سامانه های ESD و F&G

سامانه های ESD و F&G

 

سامانه های ESD و F&G

 

در مقاله های امنیت سامانه کنترل و ملاحظات امنیتی سیستم کنترل، موضوع امنیت در زیرساخت ها و سامانه های کنترلی را مورد بررسی قرار دادیم. در این مقاله قصد داریم به معرفی و بررسی سامانه های ESD و F&G و ارتباط آنها با سامانه کنترل اصلی (DCS) بپردازیم.

 

 

سامانه های ESD و F&G از مهمترین سامانه های کنترلی هستند که در زیر ساخت های صنعتی در کنار سامانه کنترل اصلی (DCS) نصب و پیکربندی می شوند.

 

 

سامانه ESD

 

 ESD یا Emergency Shut Down به معنای خواباندن اضطراری کارخانه یا واحد تولیدی است و به طور کلی یک PLC می باشد که نقاط حساس پلنت صنعتی یا کارخانه را زیر نظر دارد تا به محض بروز کوچکترین مشکل در نقاطی که می توانند منجر به انفجار، آتش سوزی و یا آسیب دیدن جدی کارخانه یا محصول کارخانه شوند جلوگیری به عمل آورد؛ این امر با از سرویس خارج کردن تمام یا بخشی از کارخانه که نقاط ایجاد بحران هستند صورت می پذیرد.

 

 

در این شرایط کلیه مسیرهای فرآیندی به حالت ایمن برده می شوند. حالت ایمن می تواند قطع مسیر فرآیند (Close)، انتشار گاز بی خطر به هوا (Vent)، تخلیه مایعات خطرناک به پساب صنعتی یا فاضلاب (Drain) و… باشد. به طور کلی سامانه های ESD یکی از حساس ترین و مهمترین قسمت کنترل و ابزار دقیق یک کارخانه هستند. چرا که کوچکترین تغییر و یا خروج از range یک پارامتر می تواند محصول را خراب و یا متوقف کند. برای مثال تغییر دمای یک واکنش شیمیایی یا کاهش سرعت یک موتور نوار نقاله و … .

 

 

مواردی که می توانند باعث ایجاد shut down یک پلنت صنعتی یا کارخانه شوند بسته به نوع فرآیند و نوع عملیات کنترلی متفاوت اند ولی معمولا خروج از range، خطای داخلی ترنسمیتر، خطای انسانی و گاها (به ندرت) ایجاد مشکل در سخت افزار یا نرم افزار خود سامانه ESD (مانند سوختن کارت های I/O) است.

سامانه ESD همواره به صورت یک زیرسامانه (Subsystem) درون سامانه کنترل اصلی (DCS) کارخانه بکار می رود ولی خودش به طور مستقیم اندازه گیری ها را انجام می دهد و تصمیم لازم را در صدور فرمان اتخاذ می کند. از طرفی اطلاعاتی را که به طور مستقیم از کارخانه دریافت می کند با تغییر به پروتکل مورد استفاده به سامانه بالا دستی خود که معمولا DCS یا FCS است ارسال می کند تا از طریق سامانه مانیتورینگ در اتاق کنترل یا اتاق مهندسی توسط کاربران و مهندسان مورد استفاده قرار گیرد. همانطور که گفته شد نیاز به دقت، سرعت و قابلیت اطمینان (Reliability) برای سامانه ESD اجتناب ناپذیر است و این امر باعث شده که سازندگان معدودی (در حد 5 سازنده در جهان) گواهینامه ساخت PLC های ESD را داشته باشند. که از مطرح ترین سازندگان ESD می توان کمپانی HIMA آلمان و کمپانی Yokogawa ژاپن را نام برد.

