آشنایی با سیستم ESD و اهمیت آن در صنایع حساس
آشنایی با سیستم ESD و اهمیت آن در صنایع حساس
ESD سیستم ( Emergency Shut Down)
سیستم ESD (Emergency Shut Down) یک سیستم ایمنی اضطراری است که برای توقف سریع فرآیندها در شرایط بحرانی طراحی شده است
این سیستم همانطور که از نامش پیداست، در مواقع اضطراری با خاموشکردن واحدهای تولیدی، از وقوع حوادث جدیتر مانند آتشسوزی یا انفجار جلوگیری میکند
اهمیت سیستمهای ESD در صنایعی نظیر نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهها بسیار بالا است، چرا که این صنایع با مواد و فرآیندهای خطرناک سروکار دارند و هرگونه تأخیر در واکنش اضطراری میتواند خسارات جبرانناپذیری به پرسنل، تجهیزات و محیط زیست وارد کند. به همین دلیل، سیستمهای ESD به عنوان بخش حیاتی در کنار سیستمهای کنترل فرایند (PCS) عمل کرده و بالادست تمام سیستمهای کنترلی قرار میگیرند تا در صورت بروز شرایط خطرناک از پیشتعریفشده، کل فرآیند را به حالت ایمن ببرند
. نتیجهی عملکرد چنین سیستمی توقف کامل یا جزیی فرآیند و قرارگیری بخشهای درگیر در وضعیت امن است تا از گسترش حادثه جلوگیری شود
Emergency Shut Down
در صنایع پتروشیمی و نیروگاهی، حتی چند ثانیه تأخیر در عملکرد ESD میتواند سرنوشتساز باشد. سیستمهای ESD با پایش مداوم شرایط فرآیند، به محض تشخیص وضعیت اضطراری (مانند نشت گاز قابل اشتعال، افزایش بیرویه فشار یا دما، یا نقص بحرانی تجهیزات) وارد عمل شده و فرامین خاموشی اضطراری را صادر میکنند. بدینترتیب، از یک سو جان کارکنان و از سوی دیگر سرمایههای عظیم صنعتی حفاظت میشوند. به طور خلاصه، سیستم ESD آخرین سپر ایمنی تأسیسات صنعتی در برابر حوادث فاجعهبار است.
معرفی سیستم HIQuad H41Q/H51Q شرکت HIMA
یکی از مشهورترین و پرکاربردترین سیستمهای ESD در صنایع فرآیندی جهان، کنترلکننده ایمنی HIQuad ساخت شرکت HIMA (هیما) آلمان است. این سیستم که شامل خانواده مدلهای H41q و H51q میباشد، نزدیک به بیش از ۲۰ سال سابقه عملکرد موفق در صنایع حساس را دارد
کنترلرهای HIQuad از نسل سوم سیستمهای الکترونیکی قابلبرنامهریزی ایمنی HIMA هستند و به طور ویژه برای کاربرد در صنایع فرآیندی (نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی) طراحی شدهاند. قابلیت اطمینان بالا و عملکرد اثباتشده این سیستمها طی دو دهه گذشته در کاربردهای متنوع، باعث شده همچنان به عنوان راهکاری مطمئن در واحدهای صنعتی بهکار گرفته شوند
(شایان ذکر است که شرکت HIMA اخیراً نسل جدیدی به نام HIQuad X را معرفی کرده است، اما همچنان I/Oهای مدلهای H41Q/H51Q در سیستمهای جدید قابل استفاده هستند.)
وجه تمایز اصلی دو مدل H41q و H51q در مقیاسپذیری و ظرفیت آنهاست. مدل H41q یک سیستم کامپکت است که تمام اجزای اصلی (پردازنده مرکزی، منبع تغذیه، توزیع برق و ماژولهای I/O) را در یک رک واحد جمعآوری میکند. این مدل برای کاربردهای با حداکثر حدود ۱۹۲ کانال I/O مناسب است و به صورت تکرک ارائه میشود. در مقابل، مدل H51q برای پروژههای بزرگتر و نیازمند ورودی/خروجی بیشتر طراحی شده است و میتواند از چندین رک توسعه برای ماژولهای I/O بهره ببرد. به عبارتی در H51q امکان افزایش تعداد ماژولهای I/O (با رکهای افزوده) وجود دارد که آن را برای فرآیندهای وسیعتر قابل استفاده میسازد.
