Модернизация системы дистанционного управления элеватором ЧАО «Укрэлеваторпром»

Состав работ:

• Модернизация ПО, обновление схемы АСУТП терминала согласно изменениям после реконструкции узла автоприема – 2018 г.
• Модернизация ПО, обновление схемы АСУТП терминала согласно изменениям после реконструкции – 2017 г.
• Разработка SMART – дистрибьютора – автоматический контроль положения и возврат на заданную точку; разработка SMART-нории – норийное оборудование с применением часовых таймеров и отображением их в SCADA системе; разработка программы по автоматизированному контролю положения автомобилей на весах при взвешивании для обеспечения максимально точного взвешивания – 2016 г.
• Проектирование, изготовление, монтаж и отладка дополнительного АРМ СДАУ элеватора - 2014 г.
• Реконструкция СДАУ терминала. Разработка проекта, изготовление, монтаж, наладка и ввод в эксплуатацию новой системы дистанционного автоматического управления терминалом – 2013 – 14 гг.

Детальнее о реконструкции:

Ситуация у заказчика

ЧАО «Укрелеваторпром» – перегрузочный комплекс в Одесском порту емкостью одноразового хранения 210 000 тонн, ведущее предприятие в структуре ООО «Альфред С. Топфер Интернешнл (Украина)».

Предприятие ведет свою деятельность с 2002 года. На момент сооружения была оснащена передовой и уникальной, на тот момент, системой управления компании ООО «ИнноВиннпром».

Одним из основных критериев развития бизнеса Альфред С. Топфер Украина является увеличение рентабельности и эффективности производства за счет внедрения инновационных методов управления, которые предусматривают внедрение современных систем управления и методов ведения технологических процессов.

Осуществить поставленную задачу с помощью морально и физически устаревшей системы дистанционного автоматизированного управления элеватором стало невозможным. Поэтому руководством ЧАО «Укрелеваторпром» было принято решение об осуществлении реконструкции системы дистанционного автоматизированного управления путем замены средств автоматизации изготовленных компании ООО «ИнноВиннпром» на оборудование фирмы «Siemens» и разработке нового прикладного программного обеспечения на базе SCADA системы WinCC интерфейс, которого бы походил с прикладным пакетом, разработанным компании ООО «ИнноВиннпром».

Особым условием реконструкции системы управления стало то, что осуществить эту работу необходимо было практически без остановки производства, используя промежуток времени в несколько недель, связанного жестким графиком погрузки морских судов, совместно утвержденным представителями зерноторговой компании, Одесского МТП и грузоперевозчика.

Выбор производителя работ

Руководителям технических подразделений ЧАО «Укрелеваторпром», главному инженеру и главному энергетику было поручено запросить предоставление своих предложений по реализации данного проекта ряду компаний, занимающихся автоматизацией технологических процессов. Предложения о реализации данного проекта поступали от нескольких компаний.

Критерии окончательного выбора исполнителя работ

Окончательное решение о выборе исполнителя работ основывалось на следующем:

• ГК «Зерновая Столица» в своем составе имеет специалистов более чем 30-летним стажем работы в области автоматизации зерноперерабатывающих предприятий;
• ГК «Зерновая Столица» имеет положительный опыт проектирования, изготовления и внедрения проектов такого масштаба;
• ГК «Зерновая Столица» располагает специалистами, имеющими глубокие знания как о существующей, до момента реконструкции, технической базе оборудования компании ООО «ИнноВиннпром», технической базе оборудования компании «Siemens»
• ГК «Зерновая Столица» имеет мощную производственную базу;
• ГК «Зерновая Столица» является разработчиком современных высокоэффективных технологий управления элеваторными комплексами;
• ГК «Зерновая Столица» предложила лучший вариант соотношения «цена-качество» и кратчайшие сроки монтажа и ввода в эксплуатацию.

Предпроектная подготовка

В начале проектирования были проведены ряд совместных рабочих совещаний специалистов проектного отдела ООО «Укрелеваторстрой» вместе с ведущими техническими специалистами ПАО «Укрелеваторпром».

По результатам встреч, были определены основные проблемы, требующие решения для оптимизации хода работ:

• Отсутствие окончательного технического задания.
• Разночтение стандартов и протоколов связи технических средств систем управления.
• Выбор оборудования, на котором предполагалось строить систему управления, не отвечал оптимальным критериям цена-качество.

Безударный переход с одной системы управления на другую в сжатые сроки. (рис.1)

Исходя из этих проблем, совместно со специалистами ГК «Зерновая Столица» было принято:

• Сформировано техническое задание на проведение работ по реконструкции системы управления.
• Учитывая специфику производства и выполняя отраслевые требования, мы все средства автоматизации разместим в шкафах нового конструктива «Spacial SF» со степенью защиты IP55 производства компании «Schneider Electric» (Франция).
• Определили конфигурацию средств автоматизации с разбивкой на два независимых участка с центральными процессорами S7-317PN/DP со структурой устройств распределенной периферии на базе модульных станций ЕТ200М, позволяющих в своем составе использовать всю гамму сигнальных и функциональных модулей стандартного программируемого контроллера S7-300.
• Принять стандарт протокола связи ProfiNet, позволяющий передавать данные с большой скоростью, увеличить количество модулей ввода-вывода у обслуживаемых стандартными интерфейсными модулями IM 153.
• Оборудовать все шкафы автоматизации и распределенной периферии стабилизированными источниками питания с источниками бесперебойного питания и аккумуляторами, позволяющими поддерживать напряжение питания до 7 часов.
• В качестве повторителей сигнала можно использовать маршрутизаторы с расширенным температурным диапазоном.
• Список элементов управления и функционал терминалов SCADA систем.
• Обеспечить согласование всех работ, произведенных в рамках данного проекта, со всеми ответственными лицами, заинтересованными в эксплуатации реконструируемого комплекса.
• Разбить комплекс работ на этапы.

