Автоматизации процесса приготовления диффузионного сока свеклосахарного производства

-  требуемой мощности  обработки: количество дискретных/аналоговых I/O, и т.д.

-  типа обработки:  последовательная или    последовательная + управление процессом.

Процессор (рисунок3.9) включает в себя:

1 Дисплейный блок, состоящий из 4 или 5 индикаторных ламп:

- индикаторная лампа RUN   (зеленая):

включена при работающем процессоре (программа выполняется),

- индикаторная лампа ERR  (красная):

при включении, указывает на неисправность процессора или установленных устройств (карта памяти PCMCIA и коммуникационная карта PCMCIA),

- индикаторная лампа I/O  (красная):

при включении, указывает  на неисправность других модулей  станции или ошибки в конфигурации,

- индикаторная лампа TER (желтая):

при мигании, указывает  на работу терминального порта. Частота мигания определяется частотой передачи,

- индикаторная лампа FIP  (желтая):

при мигании, указывает на активность шины FIPIO (только на процессорах TSX / TPMX P57 i52). Частота мигания определяется частотой передачи.

2 Кнопка под карандаш RESET, при нажатии которой, выполняется холодный рестарт ПЛК.

3 Терминальный  порт (TER соединитель): дает возможность  для подключения к нему периферийных  устройств (с или без собственного  питания): пульт программирования  и отладки, средства человеко-машинного  интерфейса, принтер и др.

4 Терминальный  порт (AUX соединитель): дает возможность  для подключения к нему периферийных  устройств (с или без собственного  питания): пульт программирования  и отладки, средства человеко-машинного  интерфейса, принтер и др.

5    Слот  для   карты расширения памяти формата PCMCIA тип 1.

6   Слот  для коммуникационной карты формата  PCMCIA типа 3, которая дает возможность  связаться с процессором по FIPWAY, FIPIO Agent, UNI-TELWAY, или последовательному  каналу связи. Если коммуникационная  карта отсутствует, слот должен быть закрыт крышкой.

7 9-штырьковый SUB D разъем для подключения к шине мастера. Этот разъем есть только на процессорах TSX P57 i52 или TPMX P57 i52.

Рисунок 3.9 Процессоры

 

Дискретные модули:

Широкий диапазон дискретных модулей I/O дают возможность удовлетворить специфические требования пользователя. Эти модули различаются по:

   канальности: 8, 16, 28, 32 или 64 каналов;

  типам входов:

- модули с DC входами (24VDC, 48VDC)

- модули с AC входами (24VAC, 48VAC, 110VAC, 240VAC)

  типам выхода:

- модули с релейными  выходами

- модули с   DC бесконтактными   выходами (24VDC /0.1A - 0.5A - 2A, 48VDC/ 0.25A - 1A)

- модули с AC бесконтактными выходами ( 24VAC / 130VAC / 1A, 48VAC / 240VAC / 2A)

•  типам подключения: винтовая клеммная колодка и соединители HE10 (рис. 3.10.), для подключения к датчикам и исполнительным устройствам посредством системы монтажа   TELEFAST 2.

Рисунок 3.10 Типы подключения дискретных модулей I/O

 

Аналоговые модули:

Аналоговые модули I/O в Premium - это модули стандартного формата (занимающие одну позицию), оборудованные одним 25-штыревым Sub D-разъемом (TSX AEY 420/800/810 и TSX ASY 800), двумя 25-шт. Sub D-разъемами (TSX AEY 1600/1614), или винтовой клеммной колодкой (TSX AEY 414 и TSX ASY 410). Они могут быть установлены в любую позицию в шасси TSX RKY .. , исключая первую позицию, которая зарезервирована для источника питания шасси.

Диапазон аналоговых модулей удовлетворяет большинству  требований. Эти модули различаются  по:

 канальности: 4, 8, 16 каналов;

 характеристикам и диапазонам сигналов: напряжение/ток, термопара, многодиапазонные (термопара, термометр сопротивления, напряжение/ток);

 типам подключения: 25-штырьковый SUB D соединитель, для подключения датчиков посредствам монтажа TELEFAST 2.

Аналоговые модули I/O (рис. 3.15) включают в себя:

1 Жесткий каркас, который обеспечивает поддержку и защиту электронной платы.

2 Маркировка модуля (видима с правой стороны модуля).

3 Дисплейный блок, отображающий режим работы и ошибки.

4 Разъем для винтовой клеммной колодки.

5 "Ключ" на модуле.

6 25-штыревой Sub D-разъем для датчиков или исполнит. устройств.

