Использование АСУ в ОАО "Концерн Стирол"
Содержание
Введение 3
1. Общая характеристика предприятия 4
1.1 Форма предприятия 4
1.2 Подразделения предприятия 4
1.3 История предприятия 5
2. Место и роль ООО «Стирол - IT» 8
2.1 Обзор фирмы 8
2.2 Структура предприятия 8
2.3 Продукция и предоставляемые услуги фирмы 10
2.4 Режим работы и юридический адрес фирмы 12
2.5 Требования техники безопасности 13
3. Перечень и общая характеристика используемых (разрабатываемых) средств автоматизации и компьютерных систем управления 16
3.1 Производство минеральных удобрений 16
3.2 Система управления агрегатами аммиачной селитры 18
3.3 АСУ ТП «Отгрузка амселитры» 18
4. АСУ с выделенной подсистемой противоаварийной защиты. 20
4.1 Введение 20
4.2 Схема производства аммиака 20
4.3 Сырье для производства аммиака 21
4.4 Описание объекта (проблемы и задачи) 22
4.5 Решение 23
4.6 Аппаратно - технические средства 23
4.7 Решение для системы противоаварийной защиты 25
4.8 Работа системы 26
4.9 Программные средства 28
Перечень использованных источников 30
Приложения 31
Введение
Цель практики - изучение студентами опыта и особенностей разработки и эксплуатации АСУ на предприятии; закрепление теоретических знаний и практических навыков, приобретенных в процессе учебы.
Задачи практики:
- изучение структуры, состава и задач функционирующей или разрабатываемой на предприятии автоматизированной системы управления;
- закрепление полученных при изучении дисциплин учебного плана теоретических знаний и практических навыков;
- непосредственное участие в эксплуатации действующей на предприятии АСУ.
1. Общая характеристика предприятия
1.1 Форма предприятия
ОАО "Концерн Стирол" (Горловка) - крупнейший в Украине производитель минеральных удобрений, полистиролов, медпрепаратов и один из крупнейших производителей аммиака.
1.2 Подразделения предприятия
Концерн включает в себя 12 крупных заводов и 30 вспомогательных хозяйств. Костяк компании составляют четыре предприятия.
ФИРМА СТИРОЛХИМТРЕЙД
Основные направления деятельности:
Производство и реализация жидких азотных удобрений, аммиака, карбамида, аммиачной селитры, вспенивающегося, ударопрочного, общего назначения полистиролов, концентратов «CПЕКТР», карбамидоформальдегидного концентрата.
ФИРМА СТИРОЛБИОФАРМ
Основные направления деятельности:
Производство и реализация лекарственной продукции (лекарственные средства в форме таблеток и капсул, жидкие стерильные лекарственные средства в форме шприц-тюбиков и тюбик-капельниц, ветеринарные препараты), медицинской закиси азота (N2O); CO2; O2; изотопа O18 (нерадиоактивного).
ЗАО СТИРОЛПАК
Основные направления деятельности:
Производство и реализация товаров народного потребления, пенополистирольных плит, полистирольной и полипропиленовой ленты, изделий из полиэтилена, вспененного полистирола, поролона.
ООО СТИРОЛ-IT
Основные направления деятельности:
Разработка и внедрение программного обеспечения, ремонт и реализация компьютерной техники, заправка и восстановление картриджей, ремонт оргтехники, предоставление услуг коммутируемого доступа к сети интернет, создание веб-сайтов и электронной рекламы, предоставление хостинга.
"Стирол" сам для себя производит электроэнергию, арендуя 300-мегаваттный блок Углегорской ГРЭС. Концерну также принадлежит часть ветки аммиакопровода Тольятти - порт "Южный".
Перечень выпускаемой продукции предоставлен в приложении A.
1.3 История предприятия
В 1929 году в рамках первого пятилетнего плана были начаты геолого-изыскательские работы и проектирование завода.
23 апреля 1933 года азотно-туковый завод (АТЗ) - так тогда назывался концерн "Стирол", первым в бывшем СССР начал выпуск аммиака из коксового газа.
Через два года завод достиг проектной мощности, к сороковому году производство аммиака увеличилось в пять, а азотной кислоты - в тридцать раз.
В октябре 1941 г. после начала войны Горловский АТЗ отправился на восток - в относительно безопасный тыл.
Шестидесятые годы были периодом становления и развития органической химии. В строй были введены цехи по производству суспензионного, блочного и вспенивающегося полистирола.
