmesinin nitel metotları 261
11.35.2 Nicel tehlike değerlendirme metotları 262
11.36 Tehlike ve işlerlik incelemeleri (HAZOP) 263
12 DAĞITILMIŞ KONTROL SİSTEMLERİ RAPORLAMASI 268
12.1 Giriş 268
12.2 Çoklu ekran göstergelerinin, çapraz ekran çağırması ve bağlantısı kullanımıyla ileri DCS çalışması 268
12.2.1 Genel gösterge 269
12.2.2 Grafik göstergeleri 269
12.2.3 Kontrol grup göstergeleri 270
12.2.4 Trend göstergeleri 271
12.2.5 Kontrolör ayarlama göstergesi 272
12.2.6 Operatör yardım mesajı göstergeleri 272
12.2.7 Alarm özet göstergesi 273
12.3 Alarm raporlanması, üretimi ve kabulü 273
12.3.1 Alarm 273
12.4 Alarm raporlaması 274
12.5 Alarmların üretilmesi 277
12.5.1 İyi alarmların konfigüre edilmesi ve sunulması 277
12.5.2 Alarm önceliklendirilmesi 278
12.5.3 Alarm ayarları 278
12.5.4 Alarm bastırılması 278
12.5.5 Alarmın kabul edilmesi 279
12.6 Bir DCS`de konfigüre edilebilir farklı kayıtlar ve raporlar 279
12.6.1 Saatlik ortalamalar 280
12.6.2 Proses değişkeninin geri kazanımı 280
12.6.3 Proses değişkeni grubunun geri kazanımı 281
12.6.4 Olay geçmişinin geri kazanımı 282
13 DCS - DAĞITILMIŞ KONTROL SİSTEM KONFİGÜRASYONU 286
13.1 Giriş 286
13.2 Bir mühendislik istasyonu 286
13.3 Sistem / proje ağaç yapısı 287
13.4 DCS sistem veri tabanı 288
13.5 Kontrol fonksiyonlarının konfigürasyonu 290
13.5.1 Fonksiyon blok diyagramlarının (FBD) konfigürasyonu 290
13.5.2 Talimat listesinin konfigürasyonu 291
13.5.3 Sıralı fonksiyon kartlarının (SFC) konfigürasyonu 292
13.6 Operatör / görüntüleme fonksiyonlarının konfigürasyonu 293
13.6.1 Standart göstergeler 293
13.6.2 Serbest olarak konfigüre edilebilir grafik göstergeleri 294
13.7 Sistem donanım (h/w) yapısının konfigürasyonu 295
13.8 Sistem yazılımının (s/w) konfigürasyonu 295
13.8.1 Sistem veri dosyalarının konfigürasyonu 295
13.8.2 Sistem ağ dosyasının konfigürasyonu 296
13.9 Dokümantasyon 297
13.10 İşletmeye alma 297
13.10.1 Proses durumlarının görüntülenmesi 297
13.10.2 Parametre düzenlemeleri 298
14 BAKIM 299
14.1 Giriş 299
14.2 Sistemin ve sistem elemanlarının bakım gereksinimleri 299
14.2.1 Güvenilirlik 300
14.3 Yerleşik tanılama ve bakım rutinleri için gereksinimler 308
14.3.1 Kendinden tanılama kavramları 308
14.3.3 Bakım tavsiye mesajları 311
14.3.4 Sistem bakım tanılama rutinleri 311
14.3.5 Diğer servis araçları 312
14.3.6 Bir hata oluştuğunda izlenecek normal stepler 313
14.3.7 Sistem bakım günlüğü 314
14.4 UPS sisteminin kurulum gereksinimleri 316
14.4.1 UPS sisteminin kurulum gereksinimleri 316
14.5 Güç kesilmesinin ardından DCS`in kurtarılması 317
15 DCS UYGULAMA ÖRNEĞİ 318
15.1 Giriş 318
15.2 Selülöz ve kağıt üretim ortamında DCS kullanımı 318
15.2.1 Selüloz kazanı 319
15.2.2 Kağıt hamuru – Beyazlatma kontrolü 325
15.2.3 Kağıt hamuru – Kostikleme 329
15.2.4 Kağıt hamuru – Sürekli kazanlama 332
15.2.5 Kağıt hamuru – Evaporatör 337
15.2.6 Kağıt hamuru – Kireç ocağı kontrolü 338
15.2.7 Kağıt hamuru – Geri dönüşüm/Mürekkepsizleştirme 340
15.2.8 Termomekanik kağıt hamuru kontrolü 340
15.2.9 Kağıt hamuru – Yıkama 341
15.2.10 Kağıt üretimi – Stok hazırlama kontrolü 343
15.2.11 Kurtarma kazanı kontrolü 344
15.3 DCS - petrol rafineri ortamının kullanımı 347
15.3.1 Petrol rafine etme operasyonları 348
15.3.2 Ham yağın önceden kimyasal işleme tabi tutulması 351
15.3.3 Atmosferik seyreltme kulesi 352
15.3.4 Vakum seyreltme kulesi 353
15.3.5 Güçle ayırma prosesi 353
15.3.6 Koklaştırma prosesi 354
15.3.7 Akışkan katalitik parçalama 355
15.3.8 Hidrokraking 355
