ПРЕСС-ЦЕНТР

Автоматизированная система диспетчеризации глиноземного производства на Богословском алюминиевом заводе

Цветные металлы 8/2007

С. Н. Аминов, С. А. Гребнев, ОАО «БАЗ-СУАЛ», С. Н. Пастухов, С. Ю. Пирогов, ЗАО «РТСофт»

20 декабря 2006 года на Богословском алюминиевом заводе (БАЗ) состоялась торжественная сдача в промышленную эксплуатацию первой очереди диспетчерской системы. На открытии присутствовали генеральный директор Богословского алюминиевого завода С. Н. Аминов, руководители и ведущие специалисты завода, глиноземного цеха и цеха автоматики. Представители филиала «УралРТСофт» – разработчики диспетчерской системы – провели презентацию комплекса, ответили на вопросы сотрудников завода, рассказали о возможных перспективах построения MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ». В своем выступлении генеральный директор БАЗа подвел итог совместной работы по созданию диспетчерской системы глиноземного производства и высоко оценил ее результаты.


Рис. 1. Торжественная сдача в эксплуатацию АСОДУ ГП

Предыстория создания АСОДУ ГП

С 1988 года диспетчеризация глиноземного производства на БАЗе функционировала на основе комплекса ТМ-301, включающего в себя систему телемеханики и телесигнализации, щит и пульт диспетчера. Данный комплекс был спроектирован в 1981 году и действовал в течение 14 лет. Уже в 90-х годах стало очевидно, что система автоматизации диспетчерского управления требует коренной реконструкции. Это было связано как с техническими недостатками работающего на тот момент комплекса, так и с изменившимися технологическими и производственными требованиями.

Рис. 2. Диспетчерская на базе ТМ-301
Рис. 2. Диспетчерская на базе ТМ-301

В 2002 году на БАЗе было проведено комплексное предпроектное обследование оперативного управления глиноземного производства. Для этой работы были привлечены специалисты ЗАО «РТСофт». В результате была разработана и утверждена на предприятии «Программа поэтапного внедрения MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ». В соответствии с разработанной программой, поэтапной автоматизации подлежат следующие производственные процессы:

  • оперативное диспетчерское управление глиноземного производства;
  • оперативное диспетчерское управление теплоэнергоресурсами;
  • оперативное управление производственными фондами;
  • управления качеством продукции;
  • оперативный контроль материально-сырьевых балансов.

Разработанная концепция построения на заводе MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ» позволила руководству предприятия спланировать мероприятия, затраты на создание системы и оценить окупаемость инвестиций.

Как строили АСОДУ ГП

Началом создания на заводе MES-системы стало проектирование первой подсистемы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ» – модуля «Автоматизированная система оперативного диспетчерского управления глиноземного производства» (АСОДУ ГП). Данные работы выполнялись компанией «РТСофт» при участии компании «ПЛК-системы». Проектирование АСОДУ ГП велось в 2003–2004 годах.

В 2006 году были проведены работы по внедрению системы и осуществлен ввод в промышленную эксплуатацию первой очереди АСОДУ ГП – гидрохимический передел. Работы по вводу в эксплуатацию данного объекта производили ООО «СтройБАЗ» и ЗАО «РТСофт» совместно со специалистами ОАО «БАЗ-СУАЛ».

С технической точки зрения работы по созданию АСОДУ ГП можно разделить на три направления:

  • Оснащение нижнего уровня АСОДУ ГП – это работы по установке контрольно-измерительных приборов. Всего в рамках первой очереди АСОДУ ГП было установлено около 400 новых контрольно-измерительных приборов.
  • Оснащение среднего уровня АСОДУ ГП – это работы по установке промышленных контроллеров, АРМов на технологических участках, коммуникационного оборудования и прокладке информационных сетей. Всего было установлено 12 диспетчерских шкафов с контроллерным оборудованием, 11 АРМов на участках, 6 шкафов с коммуникационным оборудованием, проложено 38 сегментов информационной сети.
  • Оснащение верхнего уровня АСОДУ ГП – это работы по техническому переоснащению центрального диспетчерского пункта глиноземного производства. Был демонтирован диспетчерский комплекс на основе ТМ-301. Установлены многоэкранные АРМы диспетчерского персонала, АРМы инженеров сопровождения, система мониторинга коллективного пользования, оборудование диспетчерской связи, мощный центральный сервер АСОДУ ГП.


Рис. 3. Вид рабочего места диспетчера после реконструкции

Что может АСОДУ ГП

На выше описанной технической структуре разворачивается и функционирует программное обеспечение диспетчерской системы.