7 Съемная винтовая клеммная колодка для датчиков или исполнительных устройств. Эта колодка, типа TSX BLY 01, поставляется отдельно.

8 Крышка, обеспечивающая доступ к выводам под винт. Также имеет ярлыки идентификации канала.

9 "Ключ" на колодке.

10 Клемма внешнего источника питания.

Рисунок. 3.11 Аналоговые модули I/O

 

2.5 Выбор SCADA системы

 

SCADA система RSView32:

Программа RSView32 используется как человеко-машинный интерфейс. В RSView32 можно создавать графические  объекты и текст. Программа позволяет использовать простые объекты, как эллипсы и прямоугольники, или  же более сложные, например, тренды или сводки по сигналам тревоги. Библиотеки RSView32 содержат множество повсеместно широко используемых графических объектов, которые можно перетаскивать на графические дисплеи (рис.4.12). Программа также позволяет использовать объекты, созданные с помощью других графических редакторов, таких как AutoCAD, CorelDraw и т.д.

Рисунок 3.12 Окно программы RSView32

 

В программе можно  анимировать графические объекты, что позволит отражать изменения  в технологическом процессе. Анимация осуществляется с помощью управления видимостью, цветом, заполнением, положением, размером и вращением.

 RSView32 позволяет использовать сигналы тревоги, которые предварительно необходимо сконфигурировать для цифровых и аналоговых тегов, что в дальнейшем позволяет использовать сводки по сигналам тревоги для просмотра информации о тревожных ситуациях.

Программа так же позволяет  использовать тренды. Тренды являются визуальным представлением значений тегов (в реальном времени или исторических), которое дает операторам возможность  непосредственно отслеживать работу установки. С помощью RSView32 можно стоить графики вплоть до 16 тегов на один тренд, строить графики на основе значений, а не тегов.

В программе реализована  функция обнаружения событий. В  данном случае события – это выражения RSView32, которые инициируют какие либо действия. Эти выражения представляют собой уравнения, содержащие значение тегов математические операции, условную логику и другие встроенные функции.

RSView32 - первый пакет человеко-машинного интерфейса который позволяет внедрять технологию ActiveX в графические дисплеи. ActiveX - устойчивая, комплексная, высокопроизводительная технология, широко использующаяся в отечественных бизнес-приложениях. Технология ActiveX упрощает создание интеграцию и повторное использование компонентов программного обеспечения.

Вместе с управляющими элементами ActiveX, RS View 32 обеспечивает максимальную гибкость при контроле и эксплуатации системы управления. В RSView32 организован простой интерфейс для Microsoft Windows, со всеми его характеристиками и функциональными возможностями, которые необходимы для эффективного контроля и управлениия оборудованием и процессами автоматизации.

 

2.6 Выбор АРМ оператора

 

В качестве старта работ  по синтезу ИАСУП было решено обеспечить оперативное диспетчерское управление в пределах трех основных участков производства - диффузии, дефекосатурации и выпарной станции. АСУТП этих участков были внедрены в 1995 - 1997 годах. Оборудование и программное обеспечение систем автоматизации морально и физически устарело. ПО АРМ-ов операторов основных участков не поддерживают внешние интерфейсы передачи данных и подключение других типов ПЛК. Однако руководством завода была поставлена задача разработать интерфейс передачи данных с этих устаревших SCADA-систем в единый архив производственной информации. Такое решение (драйвер PHAdaptSS1) было разработано специалистами ИндаСофт на базе Text Collector (текстовый коллектор архива Proficy Historian). Text Collector представляет собой службу Windows, которая инсталлируется на источнике данных и предназначена для сбора и передачи информации в архив из текстовых файлов. Драйвер и коллектор обеспечили надежный сбор данных с трех АРМ-ов с периодичностью 1-3 сек. Сервер данных Proficy Historian стал шлюзом между сетями АСУТП и АСУП предприятия и обеспечил всех принимающих решения едиными и непротиворечивыми данными.

На основе данных, собираемых в едином архиве предприятия, при  помощи Calculation Collector (коллектор вычислений), в реальном времени был обеспечен расчет важных производственных показателей (KPI - ключевых показателей производства), в качестве которых были выбраны удельные расходы газа на тонну производимого сахара, электроэнергии на тонну свеклы и пара на тонну сваренного утфеля. Calculation Collector способен извлекать данные из базы Proficy Historian, регулярно или по событию выполнять вычисления или логические преобразования и затем сохранять результат в новых архивных тегах. Синтаксис формул коллектора вычислений соответствует кодам VBScript.