В марте 1966 г. начало работу новое производство минеральных удобрений - цех N 3"А", выпускающий гранулированную аммиачную селитру.
4 мая 1966 г. Горловский азотно-туковый завод был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
В 1976 г. завод переименован в производственное объединение "Стирол".
Рубеж семидесятых и восьмидесятых годов стал временем второго рождения завода: были введены новые крупнотоннажные агрегаты по производству серной кислоты, аммиака, карбамида. Выпуск аммиака вырос втрое, а минеральных удобрений - в два раза.
С конца восьмидесятых годов ПО "Стирол" приступило к работе, связанной с изменением формы собственности. Акционирование предприятия было прервано в 1991 г. с распадом Союза. По вновь принятым законам украинского государства вся деятельность, связанная с изменением формы собственности, была приостановлена. В течение двух с небольшим лет руководство предприятия добивалось возобновления этого процесса.
В феврале 1993 г. был зарегистрирован арендный концерн "Стирол".
1 сентября 1995 г. было зарегистрировано акционерное общество "Концерн Стирол", совладельцами которого стали работники предприятия, ветераны концерна, юридические лица, граждане Украины и государство.
В мае 1993 г. получило первую продукцию совместное украинско-американское предприятие "Хантсман-Стирол", выпускающее одноразовую упаковку для продуктов.
В июле 1994 г. начал работу второй агрегат производства карбамида.
В октябре 1995 г. введено в строй производство карбамидо-аммиачной смеси (жидкие удобрения, применяемые в США, Франции, Канаде), создано совместное украинско-американское предприятие "IBE - Стирол".
В октябре 1996 г. введено в строй фармацевтическое производство, работающее по стандартам GMP, спроектированное и сооруженное в сотрудничестве с канадской фирмой "Western Industrial Group", выпускавшее на первом этапе аспирин, парацетамол и витамин "С" и способное значительно расширить ассортимент производимой продукции.
В апреле 1998 года начат выпуск еще пяти новых препаратов - обезболивающих, противовоспалительных, желудочно-кишечных. Принята программа выпуска в 1998 г. еще двадцати четырех новых лекарств. Речь идет о безрецептурных препаратах - джинериках. 28 августа производство фармацевтических препаратов получило сертификат GMP, свидетельствующий о мировом уровне производства лекарственных препаратов в концерне.
В 1998 году "Стирол" совместно с американо-украинским предприятием "Хансман" построил завод одноразовой упаковки, который выпускает одноразовую посуду и вакуумную упаковку.
2. Место и роль ООО «Стирол - IT»
2.1 Обзор фирмы
ООО «Стирол - IT» является одной из ведущих информационных компаний г. Горловка. Имея в своём составе специалистов всех направлений, фирма оказывает полный комплекс услуг в информационной сфере.
ООО «Стирол - IT» является генеральным подрядчиком ОАО "Концерн Стирол" в области IT - технологий во всех регионах Украины. Передовые позиции ОАО "Концерн Стирол" среди крупнейших промышленных предприятий Украины, которые немыслимы в настоящий момент без широкой поддержки компьютерных технологий, являются главным гарантом надёжности и компетентности нашей компании.
2.2 Структура предприятия
Структура предприятия представлена на рисунке 1
Рисунок 1. Структура предприятия «Стирол – IT»
ООО «Стирол - IT» состоит из 4-отделов:
1. Отдел разработки и внедрения ПО - разработка и внедрение программных продуктов. Выполняет комплекс работ, связанный с созданием и вводом в эксплуатацию информационных систем - проектирование, разработка и монтаж сетевой инфраструктуры, планирование оборудования, анализ и описание бизнес-процессов, моделирование, разработка и документирование, внедрение и техническое сопровождение. В свою очередь он состоит из 3-х секторов:
Сектор тестирования ПО
Сектор разработки ПО
Сектор внедрения ПО
2. Отдел ремонта и сервиса компьютерной техники – в данном отделе работают инженеры, которые осуществляют сервисное обслуживание и ремонт техники по методикам, разработанным и рекомендованным к применению производителями оборудования, владеющие достаточным уровнем знаний и навыков для технической поддержки оборудования и разрешения возникающих проблем на экспертном уровне. В свою очередь он состоит из 2-х секторов:
Сектор компьютерной техники
Сектор сетевых технологий
3. Отдел интернет услуг – отдел, занимающийся подключением к интернету, web – разработкой и технической поддержкой клиентов. В свою очередь он состоит из 3-х секторов:
Сектор web – разработок
Сектор подключения
Сектор поддержки пользователей
4. Отдел автоматизации и электромонтажа - проводит комплексную автоматизацию производства, установки, механизма (от разработки проекта до внедрения), экспертную оценку проектов в области автоматизации. В свою очередь он состоит из 2-х секторов:
Сектор автоматизации технических процессов
Сектор ремонта и монтажа электрооборудования
Приведенными выше отделами руководят начальники отделов, следовательно, руководствующую должность секторов предоставляется начальникам секторов.