 

 

مهمترین ویژگی سامانه های ESD نحوه Redundancy آنهاست. در برخی از سامانه های کنترل اصلی کارخانه ها به خاطر کاهش هزینه معمولا پشتیبانی (Redundancy) را فقط در کنترلر اصلی فراهم می کنند (البته سامانه های کنترل مربوط به پلنت های بزرگ نیز به صورت Full Redundant ساخته می شوند) در حالی که در ESD ها عمل پشتیبانی از نقطه ورود سیگنال آغاز شده و تا خروج نتیجه ادامه دارد، یعنی کارت های I/O نیز دارای پشتیبان هستند. PLC این سامانه دارای دو ماژول CPU (A و B) است و هر ماژول نیز خود دارای دو پردازنده است که به طور موازی با هم کار می کنند. درست مثل اینکه دو مادربرد به طور همزمان یک عمل را انجام دهند و هر مادربرد نیز دارای دو CPU است که آنها نیز همزمان این عمل را انجام می دهند. به عبارت دیگر چهار CPU آماده برای انجام یک عمل وجود دارند. معمولا برای اینگونه سامانه ها اصطلاح Full Redundant را بکار می برند. در شکل زیر یک نمونه از سامانه کنترل ESD کمپانی HIMA را مشاهده می کنید.

 

 

البته در صنایع داخلی کشور از سامانه های ESD کمپانی های دیگری نیز استفاده شده است که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند. اخیرا در برخی از زیر ساخت های صنعتی که سامانه DCS آنها یوکوگاوا بوده و بر پایه ی Vnet/IP می باشند ترجیح می دهند از سامانه ESD خود کمپانی یوکوگاوا به نام Prosafe-RS استفاده نمایند. این نوع ESD بر روی شبکه Vnet/IP نصب و پیکربندی می شود و سازگاری بالایی با DCS این کمپانی دارد.

شکل زیر نمایی از سیستم ESD یوکوگاوا را مشاهده می کنید.

 

 

 

 

سامانه F&G

 

امروزه در بسیاری از پروژه های صنعتی که دارای حساسیت بالایی هستند به منظور کنترل تجهیزات اعلام و اطفا حریق از کنترل کننده های F&G که مبتنی بر PLC هستند استفاده می شود.

این سامانه ها قابلیت کنترل تجهیزات زیادی را دارند. سامانه های F&G مبتنی بر PLC دارای مزایای بسیار زیادی می باشند؛ به عنوان مثال کنترل کلیه تجهیزات توسط ماژول های متعددی انجام می شود که قابلیت تعمیر و تعویض دارند. این عمل در زمان خاموشی دستگاه و حتی زمانی که دستگاه روشن است امکان پذیر می باشد (Hot Swap). تعداد زیادی از این ماژول ها می توانند توسط یک CPU و کنترل کننده مرکزی پردازش شوند. یکی دیگر از مزایای این سامانه ها امکان قرار دادن یک ماژول مشابه به عنوان رزرو می باشد که در اکثر مدارک مهندسی با عنوان افزونگی مطرح می شود. ماژول هایی که به صورت افزونگی در سامانه قرار می گیرند خطر قطعی ماژول و ارتباط تجهیزات با سامانه کنترل را کاهش می دهند زیرا به محض هر گونه قطعی در ماژول اول، ماژول بعدی وارد مدار شده و از دیگر اتفاقات پیش بینی نشده جلوگیری می نماید.

 

 

سامانه های F&G با توجه به نوع برند مورد استفاده دارای قابلیت های ویژه و پیشرفته ای جهت اتصال به انواع حسگرهای گاز، آتش و … می باشند. این سامانه ها به علت هزینه های بالای آنها اصولا جهت استفاده در پروژه های ساختمانی کاربردی ندارند و اغلب در پروژه های بسیار حساس و پیشرفته صنعتی نظیر نیروگاه ها، پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و کارخانجات صنعتی به کار می روند.

 

 

 از مزایای استفاده از سامانه های F&G می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • به علت حساسیت فوق العاده بالای پروژه ها و مناطق تحت حفاظت، اغلب این سامانه ها دارای استانداردهای بالای جهانی نظیر SIL, LPCB, Ate,…. هستند.
  • در برخی از این سامانه ها امکان اتصال تجهیزات سامانه های اعلام حریق آدرس پذیر و کانونشنال نیز وجود دارد.
  • برخی از این سامانه ها را می توان جهت کنترل سامانه های اطفا حریق نیز به کار برد.
  • امکان نمایش آنلاین میزان گازهای سمی و قابل انفجار بر روی پنل کنترلی (بر حسب LEL و PPM)
  • امکان اتصال برخی از سامانه های F&G به سامانه های SCADA، ESD، DCS، PLC از طریق پروتکل های ارتباطی استاندارد نظیر مدباس.
  • برنامه ریزی پنل های کنترلی F&G (نوشتن توابع منطقی و کنترلی پیچیده)
  • امکان اتصال به سامانه کامپیوتر و مانیتورینگ آنلاین و ثبت لحظه ای وقایع
  • برخی از پنل های کنترلی F&G به صورت ماژولار بوده و برحسب نیاز می توان ماژول های مورد نیاز را خریداری، نصب و استفاده کرد.
  • کنترل حسگرهای گاز و آتش از نوع 4 تا 20 میلی آمپر و رله کنتاکت
  • امکان انتقال سیگنال های مختلف به نمایشگرهایی همچون Alarm Annunciator ، Mimic Panel، Engineering Work Station
  • ارسال سیگنال های آژیر و فلاشر