از لحاظ ساختار ایمنی، هر دوی این مدلها بر پایه معماری پردازنده دوگانه 1oo2D طراحی شدهاند. این بدان معناست که در یک واحد مرکزی، دو ریزپردازنده به صورت موازی (یکآوتآف-تو با تشخیص عیب) کار میکنند و مداوماً عملکرد یکدیگر را نظارت میکنند. این معماری پردازشی افزونه باعث دستیابی به سطح ایمنی SIL3 مطابق استاندارد IEC 61508 تنها با یک ماژول پردازنده منفرد شده است. تمامی کنترلرهای HIQuad H41q/H51q دارای تأییدیه TÜV تا سطح SIL3 (سطح یکپارچگی ایمنی ۳) و Category 4 / Performance Level e بر اساس استانداردهای IEC 61508 و ISO 13849-1 هستند. به بیان سادهتر، این سیستمها قادرند در صورت بروز خطا یا خطر، با اطمینان بسیار بالا به حالت امن بروند و احتمال نقص خطرناک را به شکل چشمگیری کاهش دهند. علاوه بر این، بسته به نیاز کاربردی، HIQuad امکان پیکربندی در مدارهای افزونه را نیز دارد. به عنوان مثال، میتوان از پردازندههای مرکزی افزوده (ریداندانت) و حتی باس I/O دوکاناله بهره برد تا سطوح دسترسپذیری بسیار بالاتری حاصل شود. این انعطاف در معماری (از تکپردازنده 1oo2D گرفته تا سیستمهای کاملاً افزونه 1oo2 یا 2oo3) به مهندسان امکان میدهد تناسب سیستم با نیاز ایمنی و عملیاتی پروژه را تنظیم کنند.
ویژگیهای فنی برجسته HIQuad تنها به معماری پردازنده محدود نمیشود. این سیستم از طیف گستردهای از ماژولهای I/O ایمن بهره میگیرد که همگی قابلیت کار در پیکربندیهای افزونه یا تککاناله را دارند. نرمافزار مهندسی ELOP II برای برنامهریزی این کنترلر استفاده میشود که مطابق استاندارد IEC 61131-3 بوده و ابزارهای ایمنی ویژهای برای سادهسازی تأیید صحت منطق برنامه ارائه میدهد. برنامههای کنترلی در محیط ELOP II طراحی و سپس از طریق رابط اترنت یا سریال به حافظه کنترلر HIQuad منتقل میشوند. وجود ابزارهای تطبیق کد و مدیریت نسخهها در ELOP II، خطاهای برنامهنویسی را به حداقل رسانده و اطمینان از صحت عملکرد نرمافزار را افزایش میدهد.
نکته مهم دیگر مقاومت محیطی و پایداری سیستم HIQuad است. تمامی ماژولهای سری H41q/H51q دارای تأییدیه سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) صنعتی اروپا بوده و نشان CE دارند. این دستگاهها مطابق استاندارد IEC/EN 61000-6-2 در برابر نویزها و تداخلهای الکتریکی صنعتی ایمنی کامل عملکردی خود را حفظ میکنند. حتی در شرایطی که سطح تداخل از حدود استاندارد فراتر رود، سیستم بدون ورود به وضعیت خطرناک واکنش نشان داده و ایمنی را حفظ مینماید. دامنه دمای کاری وسیع (۰ تا ۶۰+ درجه سانتیگراد) و تحمل شرایط اقلیمی سخت نیز از دیگر ویژگیهای این سیستم است. مجموع این قابلیتها بدین معناست که HIQuad میتواند در محیطهای صنعتی پرفشار و پرنویز (نظیر پالایشگاهها یا کارخانجات فولاد) با اطمینان کامل به کار خود ادامه دهد.