2.3 Продукция и предоставляемые услуги фирмы
Система производства для пищевой фабрики. Платформы: Linux, PostgreSQL, C, CGI. Включает: управление товарооборотом, закупки, продажу, эффективное производство на основании рецептур.
Учет кадров. Платформы: Windows, MS SQL, VB.NET, MS Office. Включает полный перечень функций для учета персонала на ОАО "Концерн Стирол".
Автоматизированная система учета подвижного состава. Платформы: Windows, MS SQL, VB 6. Включает передачу и отображение данных о подвижном составе, положении вагонов, состоянии путей, планирование дат доставки грузов, спецификации грузов, автоматическое взвешивание вагонов, планирование перевозок.
Система учета спецодежды. Платформы: Windows, MS SQL, VB 6. Включает: закупку, распределение и выдачу, складские операции, списание, планирование потребности в спецодежде по цехам.
Система учета средств измерительной техники. Платформы: Windows, MS Access, VB 6. Включает: ведение базы данных, планирование дат проведения поверок и калибровок измерительного оборудования, контроль задолженностей проведения поверок и калибровок, планирование проведения ремонтных и поверочных работ, расчет стоимости работ, выполненных ремонтными мастерскими.
Экспертная система контроля состояния окружающей среды. Платформы: Windows, Linux, PostgreSQL, VB 6, C, HTML. Включает: сбор данных с газоанализаторов, контроль и предупреждение отклонений и отказа датчиков с функцией предложения решения в конкретной ситуации, экологический анализ и рапорты. http://arny.stirol.net/eco/rep.html
Система учета компьютеров и офисного оборудования. Платформы: Windows, MS Access, VB 6. Включает: учет компьютеров и комплектующих, офисного оборудования (сканеры, копиры и т.д.), учет лицензионного ПО, передача и списание компьютерной техники.
Биллинговая система. Платформа: Windows, MS SQL, VB 6. Включает: цены и оплату телефонных переговоров в коммунальной сфере, детальнаую обработку счетов за междугородные переговоры.
MTMS (ERP-система). Внедрение на ОАО "Концерн Стирол". Платформа: VAX/VMS. Включает: управление складами, закупки, продажи, производство, планирование.
Комплексная автоматизация производства, установки, механизма (от разработки проекта до внедрения), экспертная оценка проектов в области автоматизации.
выбор технологические параметры и оборудование, подлежащее автоматизации в первую очередь, а также подбор и закупка технические средства автоматизации, наиболее подходящие для решения возникшей проблемы. Выбор и настройка программных средств для решения задач сбора, накопления и представления данных, а также для задач управления и регулирования.
Совместно с технологами разработка и реализация оптимальных алгоритмов управления производственными процессами. Сопряжение создаваемой АСУ ТП с другими системами автоматизации, имеющимися на предприятии. Обучение персонала работе с новой техникой.
Комплексную автоматизацию и диспетчеризацию систем энергопотребления предприятия и хозяйства.
Внедрение частотно-регулируемых электроприводов, устройств плавного пуска для синхронных и асинхронных двигателей.
Разработка и внедрение информационно аналитических систем в масштабах предприятия (учет ресурсов, диспетчеризация, анализ производственных процессов).
Разработка, изготовление и монтаж нестандартных АСУ ТП по техническому заданию заказчика.
Ремонт, монтаж и наладка систем вибромониторинга динамического оборудования, весового и весодозирующего оборудования.
Разработка и монтаж систем управления паровыми и газовыми турбинами.
Все виды ремонта и наладки гидравлических систем управления, средств автоматики промышленных и торговых предприятий.
Разработка программного обеспечения к различным системам управления.
