Автоматизація виробництва сприяє підвищенню якості і зменшенню собівартості продукції. Вона вимагає чималих витрат сил, часу і грошей, але при вмілому підході, своєчасних і доцільних рішеннях дозволяє домогтися значного економічного ефекту. Метою автоматизації є скорочення обсягу ручної праці, забезпечення стабільності характеристик технологічного процесу та можливості спостереження, аналізу і керування людиною параметрами технологічного процесу. Засобом досягнення цієї мети є автоматизована система. В апаратному відділенні спиртозаводу у Львівській області успішно було проведено автоматизацію на основі SCADA-системи „КОНТУР”. Розробка здійснена обухівською фірмою „Техенерго”.

Упровадження значно поліпшило характеристики технологічного процесу, а також додало йому більшої наочності, ясності та чіткості. Аналіз роботи апаратного відділення після впровадження показав, що автоматизація дає помітне зниження витрат (близько 5% економії пари і 3% економії сировини), але головне – дозволяє отримати спирт найкращої якості – „пшенична сльоза”.

Перелік додаткових функцій, досягнутих за допомогою автоматизації:

Слід зазначити, що вищезгадані характеристики неможливо реалізувати на виробництві, не використовуючи автоматизацію на базі SCADA-систем.

Технічні характеристики системи

– на верхньому рівні – операторська система на базі SCADA-системи „КОНТУР”;

– в основі нижнього рівня - контролер I8000 на 8 слотів і розширення на 4 слоти;

– кількість технологічних змінних: до 300;

– контури регулювання: 15 аналогових і 1 дискретний;

– регулятори: 3 простих ПІД-регулятори і 13 каскадних регуляторів;

– програма для контролера мовою програмування С++.

Автоматизоване робоче місце оператора

Автоматизоване робоче місце (АРМ) оператора організоване таким чином, щоб дозволити здійснювати повний моніторинг і контроль над усіма основними параметрами технологічного процесу. Загалом АРМ нараховує понад 25 мнемосхем, частина з яких створена за допомогою технології «базової групи» системи «КОНТУР».

Головна мнемосхема спроектована як візуальне представлення технологічного процесу на моніторі оператора і має вигляд, зображений на мал. 1.

 Мал. 1. Головна мнемосхема.

На головній мнемосхемі відображено: загальну схему технологічного процесу, всі основні параметри технологічного процесу, режим регуляторів (автоматичний/ручний), положення клапанів, керування насосами (місцеве/дистанційне).

З головної мнемосхеми через меню, розташоване в нижній частині вікна, здійснюється перехід на інші мнемосхеми:

– через „Меню трендів”: до графіків історії (графіки по колонах, графіки рівнів і графіки витрат);

– через „Меню регуляторів”: до мнемосхем налаштування діапазонів і аварійних повідомлень (перехід також здійснюється кліком на „клапани”);

– через пункт меню „Налагодження регуляторів”: до вікон введення коефіцієнтів регулювання напрямку роботи клапанів;

– через пункт меню „Сигнал”: до вікон налаштування аварійних меж по кожній змінній;

– через пункт меню „Налагодження сигналів”: до налаштувань технологічних меж по кожній змінній (масштабування, відповідність величин);

– через пункт меню „Сигналізація”: до мнемосхеми введення списку повідомлень, що відповідають виникненню різних ситуацій. Приклади ситуацій: параметр вийшов за аварійну межу (вказується значення межі і наявність або відсутність звукового сигналу), перехід регулятора з одного режиму в інший (автоматичний/ручний), вмикання/вимикання насосів. Якщо відбувається подія, зазначена в цьому списку, то повідомлення про цю подію додається в список повідомлень.

Мнемосхема регулятора витрати спирту

Розглянемо мнемосхему одного з каскадних регуляторів (мал. 2).

Мал. 2. Мнемосхема каскадного регулятора витрати спирту.

3 смуги в правій частині мнемосхеми відображають:

червона – завдання на регулювання (бажане значення);

коричнева – вихід регулятора (реальне значення);

синя – положення клапана (установлюється регулятором автоматично).

Смуги відображають значення величин у графічному вигляді, однак під кожною смугою також вказане відповідне цифрове значення.

Над смугою завдання на регулювання міститься перемикач між автоматичним і ручним режимом.

Крайній праворуч стовпчик значень відповідає за корекцію. Угорі розташована кнопка вмикання/вимикання корекції. Далі зверху вниз зазначені: температура сивушної зони; температура 16-ої тарілки в колоні РК (ректифікаційна колона); вихідне завдання, що підлягає корекції; коефіцієнт корекції; кнопка перемикання між температурами; скориговане завдання.

У лівій частині мнемосхеми розміщено графік перехідного процесу. Графік відображає значення вищезгаданих величин і зазначених на мнемосхемі праворуч: завдання (червоним кольором), вихід регулятора (коричневим), положення клапана (синім), а також скориговане завдання (зеленим).

Шляхом проставляння/забирання галочок над графіком (реалізовано за допомогою компонента Trend Control) можна вибирати, які зі згаданих значень будуть відображатися. Тут же вказується дата і час, яким відповідають графіки, а також період часу (в секундах), за який виводяться дані.

Упровадження системи автоматизованого контролю для апаратного відділення спиртозаводу забезпечило ефективне керування технологічним процесом, а саме – моніторинг, аналіз, контроль зміни всіх технологічних параметрів. Це забезпечує більш раціональне використання сировинних ресурсів і значно підвищує рівень якості функціонування системи загалом (зменшення впливу людського фактора на виробництво, що чимало важить в такому виді виробництва). Безпосереднє відображення одночасно всіх параметрів на одній мнемосхемі, а також повідомлення про виникнення критичних ситуацій дає можливість організувати технологічний процес максимально точно, доступно, ефективно і з одержанням найкращих результатів. Збереження змін параметрів технологічного процесу дозволяє надалі проводити детальний аналіз взаємодії параметрів між собою та із системою загалом, а також виявляти причини їхньої зміни, що призводять до виникнення критичних ситуацій, і отже допомагає запобігти їх виникненню.

Кожне впровадження системи дозволяє заощаджувати кошти, підвищувати ефективність і безпеку виробництва.

Система „Контур” впроваджена й успішно працює на підприємствах харчової та хімічної галузей. «Контур» є вітчизняною розробкою, що відрізняється від подібних систем простотою, відкритістю і надійністю.

О. Нікітін, О. Бондар, С. Бублік, 
ТзОВ „SCADA системиУкраїни”