بومیسازی کامل HIQuad توسط شرکت پارس پرداز
با وجود کیفیت و اعتبار جهانی سیستم HIQuad، وابستگی به واردات این تجهیزات میتواند برای صنایع داخلی چالشبرانگیز باشد – از مسائل تحریمی و تأمین قطعه گرفته تا هزینههای ارزی بالا و محدودیت در پشتیبانی فنی. شرکت پارس پرداز به عنوان یک شرکت دانشبنیان ایرانی با سابقهای بیش از سه دهه در حوزه اتوماسیون و ایمنی صنعتی، این چالش را به فرصتی برای بومیسازی تبدیل کرده است
پارس پرداز از اواخر دهه ۱۳۶۰ با تمرکز بر مهندسی معکوس، طراحی مجدد و تولید سیستمها و تجهیزات کنترل و ابزار دقیق شکل گرفته و در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی و حتی نظامی به خوبی شناخته شده است
دستاورد برجسته این شرکت در سالهای اخیر، تولید کاملاً بومی سیستم ESD مدل HIQuad H41Q/H51Q است که آن را با نام تجاری «PIMA» به بازار عرضه کرده است
سیستم PIMA در واقع نسخهای بومیشده و مشابهسازی شده از نمونه آلمانی HIQuad است
پارس پرداز با تکیه بر دانش فنی مهندسین خود و انجام مهندسی معکوس دقیق، توانسته تمامی اجزا و مدارهای این سیستم پیچیده را در داخل کشور بازطراحی و تولید کند
نکته مهم اینجاست که سازگاری نرمافزاری کامل با سیستم اصلی HIMA حفظ شده است – به طوری که نرمافزار ELOP II و برنامههای مهندسی مرتبط به همان شکل روی سیستم PIMA اجرا میشوند
مطابق گزارشها، محصول PIMA به طور کامل با نرمافزار سیستم آلمانی تطابق دارد و از دید کاربران نهایی، هیچ تفاوتی در برنامهریزی و عملکرد آن نسبت به نمونه اصلی مشاهده نمیشود
این دستاورد نشاندهنده بومیسازی نرمافزار ELOP نیز هست که توسط پارس پرداز به نحوی انجام شده تا مهندسین ابزار دقیق داخلی بتوانند بدون نیاز به نسخه وارداتی، پیکربندی و برنامهنویسی سیستم را انجام دهند.
تمایز پارس پرداز از شرکتهای صرفاً واردکننده در این است که پارس پرداز دانش تولید و طراحی سیستم را در اختیار دارد. این شرکت به عنوان اولین و تنها تولیدکننده ایرانی سیستم ESD مدل HIQuad H41Q/H51Q، زنجیره کاملی از طراحی تا ساخت را بومی کرده است. در حالی که برخی شرکتها صرفاً به واردات کنترلرهای HIQuad اقدام میکردند، پارس پرداز با سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه، اکنون قادر است تمامی قطعات و ماژولهای کلیدی این سیستم (از جمله کارتهای پردازش، ماژولهای I/O مانند کارت رلهای F3406 یا رکهای سیستم مانند B5233) را در داخل تولید و تأمین کند
برای نمونه، کارت رلهای HIMA F3406 که یک ماژول چهارکاناله ایمنی است، توسط متخصصان پارس پرداز طراحی و ساخته شده و نیاز صنایع را بدون وابستگی خارجی برطرف میکند
همچنین رک استاندارد HIMA B5233 (مربوط به سیستم H51q-HS/HRS) به طور کامل توسط پارس پرداز تولید گردیده و در پروژههای داخلی به کار گرفته شده است
مزیت این بومیسازی