2.4 Режим работы и юридический адрес фирмы
Режим работы ООО «Стирол - IT»:
Понедельник – пятница – с 9 до 16
Суббота, воскресенье – выходной
Юридический адрес:
84610, Украина, Донецкая обл.,
г.Горловка, ул. Горловской дивизии, 10
Телефон: (+38 06242) 7-83-36
Факс: (+38 06242) 7-88-73
e-mail: office@mail.stirol.net
2.5 Требования техники безопасности
Настоящая инструкция распространяется на персонал, эксплуатирующий средства вычислительной техники и периферийное оборудование. Инструкция содержит общие указания по безопасному применению электрооборудования в учреждении. Требования настоящей инструкции являются обязательными, отступления от нее не допускаются. К самостоятельной эксплуатации электроаппаратуры допускается только специально обученный персонал не моложе 18 лет, пригодный по состоянию здоровья и квалификации к выполнению указанных работ.
2.5.1 Требования безопасности перед началом работы
Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, наличии заземления компьютера, его работоспособности,
2.5.2 Требования безопасности во время работы
Для снижения или предотвращения влияния опасных и вредных факторов необходимо соблюдать санитарные правила и нормы гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.
Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается: вешать что-либо на провода, закрашивать и белить шнуры и провода, закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы, выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.
Для исключения поражения электрическим током запрещается: часто включать и выключать компьютер без необходимости, прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе, класть на средства вычислительной техники и периферийном оборудовании посторонние предметы.
Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.
Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части.
Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и перифейного оборудования. Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.
Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций, соединенных с землей.
При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность.
2.5.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях
При обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности.
При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.
Во всех случаях поражения человека электрическим током немедленно вызывают врача. До прибытия врача нужно, не теряя времени, приступить к оказанию первой помощи пострадавшему.
На рабочем месте запрещается иметь огнеопасные вещества
В помещениях запрещается:
а) зажигать огонь;
б) включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом;
в) курить;
г) сушить что-либо на отопительных приборах;
д) закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре
При возникновении пожароопасной ситуации или пожара персонал должен немедленно принять необходимые меры для его ликвидации, одновременно оповестить о пожаре администрацию.
Помещения с электроборудованием должны быть оснащены огнетушителями типа ОУ-2 или ОУБ-3.
2.5.4 Требования безопасности по окончании работы
После окончания работы необходимо обесточить все средства вычислительной техники и периферийное оборудование. В случае непрерывного производственного процесса необходимо оставить включенными только необходимое оборудование.
3. Перечень и общая характеристика используемых (разрабатываемых) средств автоматизации и компьютерных систем управления
Как было упомянуто в пункте 2.2 «Продукция и предоставляемые услуги фирмы» компания «Стирол - IT» имеет большой опыт в автоматизации систем управления.
ООО «Стирол - IT» сыграла большую роль в развитии АСУ-ТП ОАО «Стирол».
3.1 Производство минеральных удобрений
Система управления производства минеральных удобрений построена на базе оборудования и программного обеспечения фирмы Allen-Bradley и является первой на комбинате распределенной системой управления. АСУ ТП содержит около 2000 входных и выходных сигналов, территориально распределенных в шести корпусах. Пункты контроля и управления находятся в трех корпусах.
Длина кабельной трассы составляет примерно 1600 метров. Передача сигналов между корпусами производится посредством дублированных волоконно-оптических линий связи.
Функции контроля, блокировок и управления реализованы на контроллерах ControlLogix и FlexlLogix производства фирмы Allen-Brаdlеy.
Ввод и вывод дискретных сигналов от электрооборудования производится через промежуточные релейные модули фирмы PhoenixContact.
Электропитание микропроцессорного оборудования контроллеров и ПЭВМ АРМ осуществляется через источники бесперебойного питания типа on-line фирмы Liebert, что позволяет обеспечить надежную работу всей системы в целом, несмотря на любые возможные проблемы в части электроснабжения. В АСУ ТП «Сложные удобрения» в настоящее время используется ряд современных микропроцессорных приборов и устройств.
Для измерения уровня KCl в производстве тройных удобрений используются микропроцессорные ультразвуковые и микроволновые уровнемеры фирмы VEGA.
Для измерения расхода раствора тройных удобрений впервые установлены электромагнитные расходомеры отечественной фирмы «Взлет». Высокоточные интеллектуальные массовые расходомеры Promass63F позволяют проводить измерения массового расхода, плотности и температуры продукта.
Для плавного бесступенчатого регулирования скорости вращения вала асинхронного двигателя используются частотно-регулируемые приводы. Управление скоростью вращения вала осуществляется с помощью изменения частоты и амплитуды трехфазного напряжения, подаваемого на двигатель.
Подобное импульсное управление позволяет получить очень высокий КПД преобразователя и практически эквивалентно аналоговому управлению с помощью частоты и амплитуды.
