过程控制系统升级的必要性及要点

对于过程控制系统而言，老旧系统问题影响重大，如果有人不愿迁移到较新的技术上来，那看起来就令人困惑。老化的控件和设备会带来一系列问题。其中包括难以获得备件、价格上涨、维护成本增加、可靠性下降、容量受限，以及由于具有老旧系统使用经验的人员退休而造成的技能差距等。

老旧系统会导致停机或合规性风险的不断增加，为了缓解这些状况，工厂成本会增加。更糟的情况，它可能会危害持续的安全运营。此外，这还没考虑控制技术的巨大进步所带来的好处，例如在运营性能、安全性、效率、网络安全性、增强的功能性和控制器容量方面能为工厂带来的效益提升。

迁移到现代化系统的用户，可以集成控制、安全和辅助系统，并从增强的控制和可视化中获益。他们可以应对新的商机、扩大产能，并利用新的应用程序和解决方案实现先进的过程控制、资产管理和生产管理。

此外，在大多数情况下，与整个工厂及其生产的价值相比，控制系统的费用很低。一次重大的计划外停机所导致的损失，可能会远远超过新建分布式控制系统（DCS）的费用。尽管如此，老旧系统的数量和范围几乎没有减少的迹象。在全球范围内，成千上万的老旧系统仍在继续运行，其中很大一部分都超过20年，有些甚至更长。

图1：系统的持续现代化之路是可能的。本文图片来源：霍尼韦尔

控制系统迁移并不容易

实际上，这些潜在的损失，可能就是许多企业不愿迁移的原因。由于迁移导致工艺过程停机和中断的风险非常高，这是他们无法接受的。这可能是新控制系统安装就位需要使控制系统脱机并停止工艺过程，也可能是新系统上线时不可预见的问题而造成工艺系统的长期中断。

尽管在面对老旧系统时，迁移的理由令人信服，但在实践中却很少如此干净利索。“老旧”本身的定义并不是十分明确。这可能意味着技术老旧，性能下降和可靠性下降，产量下降；也可能意味着功能老旧，条件限制而导致的机会丧失；亦或是供应短缺，缺乏技术支持，内部专业知识或备件短缺而给持续运营带来的风险。在大多数情况下，系统的老旧迹象是逐步显现的。

某天，供应商可能会停止提供技术支持，但是老化设备和系统的成本会随着时间的推移而不断增长。确定这些成本以及所丧失的机会，来支持系统升级换代，并不总是那么容易。

运营商还有其它选择。例如，可以通过切换到可预测的服务合同来控制不断上升的维护成本。升级还可以延长控制系统的寿命，避免老旧系统的影响。

图2：现代化的控制系统是将人员、工厂和数据聚集在一起，促进业务发展的机会。

降低风险的分阶段迁移

人机界面（HMI）迁移是控制系统现代化的最重要方面之一。将老旧的DCS操作员站升级为HMI技术，工厂可以为集成控制体系结构提供通用的用户界面。将现有的图形、网络、控制器和I/O保留在原位，可以减少培训和维护要求。它还通过读/写数据访问以及集成的报警和事件，提供对控制网络的直接访问。

在控制系统需要变更时，从经济方面考虑，更换现有控制器是有意义的。对于迁移，需要两个关键功能：将现有的现场信号快速移至新的控制系统，以及迁移现有的控制方案，并且最好对其进行改进。

一般情况下，对于大规模改造，最好分阶段迁移。这样可以通过逐渐缩小范围来消除风险，万一新系统不可用，还可以退回到旧系统。它需要与现有系统进行通信，以实现临时过渡，与旧设备物理共存以实现热切换，并具有在新、旧信号之间无缝切换，进行测试和调整的能力。

分阶段迁移确实有其缺点，但是它是一种风险较低，停机时间较少的解决方案。在安装之前模拟新系统，还可以进一步降低风险并减少停机时间。通过分阶段迁移，控制系统处于过渡状态。这意味着必须为每个阶段选择适当的范围，以便最终用户可以在迁移过程中的任何时间点，都可以停止迁移，但仍拥有可支持的系统。

当然，工厂有充分的理由，坚持使用现有的供应商。这也许是因为新系统有适合他们的解决方案。但是，在很多情况下，工厂并未认真的考虑其它选择。正是人们意识到中断可能带来的风险，所以在迁移控制系统时更需要谨慎。使用现有的供应商，与其说是信任，不如说是一种风险管理策略。

图3 ：霍尼韦尔的分布式控制系统（DCS）的先进之处在于具有集成老旧、第三方系统的能力。

某些应用领域的迁移可能会比较简单，就是将现有技术升级到更新版本。但是，仅凭技术升级并不能决定迁移的结果。可用于迁移的工具、实施工程师的经验、项目计划和策略，以及所涉人员的专业知识，在确保迁移的顺利进行、最大程度地减少对运营的干扰等方面，都发挥着重要作用。其它差异包括DCS的功能、容量、价格和性能。选择供应商时，请选择技术和迁移合作伙伴，两者同等重要。（作者：Satnam Bhogal）
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