Средствами Proficy Real-Time Information Portal был разработан комплекс экранов контроля производства в составе, обобщенного экрана хода технологического процесса (Рисунок 4.1), экрана анализа исторических данных (Рисунок 4.2), сводки технологических тревог и обеспечен просмотр экранов операторов участков диффузии (Рисунок 4.3), дефекосатурации и выпарки (Рисунок 4.4). Средствами обычного обозревателя Интернет, для пользователей был обеспечен удобный просмотр и анализ технологических и Технико-экономических производственных данных. На первом этапе клиентами ИАСУП стали главный инженер, главный технолог, начальник КИП и А и директор предприятия. Для внешних клиентов было организовано подключение к порталу через Интернет.

Рисунк 4.1 Обобщенный экран производства.

Рисунок 4.2 Экран анализа истории.

Рисунок 4.3 Экран контроля участка диффузии (импорт из SCADA-системы).

Рисунок 4.4 Экран контроля участка выпарки (импорт из SCADA-системы).

 

Специфика работы предприятий  свеклосахарной промышленности заключается  в том, что основные параметры  хода технологического процесса могут  быть определены только путем лабораторных анализов. В большой степени, именно по этим параметрам технологи ведут процесс извлечения сахара из свеклы. В этой связи, на первом этапе внедрения системы было решено обеспечить ввод лабораторных данных в единый производственный архив. В результате главные специалисты и администрация получили возможность сопоставлять лабораторные данные с измерениями от автоматических датчиков. В свою очередь, измеряемые параметры АСУТП и других систем сбора данных, стали доступны технологам на их рабочих местах, что снизило количество вводимых вручную параметров и повысило скорость реакции технологов на нарушение режима. Применяемое для этих целей ПО производства ИндаСофт I-LDS (Рисунок 1.5) позволило гибко настраивать задания на производство тестов, фиксировать, кто из работников лаборатории и когда осуществил ввод того или иного измерения. Автоматически отслеживается правильность ввода и соблюдение временного графика отбора проб.

 

 

Рис 4.5 Экран ввода данных АРМ лаборанта.

 

Все важные для производства параметры (автоматически измеряемые, рассчитываемые и внесенные вручную) были внесены в сменно/суточный рапорт работы завода (Рисунок 4.6). По решению руководства предприятия, традиционная планерка в конце каждой смены, сопровождалась выводом на печать и анализом сменного отчета. Причем расчет рапорта и его просмотр в браузере были организованы в соответствии с клиент-серверной архитектурой и с применением ПО разработки ИндаСофт I-RS.

 

 

Рис 4.6 Фрагмент отчета.

 

В связи с тем, что  данные производства впервые стали доступны для клиентов бизнес-уровня управления предприятием в реальном времени, возникла потребность получения этих данных из архива ИАСУП в архив АСУП (ПХД). Сервер заводоуправления функционирует под управлением СУБД ORACLE и обслуживает около 30 клиентских АРМ в бухгалтерии, отделе расчетов с поставщиками/потребителями и т.д. С помощью инструментов OLE DB Provider (интерфейс доступа к данным Proficy Historian используя стандартные SQL запросы) была обеспечена интеграция некоторых важных для бизнес-уровня данных из архива Proficy Historian в систему принятия решений на уровне планирования предприятием.

 

 

Перспективы развития системы

На сезон 2007 года существуют планы по дальнейшему развитию системы. В первую очередь предполагается расширить функциональность лабораторной подсистемы. На базе первичных лабораторных анализов и автоматически измеряемых параметров хранимых в БД, будут автоматически рассчитываться косвенные, комплексные, средние и среднединамические параметры за различные отрезки времени (смена, сутки, декада, месяц и т.п.) и по ним формироваться отчеты. Предполагается автоматизировать вод и расчеты документов «Журнал соковички», «Химико-Технологический журнал», «Журнал среднединамических величин», «Декадный Производственно-Технический отчет», декадный «Балансовый отчет по сахару», месячный «Отчет об использовании сырья и выработке сахара», годовой «Производственно-Технический отчет» и т.п. В дальнейшем, можно будет перейти к более серьезным аналитическим задачам по определению источников потерь, расчету удельных расходов материалов, расчету материальных балансов и т.п.

На базе внедренных решений GE Fanuc Proficy предполагается развернуть систему учета и контроля электроэнергии. Для этого, планируется оснастить предприятие электрическими счетчиками электроэнергии с цифровым интерфейсом, подключить все имеющиеся частотные преобразователи и средствами Proficy iFIX организовать АРМ энергетика. Естественно, локальный архив данных учета электроэнергии будет интегрирован в общий ресурс производственной информации и станет доступен для всех заинтересованных лиц.