29.12.16 - Под занавес уходящего года в Санкт-Петербурге нашими специалистами завершен проект модернизации автоматизированного технологического комплекса, включающего в себя АСУ бетоносмесительной секции, АСУ адресной подачи бетона, 6 автоматизированных постов заказа продукции из формовочного цеха, интеграцию с бетоноукладчиком, а также небольшую АСУ склада инертных материалов на заводе ЖБИ-1, входящем в состав АО ЛСР. Железобетон-СЗ. Чуть ранее нашими специалистами был завершен первый этап реконструкции. Целью данного проекта модернизации стала замена штатной АСУ производства фирмы Elematic на АСУ под управлением АСУ L-Express, а также интеграция разработанной системы управления в состав единого автоматизированного технологического комплекса, включающего в себя АСУ других бетоносмесительных секций и линии адресной подачи под управлением L-Express, внедренных на первом этапе проекта. В настоящее время оба этапа работ полностью завершены и введены в промышленную эксплуатацию. Автоматизированный технологический комплекс включает в себя следующие системы:
- АСУ 2 бетоносмесительных секций
- Автоматизированная система управления 2 линиями адресной подачи бетона российского производства и фирмы Elematic (3 кюбеля)
- 5 автоматизированных посты заказа бетона из формовочного цеха на базе операторских панелей
- 1 автоматизированный передвижной пост заказа бетона, расположенный на бетоноукладчике фирмы Elematic
- Автоматизированные рабочие места заводской лаборатории
Особенности проекта
К моменту начала работ на производстве ЖБИ-1 функционировало несколько автоматизированных систем управления, разработанных в разные годы одной из российских компаний, фирмой Elematic, а также АСУ адресной подачи, разработанная силами специалистов предприятия для одной из линий адресной подачи. Возраст систем управления составлял более 10 лет. Системы российской разработки и АСУ фирмы Elematic функционировали без серьезных проблем, собственная разработка могла работать только в режиме ручного управления.
Серьезные производственные планы, которые приходится выполнять бетоносмесительному цеху (до 600 кубических метров бетона для производства изделий ЖБИ), почти 100%-ная загрузка производства не позволяют компании иметь простои, связанные даже с небольшими остановами производства. Имеющиеся в наличии автоматизированные системы управления, несмотря на отсутствие серьезных сбоев, были уже достаточно старыми, и часть оборудования АСУ к настоящему времени уже снята с производства производителем или готовится к снятию с производства в самое ближайшее время. Все это создавало определенные сложности с поиском комплектующих для выполнения ремонтных работ. Еще одной проблемой при поддержании работоспособности АСУ стала проблема, связанная с тем, что оборудование было изготовлено разными разработчиками. Соответственно для решения проблем было необходимо поддерживать несколько комплектов запасного оборудования и взаимодействовать с несколькими компаниями при решении проблем.
Исходя из такого положения дел, руководством компании перед нашими специалистами были поставлены следующие основные задачи:
1) Провести модернизацию всех автоматизированных систем с использованием одного технологического решения
2) Разработать единый автоматизированный технологический комплекс, включающий в себя несколько АСУТП и позволяющий консолидировать информацию в единой технологической базе данных, а не собирать информацию из разных источников
3) Заложить перспективные возможности расширения состава технологического комплекса за счет включения в него производственных линий, либо не охваченных к текущему моменту автоматизацией и работающих, либо работающих в полуавтоматическом режиме
4) В связи с серьезной загрузкой производственных мощностей обеспечить внедрение автоматизированного технологического комплекса с минимальной остановкой производства. В итоге анализа производственных планов нашим специалистам были выделены для остановки производства на первом этапе 2 календарных дня, включая один из них праздничный, а на втором этапе была поставлена задача выполнить все работы без какой-либо остановки производства.
За более чем 20-летний срок работы наших специалистов на рынке проектов автоматизации бетонных заводов и производств ЖБИ нам не был известен хотя бы один случай выполнения такого проекта с такими требованиями к остановке производства, а, если быть точным, практически к полному отсутствию такой остановки для решения сразу нескольких задач, связанных с автоматизацией технологических процессов. Поэтому нашим специалистам при выполнении проекта предстояло разработать такую технологию, которая бы позволила выполнить проект с минимальными затратами на монтаж оборудования АСУ, а также с возможностью переключения между имеющимися и новыми системами управления в ночное время для выполнения работ наладочных работ и возвратом системы к первоначальному виду к началу утренней смены.
В результате с учетом оборудования имевшихся в наличии АСУ, а также особенностей нашего оборудования такая технология была разработана для АСУ фирмы Elematic. Для АСУ российского производства и АСУ адресной подачи бетона собственной разработки завода такой возможности не было. Поэтому было принято решение о разделении проекта на 3 этапа.
На первом этапе планировалось использовать 2 выделенных для остановки для для полного перемонтажа АСУ БСУ российских разработчиков, проведения пусконаладки в этот же промежуток времени и запуске системы к окончанию этих 2 дней.
На втором этапе планировалось решить задачу автоматизации линии адресной подачи бетона собственной разработки компании.