Для точного дозирования KCl в производстве удобрений применен дозатор типа 4488 ДН-У2 фирмы Агроэскорт. Дозатор представляет собой ленточный конвейер с регулируемым асинхронным приводом, снабженный тензометрической весоизмерительной системой и датчиком скорости движения ленты.
Управление дозатором производится из АРМ через контроллер «Эскорт». Автоматизированное рабочее место оператора железнодорожных весов цеха АСУ ТП предназначено для автоматизации процесса отгрузки готовой продукции в вагоны и ее учета.
Система разработана ОКБ КИП и А на базе модернизированных механических вагонных весов типа PC-150Ц13В1, контроллеров I-7188 и ПЭВМ. Модернизация весов заключается в установке датчика угла поворота типа MEGATRON M600 для преобразования угла поворота стрелки весов в цифровой код и ввода в контроллер.
Непосредственное управление процессом отгрузки и взвешивания продукта осуществляет грузчик со своего рабочего места с помощью алфавитно-цифрового терминала.
3.2 Система управления агрегатами аммиачной селитры
Система управления агрегатами аммиачной селитры построена на базе микропроцессорных контроллеров Ломиконт Л-112 и SCADA-системы VNS. АСУ ТП «АС-72» - первая на комбинате система, полностью заменившая традиционные пульты управления.
3.3 АСУ ТП «Отгрузка амселитры»
Впервые на комбинате разработана автоматизированная система учета отгрузки готовой продукции на автотранспорт и ж/д вагоны в мешках по 50 кг. Система реализована на микропроцессорных контроллерах SLC-500 фирмы Allen-Bradley и АРМ этой же фирмы на базе ПЭВМ с выходом на информационную сеть ИВЦ.
Система учета готовой продукции автоматизирует процесс погрузки и учета и позволяет предоставить информацию различным подразделениям комбината: ИВЦ, ЖДЦ, отдел сбыта, коммерческий отдел и др.
После отработки технических решений данная система будет тиражироваться в других цехах комбината.
Автоматизированное рабочее место оператора железнодорожных весов цеха отгрузки аммиачной селитры на базе весов ВВТ-С предназначено для автоматизации процесса отгрузки готовой продукции в вагоны и ее учета.
Принцип действия весов заключается в преобразовании силы тяжести от каждой тележки вагона с помощью тензорезисторных весоизмерительных датчиков в аналоговый электрический сигнал, который передается в ПЭВМ, где осуществляется формирование информации о массе вагона (брутто и нетто) и выдача ее на монитор и принтер.
Непосредственное управление процессом отгрузки и взвешивания продукта осуществляет оператор ДПУ со своего рабочего места.
4. АСУ с выделенной подсистемой противоаварийной защиты.
4.1 Введение
Проанализировав массовость автоматизированных систем на предприятии ОАО «Стирол» можно сделать вывод, что основное направления деятельности предприятия является производство аммиака.
Производство аммиака является источником получения продукта, который находит применение во многих жизненно важных областях. Аммиак является сырьём для получения азотной кислоты, аммиачной селитры, мочевины и других химических продуктов, содержащих азот, а также применяется в медицине, холодильной технике, в сельском хозяйстве в качестве удобрения.
Но несмотря на необходимость производства аммиака нельзя забывать о безопасности этой деятельности, поэтому главной задачей производственной практики я решил изучить АСУ с выделенной подсистемой противоаварийной защиты, гарантирующей защиту персонала и оборудования даже в случае выхода из строя какого-либо отдельного элемента ПАЗ.
4.2 Схема производства аммиака
Теоретическое обоснование данного процесса определяет выбор рациональной технологической схемы производства, а также устройство отдельных аппаратов.
Схема производства аммиака должна включать следующие стадии:
Рисунок 2 - Схема производства аммиака
Очищенная (от пыли, масел, водяных паров, кислорода) азотоводородная смесь поступает в турбокомпрессор. После сжатия смесь попадает в колонну синтеза через кольцевое пространство между её стенками. Пройдя между труб теплообменника, нагретая смесь газов поступает на катализатор. Образовавшаяся смесь NH3-N2-H3 проходит по трубам тепло обменника и попадает в холодильник, а затем в сепаратор. Отделённый в сепараторе от смеси газов жидкий аммиак поступает на склад. Непрореагировавшая смесь N2-H3 с помощью циркулярного насоса поступает в колонну синтеза.
4.3 Сырье для производства аммиака
В качестве сырья для производства аммиака может быть использован кокс, уголь, коксовый газ, природный газ. Однако, в основном, аммиак производят из природного газа. Важнейшим показателем является его потребление на тонну продукции.
