Študija izvedljivosti vodenja procesa varjenja piva po standardu ANSI/ISA – 88

BOBNAR, UROŠ (author), Logar, Vito (mentor)

V magistrski nalogi je prikazana študija izvedljivosti vodenja procesa varjenja piva po standardu ANSI/ISA-88. Celotna rešitev je na nivoju vodenja izvedena po standardu ANSI/ISA – 88, in sicer v programskem okolju Siemens TIA Portal. Siemens TIA Portal je namenjen programiranju logičnih krmilnikov in vmesnikov človek-stroj. Standard ANSI/ISA – 88 je razvit tako za namene vodenja procesa kot tudi načrtovalno filozofijo pri načrtovanju procesa. Standard skozi filozofijo načrtovanja vodenja predvideva uporabo stanj in ukazov. Ukazi po standardu ANSI/ISA – 88 predpisujejo pogoj za prehod procesa iz stanja obratovanja v enega od stanj, ki so predpisani po tem, ko je ukaz izpolnjen. V prvem delu naloge so razložene osnove standarda ANSI/ISA – 88 na primeru procesa varjenja piva, ter procesni, fizični in postopkovni modeli. Predstavljene so povezave med modeli, stanja ter osnovni ukazi za vodenje procesa po standardu ANSI/ISA-88. Grafično so predstavljene povezave med stanji in ukazi. Vsak od ukazov ima pogoje za proženje, prav tako pa ima tudi vsako od stanj pogoj, da je aktivno. Stanja in ukazi so detajlno obrazloženi v prvem delu. Predstavljen je tudi osnovni postopek proizvodnje piva, ki sestoji iz šestih osnovnih procesov. V drugem delu naloge je predstavljena študija izvedljivosti vodenja procesa varjenja piva. V študiji sem izvedel vodenje, ki zajema uporabo ukazov in stanj kot jih narekuje standard ANSI/ISA – 88, na PLK-ju. Študija zajema vseh šest osnovnih procesov, ki so potrebni za proizvodnjo piva. Izvedena je tudi vizualizacija nadzornega sistema vsakega izmed segmentov in vizualizacija fazne logike - PLI-ja. Vizualizacija je združena v tri sklope in zajema vizualizacijo vseh šestih osnovnih procesov, vmesnik PLI pa prikazuje stanje vsakega procesa.

• Language: Slovenian
• Keywords: ANSI/ISA-88, TIA Portal, PLI, PLK
• Work type: Master's thesis/paper
• Organization: FE - Faculty of Electrical Engineering
• Year: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-88460
• Publication date in RUL: 06.01.2017

Secondary language

• Language: English
• Title: Feasibility study of the brewing process using the ANSI/ISA – 88 standard

Abstract

The thesis presents a feasibility study of process control in beer production according to ANSI/ISA – 88 standard. The complete solution in terms of process control is implemented in Siemens TIA Portal software, which is intended for programing programmable logic controllers and human machine interfaces. The standard was developed in order to provide a consistent set of standards and terminology for batch control and design philosophy. The philosophy of the standard proposes a control design based on actions and states. The actions define a transition condition for crossing from one state to another. The first part of the thesis presents the basics of the ANSI/ISA – 88 standard on the example of a brewing process, where process models, physical models, procedural models, and the relations between the models, commands and states are explained. Each command has a requirement for triggering. Similarly, also the states have a requirement for transition into other states. The first part also includes an explanation of the brewing process, which consists of six basic processes. The second part of the thesis includes a feasibility study of the brewing process control using the ANSI/ISA – 88 standard. Process control is designed and developed in Siemens TIA Portal according to the ANSI/ISA – 88 standard philosophies on the PLC control level. The study includes implementation of all six basic processes of beer production. The second part also shows the designed solution on the HMI level with PLI visualization and control visualization of each process part. The visualization is divided to three main parts, which include all basic process on the visualization level and the visualization of the PLI of each process.

• Keywords: ANSI/ISA-88, TIA Portal, PLC, PLI