На третьем этапе предстояло заменить одновременно несколько АСУ фирмы Elematic: АСУ бетоносмесительной секции с 2 смесителями, АСУ линии адресной подачи, автоматизированные посты заказа продукции из формовочного цеха, выполнить интеграцию АСУ L-Express с бетоноукладчиком, а также реализовать небольшую АСУ склада инертных материалов, управляющую надбункерным отделением. Поскольку архитектура финской системы и невозможность какой-либо остановки производства не позволяла разделить все эти системы на отдельные этапы, было принято решение об одновременном запуске всех АСУ. Ценой ошибки при разработке нашими специалистами проекта и программного обеспечения стала бы остановка прозводства в максимально загруженных пролетах. Данный этап стал самым большим вызовом для наших специалистов.
Этапы №1-2. Модернизация АСУ БСУ №1, АСУ адресной подачи бетона и автоматизация заводской лаборатории.
В рамках первого этапа работ по комплексной реконструкции производства бетона на ЖБИ-1 нашим специалистам были выполнены работы по демонтажу АСУ бетоносмесительной секции с 2 смесителями, монтажу и пусконаладке АСУ БСУ на базе L-Express. Остановка производства для выполнения этих работ составила 2 праздничных дня, когда производство ЖБИ было остановлено.
По окончании монтажных работ и работ по пусконаладке уже в первую рабочую смену операторы БСУ выполнили производственные планы почти в полном объеме. К концу смены операторы работали полностью самостоятельно. Несколько последующих дней наши специалисты постоянно находились с операторами различных смен и проводили обучение в на работающем объекте.
Еще одной особенностью технологического процесса на ЖБИ-1 стало требование обеспечить очень высокую точность дозирования химических добавок с допуском не более 6-8 граммов на 1 кубический метр бетона для производства ряда наиболее ответственных изделий. Чтобы обеспечить данную точность пришлось приложить достаточно усилий по настройке скорости подачи добавок, а также настройки параметров дозирования компонентов. Данная задача была решена за счет корректировки последовательности выполнения производственных планов и выпуска на начальных этапах смесей, по которым точности дозирования были несколько ниже. В результате проведенных работ совместно со специалистами предприятия указанной точности удалось достичь. Производство вышло на свою проектную мощность.
Вторым этапом работ стала модернизация АСУ адресной подачи бетона, разработанной сотрудниками предприятия. Этот этап оказался несколько проще в реализации, т.к. оборудование работало в ручном режиме (а эксплуатировать АСУ адресной подачи бетона с пульта дистанционного управления в течении долгого достаточно проблематично) и данная линия адресной подачи в результате была практически не загружена. Технических сложностей в реализации данного этапа не возникло, и через некоторое время АСУ адресной подачи бетона была введена в эксплуатацию и подключена к АСУ БСУ, внедренную на этапе 1.
Этап №2. Модернизация АСУ фирмы Elematic
Самым ответственным этапом проекта стала модернизация АСУ, разработанной фирмой Elematic. Данная АСУТП включала в своем составе:
- Бетоносмесительную секцию, включающую 2 бетоносмесителя,
- Оборудование надбункерного отделения
- Линию адресной подачи бетона со стрелкой и 2 кюбелями на этой линии, а также модуль интеграции с бетоноукладчиком, позволяющий кюбелям находить бетоноукладчик в цеху, выполнять разгрузку и при необходимости следовать за бетоноукладчиком до момента, когда оператором бетоноукладчика будет выдана команда на разгрузку кюбеля.
- 6 постов заказа продукции из формовочного цеха
Поскольку архитектура финской системы была построена таким образом, что разделить все эти подсистемы на отдельные составляющие и смонтировать ее по частям было нельзя, то было разработано решение, позволяющее максимально задействовать имеющееся оборудование, а для замены управляющих контроллеров было разработано решение, позволяющее переключаться с действующей системы на новую систему в ночное время для выполнения наладочных работ, а перед утренней сменой возвращаться к системы фирмы Elematic. Все работы по наладке новой АСУ на базе L-Express были выполнены в нерабочее время, остановки основного производства не потребовалось. По окончании работ по наладке новой системы был выполнен переход на новую АСУ непосредственно в процессе работы производства. Процесс переключения занял не более 20 минут. В результате все автоматизированные системы были одновременно заменены на АСУ L-Express.
Работы по разработке программного обеспечения на замену АСУ L-Express были выполнены на высоком уровне, что позволило выполнить практически безударный переход на новую систему. Определенные моменты, связанные с невозможностью в ночное время выполнить наладку оборудования АСУ L-Express без возможности выполнять проверки на неработающем оборудовании конечно же возникли, но они не носили фатального характера и не привели к остановке производства. Основные проблемы, с которыми столкнулись наши специалисты, возникли на линиях адресной подачи бетона, т.к. для безударного перехода нам пришлось полностью изменить логику работы нашей системы адресной подачи бетона на логику, использовавшуюся финской системой.
Результаты внедрения проекта
1. К настоящему моменту все этапы проекта полностью завершены, автоматизированный технологический комплекс функционирует в рамках поставленной нам задачи, а также имеет возможности расширения для автоматизации технологического оборудования, не включенного к настоящему моменту в состав АТК.
2. Разработано стандартное решение для автоматизации технологического оборудования фирмы Elematic, котрое позволяет при необходимости выполнять безударную замену АСУ фирмы Elematic на АСУ L-Express, обладающую большими функциональными возможностями по сравнению с разработкой финских инженеров.