Система операторского управления — «капитанский мостик» для зерносушильного комплекса

«Капитан, капитан, улыбнитесь, ведь улыбка — это флаг корабля». Но если бы в реальности всё было так просто, как в словах этой известной песни. К сожалению, простая улыбка не поможет при  работе с современным зерносушильным комплексом, а вот что действительно будет крайне полезным, так это умная система операторского управления. Именно это решение может стать «капитанским мостиком» для агрария и помочь ему поднять эффективность своего производства на новый уровень.

Чтобы узнать, как этот процесс работает на практике, «ГлавПахарь» поговорил с Ильей Ермаковым — техническим директором компании ЭРСИ Центр «Управляющие платформы». Об автоматизации ЗСК, шкафах управления и других полезных решениях, о человеко-машинном интерфейсе, софте, операторской системе и ее функциях, оптимальной системе управления для любого объекта и инвестициях в будущее — в нашем новом материале.

Владельцы и управленцы из сферы агробизнеса, столкнувшиеся со строительством и запуском зерносушильных комплексов (ЗСК), знают, что это — непростые и ответственные проекты. Выбор удачного производителя зерносушилки, подбор остального необходимого оборудования, проектирование оптимального технологического процесса и маршрутов перемещения продукта, согласование и прохождение экспертизы проекта — всё это требует внимания собственников и руководства, ощутимых финансовых вложений. И сопровождается подводными камнями, рисками на каждом шаге.

Илья Ермаков уверен, что с началом эксплуатации такого объекта каждая такая «мелочь» даст о себе знать. Иногда — в каждодневном режиме, приводя, например, к регулярным авариям на конвейерах, когда не сработала остановка по датчику подпора зерна. Каждая такая авария — это необходимость для персонала открывать короба транспортёра, вручную выгребать продукт, устранять повреждения ленты и других узлов… А для собственника объекта — это простои, потери рабочего времени и продукта, которых просто не было бы, если бы не допущенные ошибки в автоматизации объекта — в системе управления технологическим процессом.

Материальная часть автоматизации объекта — километры кабеля, шкафы управления. Без неё не обойтись — и эти позиции сметы не сократить. Как заверяет Илья Ермаков, в практике компании были разные ситуации.

Неплохая практика от крупных поставщиков сушилок и конвейерного оборудования — поставка более-менее унифицированных шкафов управления, собранных для объекта. Это позволяет избежать проблем, подобных описанным выше.

Но шкафы управления — это не верхушка системы автоматизации. А только её основа. Что же находится на вершине? — логика управления техпроцессом и способ взаимодействия персонала с системой управления, так называемый ЧМИ — человеко-машинный интерфейс.

Чуть более развитый подход: в шкафы управления встраиваются сенсорные панели, с графическими схемами (мнемосхемами) объектов. Обычно панелей несколько: у зерносушилки будет свой автономный шкаф, у других групп оборудования — свои. Зайдя в щитовую, рабочий снимает перчатку и целится пальцем в нужный пункт меню на панели. Поскольку про этот уровень автоматизации на этапе согласования проектов в аграрной сфере обычно не вспоминает никто, то она — в зоне экономии. А значит, диагональ панели выбрана минимально возможной.

Илья Ермаков считает, что вредное заблуждение считать, что, видимо, — это проблемы персонала… Проблемы персонала в технологических процессах всегда так или иначе проявляются в экономических результатах предприятия.

Сегодня, кажется, никого не нужно убеждать, что в бытовой технике, автомобиле, комбайне или станке львиную долю ценности обеспечивают «умные» системы управления, реализованные в программном обеспечении. В софте.

Тем удивительнее, что в автоматизации аграрных объектов верхний, программный уровень системы управления становится предметом экономии. И хорошо бы — «экономии на спичках». Но на самом деле — экономии на надёжности, экономии в моменте — ценой постоянных экономических потерь на всём периоде эксплуатации объекта.

Часы пробега пустых транспортёров складываются в киловатт-часы потреблённой впустую электроэнергии. Вот пример реального отчёта главного инженера ЗСК об экономическом эффекте после внедрения нового программного обеспечения АСУТП на одном из зерносушильных комплексов:

«... В настоящее время на ЗСК …. всеми операторами используется новая программа на платформе ЭРСИ Контрол, с возможностью экономии электроэнергии. При действующем режиме сушки кукурузы (две сушилки в сутки с совмещением загрузка-выгрузка) разработана возможность адаптивного отключения транспортеров со следующей номинальной мощностью:

• ТКФ32200 — 9,2 кВт;
• ТКФ28500 — 7,5 кВт;
• ТКФ26000 — 5,5 кВт;
• Нория 29000 — 22 кВт

Итого: экономия 44,2 кВт-ч за час. При стоимости единицы электроэнергии 4,73 руб./кВт-ч, экономический эффект от внедрения новой программы – 137983,56 рублей за месяц».

Удивляться здесь нечему. Общеизвестно, что внедрение или модернизация АСУТП часто становится ключевым энергосеберегающим решением.

В сфере операторских интерфейсов в бюджетных системах всегда стоит выбор между встроенными сенсорными панелями и отдельными промышленными компьютерами, установленными на выделенном рабочем месте оператора.