Этапы работ

• Формирование технического задания.
• Проектирование.
• Комплектация средств управления и автоматизации.
• Изготовление щитов управления и автоматизации.
• Монтаж средств контроля, управления и автоматизации.
• Настройка средств контроля, управления и автоматизации.
• Комплексная настройка системы дистанционного автоматизированного управления.

План работ

Перед тем, как взяться за проектирование, был определен полный перечень работ, необходимых для выполнения поставленной задачи.

В результате был сформирован календарный план-график, с указанием ответственных лиц и сроков выполнения этапов работ – Общий вид календарного плана-графика вы можете увидеть на рис 2.

Формирование рабочей группы.

После составления плана-графика была собрана рабочая группа проекта. В ее состав вошли руководители структурных подразделений ЗАО «Укрелеваторпром» и ведущие специалисты департамента автоматизации ГК «Зерновая Столица».

Проектная документация

На этапе проектирования была организована постоянно действующая группа, состоявшая из специалистов компании ЧАО «Укрелеваторпром», а также технологов и специалистов по системам обеспыливания ГК «Зерновая Столица».

Созданная группа позволила в сжатые сроки представить лучшее техническое решение для реализации поставленной задачи, удовлетворяющей заказчику.

В результате удалось разработать систему дистанционного автоматизированного управления элеватором (СДАУ), которая позволяет:

• осуществлять оперативный сбор и обработку данных о состоянии всего периферийного оборудования: транспортеров, норий, механизмов, датчиков, весов бункеров, дистрибьюторов потока зерна и т.п.;
• непрерывно диагностировать аварии и отклонения от технологического процесса с выдачей аварийной сигнализации и информации о характере неисправности;
• принимать меры, предотвращающие блокировку оборудования, остановку маршрутов;
• контролировать токи нагрузки двигателей и выполнять их отключения во избежание аварийных ситуаций;
• вести управление в автоматическом и ручном, заблокированном или отладочном режимах;
• контролировать наличие продукта в бункерах и силосах;
• проводить весовой товарный учет;
• отображать технологические параметры в разных графических формах;
• вести протоколы работы по производству.

Дополнительно был подготовлен механизм безударного перехода работы системы управления оборудования компании ООО «ИнноВиннпром» на оборудование компании «Siemens».

Для этого был специально разработан OPC сервер, позволяющий SCADA системе одновременно работать с разными контроллерами.

Технические средства

• Шкафы управления серии Spacial SF со степенью защиты IP55 производства компании Schneider Electric (Франция).
• Центральные процессоры: CPU S7-317PN/DP.
• Источники питания: SITOP SMART 240W.
• Источники бесперебойного питания: SITOP POWER DC-UPS.
• Аккумуляторы: SITOP POWER =24 В/ 7А ВРЕМЯ.
• Система распределенной периферии IM 153-4PN.
• Модули ввода-вывода ET200M.
• Маршрутизатор: MicroTik RB 750.

В качестве рабочих станции оператора используются ПК с установленной на него специализированной SCADA-системой собственной разработки на базе WinCC TIA Portal V12.

Каждая рабочая станция имеет два 24” монитора. С помощью одного ведется управление комплексом, с помощью другого ведется контроль токовых нагрузок всех приводов:

• рис.5 -АРМ оператора первого участка.
• рис.6.-АРМ оператора второго участка.

Результат

В результате работы проведенной ГК «Зерновая Столица» по разработке, изготовлению и внедрению системы дистанционного автоматизированного управления элеватором ЧАО «Укрэлеваторпром»:

• Снижение сроков внедрения по отношению к аналогичным системам за счет разработки и применения алгоритма безударного перехода в 5 раз.
• Снижение объемов финансирования строительства за счет сокращения сроков внедрения и снижения стоимости средств автоматизации до 15%.
• Снижение сроков обучения работе операторов СДАУ за счет универсальности применяемого интерфейса до 4-7 дней.
• Снижение расхода электроэнергии на перемещение единицы продукта за счет алгоритмической оптимизации маршрутов транспортировки зерна от 10% до 12%.
• Снижение затрат на обслуживание за счет применения высоконадежного оборудования производства ведущей электротехнической компании и новейшего прикладного программного обеспечения разработки ООО "Укрэлеваторстрой" с запатентованными функциями "PointStart" и "SoftRoute" до 17%.
• Построена новая система управления на базе оборудования, производитель которого может обеспечить максимальную техническую поддержку при минимальных сроках поставки запчастей.
• Появилась возможность в дальнейшем расширять систему управления и выполнять ее поддержку силами обслуживающего персонала или в случае сервисного обслуживания.

Комментарий заказчика

Период сотрудничества:

2013-18 гг.