مزیت این بومیسازی ۱۰۰٪ در آن است که حتی با اتمام دوره تولید جهانی HIQuad (قرار گرفتن این محصول در فاز Passive توسط HIMA
صنایع داخلی نگران تأمین قطعات یدکی و ادامه پشتیبانی نخواهند بود. پارس پرداز با در اختیار داشتن دانش فنی، هیچ محدودیتی در تولید قطعات یدکی و توسعه سیستم مطابق نیاز مشتریان ندارد
به علاوه، فرآیند بهروزرسانی و ارتقاء سیستم نیز میتواند به شکل بومی انجام گیرد؛ امری که برای واردکنندگان ممکن نبود. در واقع پارس پرداز توانسته انحصار دو سازنده خارجی را در این زمینه بشکند و فناوریای را که سالها در انحصار آنها بود، در ایران بازآفرینی کند
مزایای استفاده از سیستم بومی HIQuad (ساخت پارس پرداز)
بومیسازی یک سیستم ایمنی پیشرفته مانند HIQuad، علاوه بر رفع وابستگی، مزایای متعددی برای صنایع کشور به همراه دارد. در این بخش به مهمترین مزایای استفاده از سیستم ESD بومیشده پارس پرداز در قیاس با نمونه وارداتی اشاره میکنیم:
پشتیبانی فنی و خدمات پس از فروش مطمئن: محصولات پارس پرداز همراه با گارانتی یکساله عرضه میشوند و حتی در صورت انبارش در شرایط استاندارد، تا دو سال تحت پوشش گارانتی هستند
مهمتر از همه، این شرکت ۱۰ سال خدمات پس از فروش برای سیستمهای خود ارائه میدهد
این سطح از پشتیبانی در شرایط فعلی کشور یک مزیت رقابتی بزرگ محسوب میشود، چرا که تأمینکنندگان یا حتی سازندگان خارجی معمولاً چنین تعهد بلندمدتی در قبال محصولات خود ندارند
به کمک تولید داخل، صنایع میتوانند اطمینان داشته باشند که در تمام عمر کاری تجهیز، خدمات فنی، قطعات یدکی و تعمیرات در دسترس خواهد بود.
کاهش هزینهها و صرفهجویی ارزی: تولید بومی موجب حذف بسیاری از هزینههای واردات از جمله عوارض گمرکی، حملونقل بینالمللی و واسطهگری شده است. نوسانات نرخ ارز که مستقیماً بر قیمت تجهیزات وارداتی اثر میگذارد، در مورد محصول بومی تأثیرگذار نیست
پارس پرداز تصریح کرده که علیرغم افزایش نرخ ارز و تعرفههای واردات، قیمت نهایی سیستم بومی آن بسیار رقابتیتر از نمونه خارجی بوده و عملاً فضای رقابت را از محصولات خارجی گرفته است
این بدان معناست که صنایع داخلی میتوانند با هزینه کمتر، همان فناوری را دریافت کنند و از وابستگی به ارز و واردات کاسته میشود.
امنیت و استقلال صنعتی: دسترسی به دانش فنی و ساخت داخل، امنیت تأمین سیستمهای ایمنی را ارتقا میدهد. صنایع راهبردی کشور دیگر وابسته به شرکتهای خارجی برای تجهیزات ایمنی خود نیستند و حتی در شرایط تحریم یا محدودیتهای بینالمللی، استمرار تولید و بهرهبرداری تضمین شده است. علاوه بر این، بومیسازی فناوری احتمال وجود راههای نفوذ سایبری یا بکدورهای پنهان در تجهیزات وارداتی را از بین میبرد و اطمینان میدهد که سیستم کنترل ایمنی کاملاً در اختیار و کنترل متخصصان داخلی است. از منظر حفاظت از زیرساختهای حیاتی نیز این یک مزیت استراتژیک تلقی میشود.