4.4 Описание объекта (проблемы и задачи)
23 апреля 1933 года азотно-туковый завод (АТЗ) - так тогда назывался концерн "Стирол", первым в бывшем СССР начал выпуск аммиака из коксового газа. Производство аммиака осуществляется на одной технологической линии с проектной (достигнутой) производительностью 1360 т/сутки. В 1988 году выполнен проект интенсификации производства с доведением проектной производительности до 1435 т/сутки. Ресурс рабочего времени агрегата 331 сутки в году.
Производство аммиака характеризуется следующими опасными производственными факторами:
наличие больших объемов газов, которые с кислородом воздуха образуют чрезвычайно взрывоопасные смеси (технологические блоки 1-ой категории);
наличие горючих веществ и материалов;
возможность попадания на тело человека высокотемпературных сред;
эксплуатация оборудования под высоким давлением (до 300 атм.);
возможность воздействия на человека химикатов (жидкий аммиак, аммиачная вода, каустик, едкий калий, диэтаноламин, гидразингидрат);
наличие токсичных веществ (аммиак, оксид углерода, диоксид углерода, природный газ, пятиокись ванадия, гидразингидрат, соединения никеля, катализаторная пыль) и удушающих (азот, азото-водородная смесь).
Данное производство требует применения надежной AСУ с выделенной подсистемой противоаварийной защиты, гарантирующей защиту персонала и оборудования даже в случае выхода из строя какого-либо отдельного элемента ПАЗ.
AСУ
цеха первоначально была реализована в
основном на приборах локальной автоматики
фирмы Ya
matake-Honeywell.
По мере выработки ресурса наблюдался
рост частоты отказов приборов и,
соответственно, производственных
неполадок.
4.5 Решение
Новая AСУ построена на базе технических и программных средств фирмы GE Fanuc, специально разработанных для использования в системах критического управления.
Компания GE Fanuc обладает широким спектром программных и технических средств, архитектурных решений для построения систем, удовлетворяющих самым жестким требованиям безопасности. Использованная в рассматриваемом проекте система GMR применима для требований безопасности от SIL 1 до SIL 3 согласно IEC 61508, или классов с 1 по 6 DIN VDE 0801.
4.6 Аппаратно - технические средства
ПЛК Series 90TM-70 - наиболее мощные и быстродействующие из всей номенклатуры ПЛК Series 90TM. Они применяются в наиболее сложных и ответственных приложениях, требующих быстрой обработки большого количества сигналов.
ПЛК Series 90TM-30 - наиболее распространенные среди выпускаемой продукции. Они отличаются наибольшим ассортиментом модулей (свыше 100) и умеренной ценой при возможностях, достаточных для решения большинства задач, что сделало их базовым семейством для построения систем управления в большинстве отраслей.
АСУ цеха построена на двух контроллерах Ge Fanuc Series 90-30, каждый из которых имеет дублированную архитектуру с горячим резервированием (Hot Standby). В этой архитектуре используются два комплекта ПЛК (шасси, центральный процессор, блок питания, контроллер шины) - основной и резервный, и общая подсистема ввода/вывода, подключенная по полевой шине Genius®. Один из указанных контроллеров является основным («мастером»), а второй резервным («слэйвом»). Оба этих контроллера расположены на информационной шине Genius®, имеют одинаковую конфигурацию и исполняют одну и ту же пользовательскую программу.
Основной ПЛК (программируемый логический контроллер) («мастер») осуществляет функции управления, работает с входными и выходными модулями и обменивается данными со SCADA. Резервный контролер («слэйв») тоже получает значения с входных модулей и от SCADA. В случае выхода из строя ведущего контроллера подключенные к полевой шине модули ввода/вывода обнаруживают его отказ и переходят на управление от резервного контроллера без сбоев в управлении технологическим процессом.
Система ввода/вывода в АСУ реализована на станциях VersaMax, имеющих интерфейс с шиной Genius. Семейство VersaMax имеет в своем составе большой ассортимент модулей ввода/вывода, центральных процессоров и модулей интерфейса полевой шины, что позволяет использовать его для построения как подсистем ввода/вывода, подключаемых к сетям и контроллерам различных типов, так и контроллеров.
Рисунок 3 – Структура системы АСУ
4.7 Решение для системы противоаварийной защиты
ПАЗ цеха реализована в сертифицированной TUV для подобных задач архитектуре GMR с использованием выпускаемых именно для данной архитектуры комплектующих GE Fanuc и Silvertech. GMR - Genius Modular Redundancy - это масштабируемая система для построения сертифицированных решений ПАЗ и пожаротушения, включающая в себя от одного до трех контроллеров работающих параллельно и независимо.
