Система управления и контроля технологическим процессом производства для Гомельстекло

Модернизация системы управления технологическим оборудованием производства азотоводородной газовой смеси линии №1 с целью повышения надежности и качества автоматического управления во время технологического процесса.

Особенностью производства азотоводородной газовой смеси является высокая ответственность за качество производимого стекла.

Технологический процесс производства азотоводородной газовой смеси включал систему управления технологическим процессом, которая предусматривала индикацию ряда технологических параметров, регулирование расходов природного газа, воздуха, аварийную отсечку подачи, регулирование температуры и подачи воды, регистрацию, автоматические переключения, определение состава газовых потоков и исполнительные команды, аварийную сигнализацию и т.д. Система была реализована пневматическими регуляторами, щитовыми приборами индикации, ручного режима управления (за исключением АСУ ВЗА). Система сбора информации о параметрах технологического процесса, а также управление технологическим оборудованием были развиты не достаточно для эффективного выполнения оперативным персоналом своих обязанностей. Отсутствовала автоматизация труда оператора в части ведения суточной документации (ведомости), информационно-поискового обеспечения анализа произошедших аварийных ситуаций, оптимизации режима работы производства.

В 2011-2013 годах были произведены работы по разработке проектно-сметной документации на модернизацию системы автоматизированного управления и контроля производством азотно-водородной смеси цеха защитных атмосфер (АСУ ТП ЦЗА1), произведены поставка, монтаж, пусконаладка и запуск системы в промышленную эксплуатацию.

АСУ ТП ЦЗА1 реализована на базе:

• программируемых логических контроллеров;
• ПО Wonderware System Platform.

Технологическое оборудования контролируемое и управляемое АСУ ТП ЦЗА1:

1. Блок сжигания природного газа.
2. Блок конверсии оксида углерода.
3. Блок охлаждения и влагоотделения.
4. Система сбора и подачи конденсата (конденсатная система)
5. Контур циркуляции захоложенной воды.
6. Блок адсорбционной очистки.

АСУ ТП ЦЗА1 построена как иерархическая трехуровневая автоматизированная система, которая включает в себя:

• нижний уровень;
• средний уровень;
• верхний уровень.

Нижний уровень включает в себя первичные приборы, предназначенные для измерения параметров технологического процесса, состояния технологического оборудования, управления технологическим оборудованием:

• расходомерные диафрагмы на трубопроводах;
• дифференциальные манометры;
• преобразователи перепада давления в электрический сигнал;
• преобразователи давления в электрический сигнал;
• преобразователи разрежения в электрический сигнал;
• преобразователи термоэлектрические;
• механизмы исполнительные пневматические прямого и обратного действия;
• газоанализаторы;
• клапаны с электропневматическим управлением;
• датчики уровня;
• хроматографы;
• блоки дополнительного питания.

Средний уровень состоит из программируемых логических контроллеров (ПЛК), осуществляющих сбор, обработку от первичных приборов нижнего уровня, выработку и выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы нижнего уровня. Были применены контроллеры Rockwell Automation CompactLogix состоящие из контроллера 1769-L35E, источников питания 1769 и модулей ввода-вывода 1769.

Верхний уровень представлен программно-техническим комплексом (ПТК), обеспечивающим:

• прием, обработку и сохранение значений параметров, поступающих от среднего уровня;
• управление технологическим оборудованием путем передачи команд на средний уровень;
• архивирование аварий и событий в системе, в том числе ведение протокола действий персонала;
• человеко-машинный интерфейс, средствами которого реализуется визуализация
• текущего состояния оборудования подстанций, аварийная сигнализация, прием
• управляющих воздействий от персонала, а также просмотр исторических данных;
• взаимодействие с внешними информационными системами;
• сопровождение и развитие ПТК комплекса АСУ ТП ЦЗА1.

ПТК верхнего уровня должен базироваться на 12 ПЭВМ и состоять из следующих логических компонентов:

• сервер сбора и обработки данных (ССОД) – 2 ПЭВМ;
• сервер баз данных (СБД) – 1 ПЭВМ;
• автоматизированное рабочее место оператора (АРМ оператора) – 6 ПЭВМ;
• автоматизированное рабочее место оператора АСУ ВЗА (АРМ АСУ ВЗА) – 1 ПЭВМ;
• стационарная инженерная станция (СИС) – 1 ПЭВМ;
• мобильная инженерная станция (МИС) – 1 ПЭВМ.

Внедрение АСУ ТП ЦЗА1 позволило:

• повысить надежность автоматического управления технологическим оборудованием линии №1 во время технологического процесса посредством использования логических программируемых контроллеров;
• обеспечило эффективное управления объектом путем информационного взаимодействия с оперативным персоналом в режиме реального времени с помощью современных программных и технических средств;
• выявлять аварийные и предаварийные ситуаций на объекте управления, автоматическое принятие мер по устранению нештатных ситуаций, а при невозможности этого, привлечение внимания оперативного персонала с помощью средств визуальной и звуковой сигнализации;
• архивирование информации о поведении объекта управления с возможностью последующей ее выдачи оперативному и административно-техническому персоналу;
• интеграция существующей системы автоматизированного управления вакуумной запорной арматурой (АСУ ВЗА) блоков адсорбционной очистки азотоводородной газовой смеси от диоксида углерода и влаги за счет добавления аналоговых параметров и реализации взаимодействия с вновь создаваемой АСУ ТП ЦЗА1;
• обеспечило оптимальное информационного взаимодействия АСУ ТП ЦЗА1 с другими автоматизированными системами предприятия посредством применения логически унифицированных интерфейсов и протоколов.