بومیسازی نرمافزار و توسعه آسانتر: همانطور که اشاره شد، نرمافزار مهندسی و برنامهنویسی HIQuad یعنی ELOP II نیز به طور کامل توسط پارس پرداز پشتیبانی و تطبیق داده شده است
این یعنی مهندسین ابزار دقیق داخلی میتوانند بدون نیاز به لایسنسهای خارجی، با همان محیط آشنا به برنامهریزی و پیکربندی سیستم بپردازند. همچنین امکان ارتقاء نرمافزاری سیستم یا افزودن قابلیتهای جدید از سوی تیم فنی پارس پرداز وجود دارد که در نمونه وارداتی تنها با هماهنگی شرکت سازنده ممکن بود. به طور کلی، انعطافپذیری نرمافزاری سیستم بومی بالاتر بوده و کاربران از خدمات محلیسازیشده (مانند مستندات و آموزشهای فارسی) بهرهمند میشوند.
کیفیت مطابق استانداردهای جهانی (ایمنی SIL3 و مقاومت در برابر نویز): سیستم بومی پارس پرداز (PIMA) به دلیل الگوبرداری دقیق از HIQuad آلمان، همان استانداردهای ایمنی و کیفیت را داراست. این سیستم تا سطح ایمنی SIL3 گواهیشده و دارای عملکرد کاملاً اطمینانپذیر است. تمامی آزمونهای زیستمحیطی، حرارتی، لرزهای و الکترومغناطیسی بر روی آن انجام گرفته تا اطمینان از مقاومت آن در شرایط سخت صنعتی حاصل شود. مطابق گزارشهای آزمون، کنترلر بومی در برابر تداخلات شدید الکتریکی نیز رفتار ایمن از خود نشان میدهد و عملکردش مختل نمیشود. بنابراین از منظر کیفی، استفاده از سیستم ساخت داخل هیچ گونه افت عملکرد یا کاستی نسبت به مدل اصلی ندارد و صنایع میتوانند با آسودگی خاطر، آن را جایگزین نمونه خارجی کنند.
نتیجهگیری: پارس پرداز پیشرو در صنعت ایمنی و اتوماسیون
در پایان، با توجه به آنچه گفته شد میتوان جایگاه شرکت پارس پرداز به عنوان پیشرو در صنعت کنترل ایمنی و اتوماسیون کشور را به روشنی مشاهده کرد. این شرکت با بومیسازی کامل سیستم ESD مدل HIMA HIQuad H41Q/H51Q نشان داد که صنعت داخلی توان دستیابی به پیچیدهترین فناوریهای ایمنی را دارد. پارس پرداز به عنوان اولین و تنها تولیدکننده ایرانی این سیستم، نه تنها وابستگی صنایع حساس را به واردات مرتفع ساخته، بلکه با ارائه پشتیبانی فنی گسترده و قیمت رقابتی، ارزش افزوده چشمگیری برای مشتریان خود ایجاد کرده است
مدیران صنایع پتروشیمی، کارشناسان ابزار دقیق و تصمیمگیران فنی اکنون گزینهای مطمئن در داخل کشور برای تأمین سیستمهای ESD سطح بالا در اختیار دارند. سیستم HIQuad بومی پارس پرداز (PIMA) که برگرفته از یکی از معتبرترین برندهای جهانی (HIMA) است
تمام مزایای فناوری اصلی را در کنار مزیتهای بومیسازی به همراه دارد. حضور موفق این سیستم در پروژههای گوناگون داخلی، گواهی بر توانمندی پارس پرداز و اعتماد صنعت به آن است
instagram.com
به طور خلاصه، شرکت پارس پرداز با نگاهی آیندهنگر و تکیه بر دانش متخصصان ایرانی، پرچمدار خودکفایی صنعتی در حوزه سیستمهای ایمنی و کنترل اضطراری شده است. این دستاورد نه تنها از بعد اقتصادی و فنی حائز اهمیت است، بلکه پیامآور افزایش ضریب ایمنی و اطمینان در تأسیسات حیاتی کشور میباشد. بدون شک تداوم این مسیر و حمایت از چنین تولیدکنندگانی، راه را برای درخشش بیشتر صنعت اتوماسیون ایران در تراز جهانی هموار خواهد کرد.