Входная система позволяет подключать одиночные, дублированные и троированные датчики, а выходная система позволяет подключать нагрузку по различным схемам (в том числе I, T, H). Для рассматриваемого проекта выбрана дублированная система.
Систему, построенную в архитектуре GMR, можно условно разделить на три части:
подсистема ввода;
подсистема контроллеров;
подсистема вывода.
Рисунок 4 – Различные схемы подключения выходных модулей подсистемы ввода вывода GMR
4.8 Работа системы
С полевых датчиков значения поступают в подсистему ввода, состоящую из модулей Genius. Подсистема ввода передает полученные значения в подсистему контроллеров. Контроллеры обрабатывают данные и отсылают значения в подсистему вывода, которая выдает управляющие сигналы на исполнительные устройства.
Рисунок 5 – Структура системы GMR выполняющей функцию ПАС
В подсистеме ввода используются дублированные модули Genius. Входные данные с полевых датчиков приходят к группам, состоящим из двух модулей Genius. Есть группы дискретных модулей на 32 канала, группы аналоговых токовых модулей на 6 каналов и группы термопарных модулей на 6 каналов. Оба модуля группы передают по шине входные данные всем контроллерам системы GMR. В свою очередь они проводят голосование по заложенной заранее стратегии.
Модули ввода/вывода Genius - это интеллектуальные модули, обладающие обширными возможностями, такими как мощная диагностика (в том числе обрыв входных и выходных цепей), высокая скорость работы и передачи данных, а также высокой надежностью. Некоторые датчики ПАЗ не дублированы, для их подключения к дублированным каналам ввода используются разветвители сигналов Silvertech.
Подсистема контроллеров включает в себя два контроллера GE Fanuc Series 90-70. Они полностью идентичны, т.е. одинакова конфигурация и пользовательская программа. В отличие от контроллеров в Hot Standby АСУ они не делятся на ведущий и резервный. Оба контроллера равноправны и работают параллельно. Каждый контроллер получает данные со входов, проводит голосование и использует проголосованное значение, а затем отправляет обработанные данные на выхода. Совместная работа контроллеров и голосование обеспечиваются использованием системного ПО GMR (Genius Modular Redundancy), поставляемого GE Fanuc. Разработчик ПАЗ программирует только реакцию системы на события, вопросы резервирования решены на сиcтемном уровне и аттестованы TUV.
Подсистема вывода состоит из групп дискретных модулей вывода Genius. Существуют различные типы групп модулей вывода. В данном случае использовалась схема - Т. По этой схеме два модуля параллельно подключаются к одной стороне нагрузки, а с другой стороны к нагрузке подключается общий обратный провод. Такая схема подключения обеспечивает «гарантированное включение». Здесь, в отличие от подсистемы ввода, где голосование проводится в контроллерах, голосование осуществляется самими модулями группы. Каждый модуль группы получает значение от обоих ПЛК и проводит голосование 2 из 3, используя в качестве третьего значения установленное заранее значения по умолчанию (Duplex Default).
4.9 Программные средства
Рисунок 6 - Операторский интерфейс (панели оператора)
Операторский интерфейс (панели оператора) и архив событий реализованы в SCADA среде Proficy (Cimplicity) PE. Для обеспечения надежной непрерывной работы АСУ SCADA-сервер выполнен дублированным. К дублированному серверу по сети Ethernet подключены 6 операторских станций. Для архивирования параметров ТП, записи событий и регистрации действий операторов применяется БД SQL Server. Дополнительно операторная оснащена двумя плазменными панелями, на которых отображаются мнемосхемы, оперативно информирующие о первопричинах нештатных ситуаций.
Операторские станции разделены по производственным стадиям: риформинг - 2 станции, синтез -1, очистка - 1, компрессия - 1. Каждый оператор имеет доступ только к своему участку ТП. Весь ТП доступен только с рабочей станции начальника смены.
6. Заключения
С 29 июня по 19 июля мною была пройдена производственная практика на OOO “Стирол - IT”. Календарный график прохождения практики предоставлен в дневнике производственной практики.
Можно сделать вывод, что задачи и цели практики были выполнены, а именно:
- изучены структуры, составы и задачи функционирующих на предприятии автоматизированных систем управления;
- закреплены полученные при изучении дисциплин учебного плана теоретические знания и практические навыки;
- принято непосредственное участие в эксплуатации действующих на предприятии АСУ.
