АСУ ТП зернохранилища предназначена для централизованного управления и контроля работы технологического оборудования, диагностики его состояния, контроля параметров хранящейся продукции, а также регистрации введённых команд с идентификацией лица, которое их ввело, событий и отказов оборудования.
Система строится на базе программного пакета управления производственными процессами VSP-5000 собственной разработки. Пакет применяется на предприятиях хранения и переработки зерна и содержит готовую отраслевую библиотеку объектов управления: маршруты, нории, конвейеры, задвижки, поворотные трубы, блоки задвижек, бункеры и силосы, весовое оборудование, токовые защиты, устройства предупредительной и аварийной сигнализации. Логика зернохранилища не программируется с нуля, а описывается конфигурацией из типовых объектов, проверенных на действующих объектах.
Система строится по трёхуровневой схеме. Такое разделение обеспечивает главное эксплуатационное свойство: при отказе верхнего уровня технологические линии продолжают работать под управлением контроллеров.
Помимо контроллеров и модулей ввода-вывода собственного производства, VSP-5000 работает с программируемыми контроллерами ведущих мировых производителей: Omron серий CJ и CP, включая CJ2M, и Siemens всех современных серий, включая SIMATIC S7-1500.
Связь строится по открытому протоколу Modbus RTU через конвертеры интерфейсов, межконтроллерный обмен — по сетям Ethernet и Controller Link для Omron либо Profibus и Profinet для Siemens. При значительном удалении силосного корпуса, рабочей башни и приёмных устройств друг от друга магистрали прокладываются оптоволокном.
Рабочие места операторов объединяются в сеть Ethernet; конфигурация раздаётся клиентским станциям с сервера, что исключает расхождение версий схемы между рабочими местами. Все автономные системы автоматического управления, поставляемые совместно с технологическим оборудованием — сушилки, весовые терминалы, системы термометрии, зерноочистительные машины, — связываются с АСУ ТП по сетям с использованием протоколов обмена информацией.
Конфигурация завода в VSP-5000 представляет собой описание технологической схемы в виде связанных объектов. Каждый объект относится к одному из отраслевых классов и имеет собственный набор состояний, команд, блокировок и контрольных времён. Такой подход даёт три практических результата.
Маршруты строятся не из россыпи логических цепочек, а из объектов «Комплекс», «Замок», «Группа», поведение которых отработано на действующих объектах и одинаково от проекта к проекту.
Вся логика управления, описание оборудования, мнемосхемы и параметры настройки хранятся в одном файле конфигурации предприятия. Он не привязан к конкретному компьютеру, переносится без изменений и допускает текстовый экспорт для документирования и восстановления заведомо работоспособного состояния.
Конфигурация проверяется в режиме эмуляции до выезда на объект: маршруты, блокировки и сигнализация отрабатываются на модели, что сокращает срок пусконаладочных работ и число ошибок, обнаруживаемых на работающем оборудовании.
Основная функция АСУ ТП зернохранилища. В VSP-5000 маршрут описывается объектом класса «Комплекс», содержащим список входящего в него оборудования и список захватываемых ресурсов.
Задание маршрута выполняется оператором с пульта клавиатурой и (или) манипулятором «мышь». Запрограммированные маршруты движения продукта не дают пересекаться транспортным потокам.
При пуске комплекс последовательно захватывает ресурсы маршрута. Если очередной ресурс захватить не удалось, пуск не выполняется, а уже захваченные ресурсы освобождаются в порядке, обратном захвату. Оператор получает сообщение с указанием конкретного механизма, из-за которого пуск не состоялся.
Взаимное исключение конфликтующих маршрутов обеспечивается объектами класса «Замок». Захват может выполняться с приоритетом: маршрут с более высоким приоритетом получает общий механизм, а владелец с низшим приоритетом уведомляется о потере ресурса. Это позволяет, например, отдавать приоритет отгрузке по контракту перед внутренними перемещениями.
При вводе задания блокируются неправильные технологические действия оператора: система сообщает, что схема данного маршрута ошибочна либо что при работе другого маршрута её запустить нельзя.
Запуск технологических маршрутов выполняется в последовательности, обратной направлению перемещения продукта. Разрешение на загрузку маршрута продуктом вырабатывается только после окончания запуска всего выбранного маршрута.
Перед пуском основного транспортного оборудования производится запуск аспирационных и компрессорных установок. Загрузка продуктом основного оборудования при отключённых аспирационных и компрессорных установках исключается.
Плановый (не аварийный) останов маршрутов производится в порядке, обратном запуску, с отсчётом интервала доработки, необходимого для схода продукта с машин и оборудования. Длительность интервалов доработки задаётся индивидуально для каждой единицы оборудования и подбирается в процессе пусконаладки. После остановки основного оборудования выдерживается интервал времени до остановки аспирационных сетей и фильтров.
Система выявляет случаи длительной работы механизмов без продукта, выдаёт соответствующие сообщения и, при необходимости, автоматически отключает такое оборудование.
Контроль тока нагрузки норий реализуется штатным объектом токовой защиты; опционально таким же образом контролируются транспортёры, вентиляторы и другое оборудование. Объект выполняет:
Дополнительно контролируются перегрев электродвигателей, подпор, сход и обрыв ленты, скорость вращения — с аварийным выключением оборудования.
Немедленное прекращение подачи зерна и остановка линии. Обеспечивается подача прерывистого светозвукового сигнала, прекращение подачи продукта на маршруты и машины, остановка всего оборудования, предшествующего по технологическому потоку остановившемуся.
Прекращение подачи зерна на линию с продолжением её работы до полного схода имеющегося зерна.
Автоматическое обесточивание технологического оборудования — реализуется по согласованию с Заказчиком.
Реализована многоступенчатая система контроля доступа с разным набором прав для каждой роли — администратор, мастер, инженер КИПиА, оператор. Вход выполняется по имени и паролю либо по электронному ключу iButton, что исключает передачу пароля между сменами. Отдельно устанавливается мастер текущей смены — его фамилией помечается сменная выработка и затраты.
Перечисленные подсистемы поставляются отдельно, но связываются с АСУ ТП по цифровым сетям и учитываются в её алгоритмах.
Руководитель видит фактические цифры: сколько принято, сколько отгружено, что и в каком количестве находится в каждом силосе, сколько времени зернохранилище простояло и по какой причине. Учёт ведётся автоматически, а не по записям в тетради.
Назначение продукта силосу и запрограммированные маршруты не позволяют направить партию не туда, даже если оператор ошибся при вводе задания.
Блокировки, токовые защиты и контроль состояния транспортного оборудования предотвращают запуск механизмов в неподготовленном состоянии, работу на завале и повреждение оборудования при нарушении технологической последовательности. Выявление холостого хода сокращает бесполезный расход электроэнергии и износ.
Один оператор управляет объектом с рабочего места. Отпадает необходимость в обходах для переключения задвижек и пуска механизмов по месту.
Полный журнал действий персонала и поведения оборудования позволяет установить причину происшествия и ответственное лицо, а не восстанавливать события по устным объяснениям смены.
Комплект определяется проектом и, как правило, включает:
Несколько последних работ, в состав которых входила АСУ ТП. Это только часть объектов.
Это только часть работ. В списке 266 проектов с 1997 года, и он тоже неполный →
Для предварительной оценки достаточно технологической схемы объекта и перечня оборудования. Выезд специалиста на обследование объекта и подготовка технико-коммерческого предложения выполняются бесплатно.
