КОМПЛЕКСНА АВТОМАТИЗАЦІЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА АЛМАЗОДОБИВНИХ ПІДПРИЄМСТВ - Міжнародний

На сучасному етапі гостро стоїть питання модернізації підприємств алмазодобувного профілю з метою підвищення ефективності та оптимізації роботи промислового обладнання та основних технологічних процесів, зокрема зниження енергоспоживання. Інструментом цього може бути комплексна автоматизація та оптимізація виробництва, організація наскрізного обміну даними та звітності у рамках корпоративної інформаційної мережі виробничих підрозділів підприємства.

Саме автоматизація найдоступніший, а іноді й єдиний засіб швидкого підвищення ефективності виробництва, зниження собівартості та підвищення якості продукції. На основі комп'ютерного аналізу великих потоків інформації в контурах управління та відображення процесів, що протікають у вигляді «віртуальних» мнемосхем, оптимізації управління промислових об'єктів надається можливість оперативного переконфігурування виробництва та оптимізації технологічних процесів і промислового обладнання в ході його роботи без зупинки самого виробництва.

На сьогоднішній день, аналізуючи та узагальнюючи накопичений досвід, розроблено комплексну систему автоматизації та оптимізації виробництва, організацію наскрізного обміну даними та звітності в рамках корпоративної інформаційної мережі виробничих підрозділів підприємства нафтогазового профілю, на основі єдиної автоматизованої системи моніторингу промислового обладнання та основних технологічних процесів та оперативно- диспетчерського керування.

Для оптимізації виробництва до контуру управління промислових процесів підприємств включається модуль адаптивного прогнозуючого управління систем промислової автоматизації. Включення таких модулів до контуру управління промислових процесів підприємств з високименергоспоживанням дозволяє досягти економії енергії до 8%.

Модернізація підприємств алмазодобувної галузі сьогодні – завдання надзвичайно актуальне. Оскільки в результаті цього підприємства зможуть не лише знизити собівартість продукції, а й суттєво підвищити її якість.

Головне завдання при переробці кімберлітової руди - отримання максимальної кількості алмазів, при збереженні їх розмірів. Сировина, що переробляється, відрізняється не тільки складом, але і фізико-технічними властивостями. Для кожного виду сировини має бути обраний такий спосіб підготовки, що забезпечував виробництво з мінімальними енергетичними витратами.

Головне завдання модернізації це:

− підвищення якості продукції,

− зниження собівартості (зниження витрат насамперед за рахунок економії енергоспоживання),

− забезпечення безпеки виробництва (контроль за виникненням вибухо- та пожежонебезпечних ситуацій),

− захист навколишнього середовища (контроль викидів в атмосферу з метою дотримання встановлених граничних значень).

Одним із інструментів для такої модернізації є нова концепція автоматизації, яка, базуючись безпосередньо на процесах і технологіях виробництва та з урахуванням перерахованих вище особливостей, призначена для реалізації наступних завдань:

− підвищення ефективності виробництва;

− підвищення керованості та прозорості виробничих процесів;

− відстеження поточного стану (постійно проведений моніторинг);

− контроль за виконанням рішень на кожній стадії виробничого процесу;

− коригування ситуації відповідно до прийнятого рішення;

− оптимізація технологічних процесів та виробництва в цілому.

У разі вихідно низькогорівня автоматизації можна застосувати комплексна модернізація систем управління техпроцесом. За такої модернізації повністю замінюються системи управління, що у певних випадках виявляється найбільш вигідним та економічно ефективним рішенням. Для вирішення цих завдань, необхідно створити багатоцільову інформаційно-керуючу систему широкого призначення, що охоплює всі підрозділи підприємства та об'єднує їх у єдину, постійно функціонувальну систему (рисунок).

Основні вихідні дані про технологічні та виробничі процеси повинні надходити в реальному часі безпосередньо з вимірювальних комплексів, до складу яких входять пристрої відбору та підготовки проби, системи діагностики обладнання та системи збору, обробки та подання даних. Т.к. якість виробленого палива визначається сталістю складу сировини та її фізико-технічними властивостями, то інформаційно-керуюча система повинна забезпечувати вимірювання відповідних параметрів (вологість, температура, тиск тощо) та містити алгоритми оперативного управління технологічними процесами з мінімальними енергетичними витратами. Крім того, така система управління дозволяє отримувати достовірну виробничу інформацію про всі стадії виробництва.

оптимізація

Загальна структура інформаційно-керуючої системи із зовнішніми підсистемами

Першим кроком на шляху до створення багатоцільової інформаційної системи підприємства є інтеграція даних з усіх систем автоматизації технологічних процесів, які, як правило, вже є у підрозділах підприємства, причому поява їх у різні роки на базі різноманітних платформ створює додаткові складності щодо їх сумісності. Пропоновані рішення забезпечують наскрізну автоматизацію таоптимізацію всіх етапах технологічного процесу, надійність всіх операцій, підвищення якості своєї продукції, суворого дотримання екологічних вимог.