Как указано в отчете была выбрана АСУ с выделенной подсистемой противоаварийной защиты, гарантирующей защиту персонала и оборудования даже в случае выхода из строя какого-либо отдельного элемента ПАЗ.
Перечень использованных источников
Газета ОАО "Концерн Стирол". - Азотчик
http://www.stirol.net – официальный сайт ОАО «Стирол»
Еженедельник "Бизнес" №11, 25 марта 1996 г. Что в химии тебе моей.
http://it.stirol.net - Веб-сайт ООО Стирол-IT
Приложение А - Перечень выпускаемой продукции
УДОБРЕНИЯ ЖИДКИЕ АЗОТНЫЕ (КАС)
ТУ У 00203826.007-94, марки КАС-32
АММИАК ЖИДКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
ГОСТ 6221-90
ГРАНУЛИРОВАННЫЙ КАРБАМИД
КАРБАМИД МАРКИ Б
ГОСТ 2081-92
СЕЛИТРА АММИАЧНАЯ МАРКИ Б
ГОСТ 2-85
ВСПЕНИВАЮЩИЙСЯ ПОЛИСТИРОЛ ТИПА ПСВ-С
ТУ У 6-05761614.017-98
УДАРОПРОЧНЫЙ ПОЛИСТИРОЛ ТИПА УПМ, УПС
ГОСТ 28250-89
ПОЛИСТИРОЛ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ ТИПА ПСМ, ПСС
ГОСТ 20282-86
КОНЦЕНТРАТЫ «СПЕКТР»
ТУ У 6-05761614.17-98
КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЙ КОНЦЕНТРАТ (КФК)
ТУ У 6-05761614.005-96
КИСЛОТА СЕРНАЯ (КОНТАКТНАЯ)
ГОСТ 2184-77
КИСЛОТА СЕРНАЯ МАРКИ "К"
ТУ 113-08-617-87
ОЛЕУМ
ГОСТ 2184-77
СЕЛИТРА АММИАЧНАЯ ВОДОУСТОЙЧИВАЯ (МАРКИ ЖВК) ГОСТ 4702-79
НАТРИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ (СЕЛИТРА НАТРИЕВАЯ)
ГОСТ 828-77
НАТРИЙ АЗОТИСТОКИСЛЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
ГОСТ 19906-74
НАТРИЙ АЗОТИСТОКИСЛЫЙ (Х.Ч., Ч.Д.А.)
ГОСТ 4197-74
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
КАРБАМИДО-ФОРМАЛЬДЕГИДНАЯ СМОЛА
ТУ У 24.1-05761614.044-2002
ТУКОСМЕСЬ NK
ТУ У 24.1-05761614.046-2004
Приложение Б
Должностные обязанности начальника сектора компьютерных технологий
1. Осуществляет руководство обслуживанием компьютерных технологий компании, поддержку и усовершенствование ЛВС центрального офиса и удаленных структурных подразделений компании и отдельных рабочих станций, серверов и периферийных устройств.
2. Определяет и согласовывает с руководством перечень оборудования и программного обеспечения, необходимого и достаточного для функционирования компьютерной сети.
3. Поддерживает в рабочем состоянии сервера компании.
4. Контролирует своевременную оплату и работу интернет-сервиса (почта, хостинг).
5. Осуществляет закупки информационно-технического оборудования, периферии и программных продуктов.
6. Согласовывает с руководством и обеспечивает программной поддержкой список лиц и перечень их прав доступа к базам данных программного комплекса.
7. Определяет и согласовывает с руководством системы безопасности, предотвращающие утечку информации или повреждение существующей информации лицами, не обладающими правами доступа.
8. Организовывает работы по отладке, опытной эксплуатации и поэтапному внедрению комплексов программных и информационно-технических средств;
9. Участвует в работе по совершенствованию документооборота и информационного обмена;
10. Координирует работу системных администраторов и программиста 1С;
11. Проводит анализ причин отказов и нарушений в работе системы, разрабатывает предложений по их устранению и предупреждению, повышению качества и надежности используемых программных продуктов
12. Осуществляет планирование и бюджетирование деятельности отдела компьютерных технологий.
13. Готовит организационно-распорядительную документацию по всем вопросам, связанным с реализацией начальником отдела своих функциональных обязанностей;
14. Выполняет разовые служебные задания, поручения и указания Генерального директора, заместителя генерального директора, входящих в сферу деятельности начальника отдела информационных технологий