15.3.9 Katalitik yenileme 356
15.3.10 İzomerizasyon 357
15.3.11 Polimerizasyon 358
15.3.12 Alkilasyon 358
15.3.13 Asit, kostik ya da kilin kimyasal işleme tabi tutulması 360
15.3.14 Sülfür kurtarımı 360
15.3.15 Kurutma ve tatlılaştırma 361
15.3.16 Asfalt üretimi 361
15.3.17 Amin tesisleri 362
15.3.8 Doymuş gaz tesisleri 362
15.3.19 Doymamış gaz tesisleri 362
15.3.20 Yağlama yağı prosesi 363
15.3.21 Gres yağı kombinasyonlanması 363
15.3.22 Hidrojen üretimi 363
15.3.23 Katalitik hidrodesülfürizasyon 364
15.4 Yağ ve gaz kimyasal işleme tabi tutma ortamında DCS 365
15.4.1 Denizaşırı/Kıyıötesi üretim 365
15.4.2 Kıyı kuyuları 366
15.4.3 Gaz tesisleri 366
15.4.4 Sıvılaştırmış doğal gaz tesisleri 366
15.4.5 Terminal otomasyonu 366
16 DAĞITILMIŞ KONTROL SİSTEMİ İMPLEMENTASYONU 368
16.1 Giriş 368
16.2 Sistem stratejisi 368
16.3 Otomasyon planı 369
16.3.1 Sistem mimarisi 369
16.3.2 Satıcı seçimi 370
16.3.3 Sistem gereksinimleri 370
16.3.6 Sistem entegratörünün seçilmesi 378
16.4 Proje implementasyonu 380
16.5 Kurulum ve işletmeye alma 384
16.5.1 Kontrol odası MMC gereksinimleri 384
16.5.2 Ekipmanın kurulumu 385
16.6 Değişim yönetimi 388
17 DAĞITILMIŞ KONTROL SİSTEMLERİ HAKKINDA EĞİLİMLER 388
17.1.4 Emniyet ve kapanma sistemleri 390
7.2 E-ticaret çözümünün üretilmesi 391
17.2.1 Kuruluşun özkaynak planlama / üretim ve çağrı merkezi uygulamalarıyla entegrasyon 392
EK – A 395
A.1 Amaçlar 395
A.2 ON-OFF kontrolü 395
A.3 Modülasyon kontrolü 397
A.4 Açık döngü kontrolü 397
A.4.1 Açık döngü kontrolünün kullanılması 397
A.4.2 Açık döngü ya da ileri besleme kontrolünün fonksiyonu 398
A.4.3 Açık döngü kontrolünün örnekleri 398
A.4.4 Oran kontrolüne giriş 399
A.5 Kapalı döngü kontrolü 400
A.5.1 Ters ya da direkt işleyen kontrolörler 400
A.5.2 Kapalı döngü kontrolünde kontrol modları 402
A.5.3 Açık ve kapalı döngü kontrol kavramlarının gösterimi 402
A.5.4 Geri besleme ve ileri besleme kontrolünün kombinasyonu 403
A.6 Ölü süre prosesleri 404
A.6.1 Ölü sürenin azaltılması 405
A.6.2 Ölü sürenin P, I ve D modları ve örnekle tut (sample and hold) algoritmaları üzerindeki etkileri 405
A.7 Proses tepkileri 406
A.7.1 Tepki prosesi kazancı 406
A.7.2 Ölü tepki süresi 407
A.7.3 Tepki prosesinin geri kalması 407
A.8 Ölü bölge 407
EK 1: BÜTÜN FİELDBUS SİSTEMİNİN ENTEGRASYONU 409
Giriş 409
Dizayn hususları 409
Arıza ve artıklık 410
FieldBus sisteminin elektrik bağlantısı 411
Elektrik bağlantısı ve terminal kutuları 413
Konfigürasyon 415
Dokümantasyon ve etiketlendirme 419
Dizayn, kurulum ve işletmeye alma 421
Bakım 423
EK 2: ADAPTİF VE PREDİKTİF KONTROL 425
Giriş 425
Adaptif / Uyarlanabilir kontrole ne zaman ihtiyaç duyulur? 427
Ön ayarlı dengelemeyle adaptif kontrol 428
Örüntü tanılamayı kullanarak adaptif kontrol 429
Ayrık model parametresinin hesaplanmasıyla adaptif kontrol 431
Adaptif ve prediktif kontrol sistemleri 437
EK 3: MERKEZİ KONTROL OLANAKLARI 440
Giriş 440
Tavsiye edilen kurulum uygulaması 440
Ergonomik gereksinimler 443
Bilgisayar ekranlarının dizaynı 445
Alarm ve rapor felsefeleri 450
EK 4: BULANIK MANTIK KONTROLÜ 453
Giriş 453
Bulanık mantık kontrolünün çalışması 455
EK 5: KAPALI DÖNGÜLERİN STABİLİTE VE KONTROL MODLARI 457
Amaçlar 457
Uygulamadaki endüstriyel proses 457
Besleme ısıtıcısının dinamik davranışı 458
Besleme ısıtıcısının majör bozulmaları 458
Stabilite 459
Orantılı kontrol 461
İntegral kontrolü 464
Türev kontrolü 467
EK 6: CİTECT İLE DCS VE PROSES KONTROL UYGULAMALARI 469
Amaç 469
TERİMLER SÖZLÜĞÜ 480