Основною метою розробки єдиної системи автоматизації та організації звітності виробництва є вирішення таких задач:

− збирання та зберігання інформації про відповідні об'єкти контролю та управління;

− проста інтеграція раніше створених систем автоматизації, що базуються на різних платформах різних виробників у єдину, централізовано керовану систему; відтворення інформації у формі підсумкових повідомлень та зведень, що відображають поточний стан об'єктів;

− багатопланове відтворення інформації для експертів з прогнозування та планування з метою попереднього моделювання та аналізу об'єктів та процесів;

− оновлення даних, що запам'ятовуються, автоматизацію процесів управління та архівування.

Пропоноване рішення формується на основі сучасних програмних та технічних засобів та технологій, які забезпечують збирання, обробку, передачу, зберігання та візуалізацію даних у реальному масштабі часу. Програмне забезпечення, що використовується, дозволяє вирішити задачу інтеграції різних інформаційних підсистем в єдину інформаційну централізовану систему контролю та управління підприємством.

Як програмну базу обраного рішення служать такі програмні продукти:

− SCADA-система InTouch (Wonderware);

− IndustrialSQL Server (Wonderware);

− Інструментальні засоби для розробки комунікаційних серверів (FactorySoft Toolkit);

− Система «SCAP» (модуль ПІД регулювання на основі алгоритму адаптивного предикативного управління), («Sitre Telecom»).

База даних реального часує інформаційним ядром системи, що розробляється.

Розглянемо функції та рівні автоматизованих систем управління та оперативно-диспетчерського контролю.

Рівень 1 – Системи локальної автоматизації

Цей рівень включає системи автоматизації, регулювання та оптимізації технологічних процесів (системи управління процесами, у тому числі програмовані логічні контролери та розподілені системи управління), системи технічних та комерційних вимірювань споживання енергії, допоміжні системи процесів автоматизації, телеметричні системи основних промислових модулів, системи збору технологічних даних із ручним введенням і т.д.

Прикладне програмне забезпечення цього рівня запитує технологічні дані від виробничих цехів та ділянок, забезпечуючи місцеві архіви та передаючи дані на сервер технологічних даних через різні канали зв'язку.

Рівень 2 - База даних реального часу

БДРВ призначена для збирання та зберігання технологічних даних та виконує такі завдання:

− збирання та архівування технологічних даних, а також автоматичні розрахунки технічних характеристик та продуктивності обладнання та відділів у загальній базі технологічних даних у реальному масштабі часу;

− підтримка тенденцій розвитку, основних планових показників роботи, централізоване управління та диспетчерський контроль виробництвом та технологічними процесами;

− ведення оперативного електронного журналу диспетчера;

− забезпечення візуалізації умов виробництва;

− підготовка оперативних зведень та місячних експлуатаційних рапортів, розподіл звітів між окремими підрозділами тощо;

− оптимізація виробництва та підвищення ефективності, OEE (загальнаефективність експлуатації обладнання);

− обмін даними із суміжними БД підприємства (наприклад, з БД підприємства, БД паспортних даних тощо).

Рівень 3 – Надання даних

На цьому рівні забезпечується надання всіх видів інформації, що отримується та обробляється на другому рівні:

− АРМ операторів технологічних процесів та диспетчерів;

− АРМ технологів та експертів;

− АРМ керівників підрозділів.

Рівень 4 – Технологічний web-портал

На цьому рівні забезпечується доступ до технологічних даних через Інтернет із широким використанням web технологій (тонкі клієнти), при цьому можна отримувати максимально докладні дані (аж до екранів АРМ оператора) за мінімальних вимог до клієнтського обладнання та програмного забезпечення. АРМи керівників також можуть бути реалізовані на цьому рівні. Інтеграція різних інформаційних рівнів управління підприємством дозволяє вирішити наступний набір завдань: збереження даних у реальному часі про технологічні процеси, що надходять від різних технологічних ділянок/цехів/станцій; візуалізація виробничого процесу, що забезпечує кількісні параметри всім основних стадій технологічного процесу; Підтримка інтернет-рішень для основного та допоміжних технологічних виробництв.

Основні результати роботи

Впровадження комплексної автоматизації на підприємствах алмазодобувної галузі забезпечує:

− підвищення продуктивності технологічних ліній;

− підвищення якості продукції;

− відстеження в реальному часі та визначення ефективності технологічних процесів;

− ведення архіву технологічних параметрів;

− відображення параметрів на АРМ диспетчерів татехнологів як у реальному масштабі часу, так і архівних;

− багатопланове відтворення інформації для експертів з прогнозування та планування з метою попереднього моделювання та аналізу об'єктів та процесів;

− віддалений доступ до архівних та поточних даних на базі web-технологій.