Такой объект, как ЗСК, фактически находится под непосредственным управлением оператора, который постоянно принимает решения: по каким маршрутам и какие продукты перемещать. Даже на довольно небольших объектах возможно много комбинаций режимов и протекания сразу нескольких технологических процессов. Оператор такого объекта — не пассивный наблюдатель (как, например, на котельной или водозаборе).

Оператор ЗСК — активный участник технологического процесса, его «дирижёр». Поэтому обязательно — центральный операторский пункт управления из ПК оператора (учитывая запылённость объектов — лучше промышленного исполнения, безвентиляторный), монитор с большой диагональю.

Итак, правильно сделанная система автоматизации для ЗСК позволяет:

• обеспечить централизованное управление и контроль за процессом с рабочего места оператора, без необходимости задействовать местные пульты управления конкретным оборудованием.
• уменьшить количество персонала, вовлечённого в управление процессом, сосредоточить ответственность на единственном дежурном сотруднике (операторе технологического процесса), квалификацию, подготовку и обязанности которого легче обеспечить и контролировать.
• обеспечить автоматическую защиту от ошибочных режимов эксплуатации оборудования, исключить человеческий фактор.
• обеспечить наиболее оптимальные режимы эксплуатации оборудования (например, исключить прогон незадействованного в текущем маршруте конвейеров и норий и др., оптимальные режимы циркуляции продукта при циклической сушке и др.).
• обеспечить быстрый автоматизированный выход на нужные режимы эксплуатации (например, автоматическая сборка и последовательный безопасный запуск необходимого маршрута для продукта, выбранного оператором – по принципу «выбрать начальную точку, выбрать конечную, пуск»).

Как следствие, такая система АСУТП позволяет:

• повысить безопасность и бесперебойность эксплуатации объекта – по-максимуму исключая ошибки и человеческий фактор.
• повысить производительность технологического объекта и экономичность его эксплуатации, обеспечивая оптимальные режимы процесса и быстрое автоматизированное переключение между ними.
• понизить требования к основной части персонала объекта, сконцентрировав ответственность за управление оборудованием на операторе технологического процесса.

Особенно важно, что АСУТП с операторской системой включает в себя регистрацию истории технологического процесса (журнал и архив), что позволяет:

• провести анализ оптимальности эксплуатации объекта, статистики использования режимов и отдельных узлов.
• восстановить последовательность событий при нештатных и аварийных ситуациях, установить ответственных в случае ошибки персонала.

Как следствие, наличие журнала и архива истории технологического процесса позволяет:

• уменьшить вероятность повторения нештатных ситуаций, исключить возможность недобросовестных и вредительских действий персонала объекта.
• с помощью анализа истории изыскать более оптимальные экономические режимы эксплуатации объекта.
• оптимизировать планирование регламентного обслуживания оборудования.

Если у автоматизации, имеющей отдельную операторскую систему (SCADA), столько преимуществ, то почему она до сих пор недостаточно распространена в аграрной сфере?

Илья Ермаков уверен, что оптимальное решение есть — «выбрать подрядчиком, отвечающим за автоматизацию вашего объекта в целом, компанию, специализирующуюся на системах управления таких объектов, как ЗСК, элеваторы, комбикормовые заводы и подобные комплексы. Например, такой компанией является наш ЭРСИ Центр «Управляющие платформы».

Что позволяет такому подрядчику дать лучшее решение с разумным бюджетом? В первую очередь, «наличие своего серийного программного решения — в нашем случае платформы ЭРСИ КОНТРОЛ в конфигурации ЭРСИ ЗСК, которое можно быстро настроить и адаптировать к конкретному объекту. А имея соответствующую экспертизу, это удаётся делать быстро, качественно, гибко, обходя все давно известные подводные камни и учитывая конкретные потребности конкретного заказчика».

В какой момент обращаться к подрядчику промышленной автоматизации?

По нашему опыту, заказчики обычно вспоминают, что им нужна или «неплоха была бы» операторская система SCADA, на последнем этапе проекта, перед пусконаладкой, когда все мыслимые и немыслимые ошибки в проекте уже совершены и устранять их приходится уже не «на бумаге», а «в поле», прокладывая дополнительные забытые кабельные линии или перебирая шкафы управления. Автор верит, что эта статья предохранит читателя от подобных ошибок.

Другой случай внедрения операторской системы — модернизация существующего объекта. Опытный подрядчик может интегрироваться с разными уже существующими шкафами управления, уже имеющимися промышленными контроллерами (ПЛК) в них.

Илья Ермаков отмечает, что хотя часто для полноценной автоматизации требуются и изменения в аппаратуре, например, досбор дополнительных сигналов (как пример — внедрение токомеров на нориях, позволяющее лучше контролировать ситуации перегрузки и близкие к перегрузке). Остро стоящая последние годы проблема — замена импортных ПЛК (таких как Siemens) на отечественные или азиатские линейки в силу того, что запасные компоненты для западных линеек становятся труднодоступны на рынке или слишком дороги. Опытный подрядчик, например, ЭРСИ ЦУП, умеет работать с любыми линейками контроллеров, действуя, в первую очередь, в долгосрочных интересах своего заказчика.

(Подготовлено по материалам platformy.su).