 

از معروف ترین سازندگان پنل های کنترلی F&G می توان به HIMA، Honeywell، SCAME، MSA، GE، Draeger اشاره کرد.

در تصویر زیر یک نمونه پنل کنترلی F&G برند SCAME را مشاهده می کنید.

 

 

معمولا در زیرساخت های صنعتی که از سامانه های ESD و F&G استفاده میکنند لازم است که داده های این سامانه ها در سامانه کنترل اصلی (DCS) برای اپراتورها نمایش داده شود لذا معمولا یک لینک ارتباطی بین این سامانه و سامانه کنترل اصلی وجود دارد.

از دیدگاه امنیت باید هر سه سامانه DCS، ESD و F&G مورد بررسی و ارزیابی امنیتی قرار گیرند زیرا هر یک از آنها بخشی از فرآیند مجتمع را کنترل می نمایند. معمولا یک مهاجم سایبری حرفه ای به منظور حمله به یک شبکه صنعتی، نه تنها DCS بلکه سامانه های ESD و F&G را نیز مورد هدف قرار می دهد زیرا به خوبی می داند که کمترین نارسایی در هر یک از این سامانه ها باعث به وجود آمدن خسارات شدیدی خواهد شد. نکته بسیار ضروری که در اینجا حائز اهمیت بوده و باید مد نظر قرار گیرد این است که تیم یا فرد ارزیاب باید به خوبی بر اینگونه سامانه ها تسلط داشته و همه شرایط و موارد امنیتی مرتبط با اینگونه سامانه ها را در نظر بگیرد زیرا اینگونه سامانه ها دارای حساسیت بالایی به ویژه در هنگام بهره برداری می باشند. همچنین چگونگی و نحوه ارتباط این سامانه ها نیز باید از دیدگاه امنیتی مورد بررسی و ارزیابی قرار بگیرد. به عنوان مثال اگر یک نفوذگر داده های تبادلی بین DCS و ESD را شنود کند می تواند تغییرات مخربی در آن ایجاد کرده و باعث به وجود آمدن حوادث ناگواری شود.

 

در پایان امیدواریم که از این مقاله بهره کافی را برده باشید.

واحد آموزش – گروه صنعتی نوین کنترل

 

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

پروژه ها


دستگاه های مولتی دریل
دستگاه های وایندر
خطوط ذوب ریسی
خطوط تولید استرچ متال
دستگاه های پاساژ
سیستم های بوستر پمپ

اطلاعات تماس


ساعات کاری


شنبه
8:00 تا 16:00
یک شنبه
8:00 تا 16:00
دو شنبه
8:00 تا 16:00
سه شنبه
8:00 تا 16:00
چهار شنبه
8:00 تا 16:00
پنج شنبه
8:00 تا 14:00
جمعه
تعطیل

درباره ما


گروه صنعتی نوین کنترل با بهرمندی از هسته مهندسی در زمینه مشاوره، طراحی، ساخت و اجرای سیستم های برق قدرت،اتوماسیون صنعتی و ابزاردقیق فعالیت می کند.

ایمیل:NovinControl.Co@yahoo.com

تلفن: 55239280-9831+

پروژه ها


دستگاه های مولتی دریل
دستگاه های وایندر
خطوط ذوب ریسی
خطوط تولید استرچ متال
دستگاه های پاساژ
سیستم های بوستر پمپ

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت برای گروه صنعتی نوین کنترل محفوظ می باشد.

error: Content is protected !!