Автоматизированная система оперативного диспетчерского контроля и управления материальными потоками

ЗАО «РТСофт» по заказу БАЗа, филиала ОАО «СУАЛ», разработало Программу поэтапной реализации MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ» (рис. 1), в которой определен компонентный состав этой информационно-управляющей системы (ИУС):

1. Автоматизированная система оперативного диспетчерского управления потоками глиноземного производства (АСОДУ ГП).

2. АСУ-ЭНЕРГО глиноземного производства.

3. Автоматизированная система управления основными производственными фондами глиноземного производства (АСУ ОПФ).

4. Лабораторная информационная система глиноземного производства (ЛИС).

5. Автоматизированная учетно-балансо-вая система.

Рис. 1. Положение MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ» в информационной структуре предприятия

Первым этапом реализации на предприятии MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ» стало проектирование и внедрение АСОДУ ГП. Материальные и технологические потоки — это основной технолого-экономический ресурс производства и основной объект контроля и управления диспетчера ГП. Также ГП предприятия имеет ряд особенностей, таких как:

• комбинированная технологическая схема Байер-спекание, со сложной структурой взаимосвязанных материально-сырьевых потоков;

• недостаточный объем межучастковых буферных накопителей, требующий четкой координации производительности смежных участков;

• нестабильное качество сырья.

Эти особенности придают особую важность вопросам диспетчеризации материальных потоков ГП (см. рис. 2). В рамках разработки АСОДУ ГП произведено проектирование технического, информационного, математического и программного обеспечения системы.

Рис. 2. Схема основных материальных потоков ГП

Техническое обеспечение АСОДУ ГП охватывает технические средства от КИП на участках до средств представления информации в центральном диспетчерском пункте цеха (ЦДП ГП).

В соответствии с проектным техническим обеспечением, в глиноземном производстве вновь устанавливается около 500 приборов КИПиА на 14 участках глиноземного цеха, которые составляют нижний уровень АСОДУ ГП (см. рис. 4). Информация от датчиков выводится в 26 щитовых помещений глиноземного цеха, где согласно нашему проекту устанавливаются дополнительные контроллеры, АРМы технологов и мастеров участков, коммуникационное оборудование — это средний уровень АСОДУ ГП (см. рис. 4).

Рис. 4. Обобщенная иерархическая структура АСОДУ ГП БАЗа

Верхним уровнем проектируемой системы является оснащение ЦДП ГП (см. рис. 4), где предусмотрены многоэкранные АРМы диспетчерского персонала (рис. 3.), средства мониторинга коллективного пользования, центральный сервер АСОДУ ГП, система технологического видеонаблюдения и другие технические средства, обеспечивающие перевод диспетчерского управления ГП на принципиально новый технический уровень.

Рис. 3. Образец отображения диспетчерских задач на многоэкранном АРМе старшего технолога

На этой технической платформе разворачивается и функционирует программное обеспечение АСОДУ ГП, информационная структура которого во многом повторяет техническую структуру — также имеет три иерархических уровня, реализуется также в соответствии с нелинейной децентрализованной структурой, что обеспечивает ГП высокие характеристики гибкости и живучести системы.

В системе можно выделить следующие группы информационных узлов (см. рис. 5):

• Нижний иерархический уровень образуют информационные узлы ввода первичной оперативной информации о технологическом процессе. Они подразделяются на категории:

— узлы автоматического ввода первичной информации; реализуются при помощи программируемых логических контроллеров;

— информационные узлы оперативного ручного ввода информации о технологическом процессе — персональные компьютеры с прикладным программным обеспечением на базе SCADA-системы InTouch;

— узлы ввода первичной информации о технологическом процессе, основанные на ежесменном и ежесуточном ручном вводе: лабораторная информация из системы «Химик», информация из системы СУОС (система учета основного сырья).

• Средний иерархический уровень образуют узлы переработки и хранения информации:

— информационные узлы вычисления расчетных переменных на основе исходной информации (реализовано при помощи сервера вычислений RTSoft Calculation Server, подробную информацию об этом программном продукте см. в статье «Сервер расчетов RTSoft Calculation Server»);

— информационные узлы архивирования информации (СУБД РВ IndustrialSQL Server, СУБД Microsoft SQL Server).

• Верхний иерархический уровень системы образуют потребители информации:

— основные потребители информации — автоматизированные рабочие места диспетчера, помощника диспетчера глиноземного производства, энергодиспетчера и т. д.

Основными отличиями АСОДУ ГП от систем класса АСУТП являются:

• наличие в системе переменных различных временных категорий, в том числе данных ручного ввода, поступающих в систему со значительным запаздыванием;

• наличие большого числа расчетных параметров, вычисляемых на основе параметров, поступающих из разных компонентов системы;

• наличие сложного документооборота отчетной документации;

• большее количество переменных;

• большее количество компонентов системы;

• многоэтапность разработки и введения системы в эксплуатацию.

Для информационной координации и систематизированности при проектировании и сопровождении такой многокомпонентной и сложносвязанной системы, как АСОДУ ГП, была разработана конфигурационная база данных АСОДУ ГП, подробная информация о которой представлена в статье «Конфигурационная база данных АСОДУ ГП».

Программное обеспечение АСОДУ ГП содержит целый ряд функций, поддерживающих текущую оперативную деятельность диспетчера, таких, как «Текущий диспетчерский мониторинг» (включая ситуационный и динамический анализ производства), «Анализ узких мест производства», «Проблемный мониторинг», «Сводный анализ потоков» и другие.

Рис. 5. Информационная структура АСОДУ ГП

В информационной структуре АСОДУ ГП (рис. 5.) отражены программные подсистемы П0-П9, которые определяют функциональное содержание системы:

• П0 — так называемые подсистемы нулевого цикла, сюда входят АСУТП и информационные системы всех технологических участков.

• П1 — подсистема «Анализ работы участков», представляет собой полный мониторинг участков в рамках интерфейса АСУТП с рабочего стола диспетчера.

• П2 — подсистема «Анализ узких мест», предназначена для диагностики и анализа наиболее важных нарушений (Алармов) в производстве с помощью группы видеокадров.

• П3 — подсистема «Текущий диспетчерский мониторинг», включает 2 блока:

— ситуационный мониторинг производства — имитирует многослойный диспетчерский щит, реализованный на основе специально разработанных мнемосхем;

— динамический ситуационный анализ- позволяет проанализировать временные колебания величин с помощью графиков.

• П4 — интеллектуальная подсистема «Оценка, прогноз, управление», включает в себя задачи:

— «Проблемный мониторинг производства» -решает задачи управления буферными емкостями, режимами технологических установок и их производительностью, распределением нагрузок между параллельными узлами и нитками аппаратов;

— «Сводный анализ потоков» — дает максимально концентрированное представление об управлении потоками в виде таблиц и графиков. Важной частью этой задачи является оценка ритмичности управления материальными потоками и формирование рекомендаций диспетчеру по управлению производительностью переделов глиноземного производства с целью выполнения плановых заданий.

• П5 — подсистема «Сводки, отчеты, рапорты», включает функционал, связанный с автоматизированной подготовкой оперативных документов о работе смены (рапорты, отчеты) и автоматическое формирование сводок ТиТЭП.

• П6-П9 — подсистемы, обеспечивающие администрирование и инженерное сопровождение системы.

В 2006 году завершено внедрения первой очереди «АСОДУ ГП» на Богословском алюминиевом заводе.

ЗАО "РТСофт"
тел.(495) 742-6828, 967-1505
www.rtsoft.ru, pr@rtsoft.ru