Программное обеспечение АСОДУ ГП предоставляет диспетчерскому персоналу следующие функции и возможности:

  1. Ситуационный диспетчерский мониторинг производства – данная подсистема позволяет видеть диспетчеру текущие значения наиболее важных технологических параметров, отображаемых на специально разработанных мнемосхемах и таблицах. Общее количество мнемосхем и таблиц данной подсистемы – 38.

Пример мнемосхемы ситуационного мониторинга производства
Рис. 4. Пример мнемосхемы ситуационного мониторинга производства

  1. Динамический анализ производства – подсистема, позволяющая анализировать временные колебания любых технологических параметров глиноземного производства в любой комбинации.

Пример тренда динамического анализа производства
Рис. 5. Пример тренда динамического анализа производства

  1. Анализ узких мест – подсистема, формирующая сигналы аварийной и предупредительной сигнализации о выходе технологических параметров за допустимые границы. Подсистема фокусирует внимание диспетчера на текущих узких местах в технологических цепях глиноземного производства.

Пример мнемосхемы анализа узких мест
Рис. 6. Пример мнемосхемы анализа узких мест[1]

  1. Проблемный мониторинг производства – отображает текущие, среднечасовые и среднесменные технологических параметров, сгруппированных в соответствии с решаемыми в рамках данной подсистемы задачами:

  • управление буферными емкостями;
  • управление режимами технологических установок;
  • управление производительностью технологических установок;
  • управление распределением нагрузок между параллельными узлами и нитками агрегатов.

Пример экрана проблемного мониторинга производства
Рис. 7. Пример экрана проблемного мониторинга производства

  1. Сводный анализ потоков – аналитическая подсистема, позволяющая представить процесс управления производством в виде таблиц и графиков, оценить ритмичность управления материальными потоками (оборотный раствор и алюминатный раствор, сырая пульпа и гидратная пульпа, боксит и глинозем – всего 20 наименований) и сформировать рекомендации диспетчеру по управлению производительностью глиноземного производства с целью обеспечения выполнения плановых заданий.

Пример таблицы сводного анализа потоков
Рис. 8. Пример таблицы сводного анализа потоков

  1. Подсистема диспетчерского документооборота – подготовка результирующих сводок и оперативных рапортов по глиноземному производству за различные интервалы времени.

Первые результаты работы АСОДУ ГП

Первая очередь АСОДУ ГП (гидрохимический передел) успешно введена в промышленную эксплуатацию в декабре 2006 года. Начальный период эксплуатации показал, что система обеспечивает все заданные функции и характеристики, позволяет осуществлять диспетчерское управление глиноземным производством на основе оперативных и достоверных данных, дает диспетчерскому персоналу аналитические инструменты для принятия верных управленческих решений и предотвращения нештатных ситуаций.

Уже на начальном этапе эксплуатации системы наблюдаются изменения важных для глиноземного производства производственно-технологических показателей, служащих критериями качества управления технологическими и производственными процессами:

  • повышается точность стабилизации технологических показателей;
  • повышается точность стабилизации режимных параметров работы оборудования;
  • снижается частота нарушений производственных регламентов;
  • повышается стабильность нагрузок на технологические агрегаты и нитки;
  • повышается степень использования буферных емкостей;
  • снижается частота нарушения регламентов работы оборудования;
  • повышается степень оптимальности распределения нагрузок между агрегатами;
  • повышается точность исполнения плановых заданий;
  • повышается оперативность контроля исполнения заданий;
  • повышается оперативность и точность анализа и прогноза технологических и производственных ситуаций;
  • повышается оперативность и точность подготовки отчетной документации;
  • повышается оперативность и точность горизонтального взаимодействия со смежными подразделениями и службами.

Очевидно, наблюдаемое на начальной стадии эксплуатации системы улучшение производственно-технологических параметров даст улучшение и технико-экономических показателей производства. Так, ожидается:

  • снижение механических потерь (в основном щелочь и глинозем с отвальным шламом);
  • снижение химических потерь (повышение степени извлечения оксида алюминия при выщелачивании боксита и спека);
  • повышение степени выкрутки алюминатного раствора;
  • снижение химических примесей в продукции;
  • улучшение физических характеристик продукции (главная – крупность глинозема);
  • снижение мощности оборотных потоков;
  • повышение коэффициента использования оборудования.

Итак, ввод в эксплуатацию АСОДУ ГП стал первым шагом на пути внедрения на предприятии MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ». Теперь, когда стало очевидно, что возврат инвестиций на создание MES-системы не годы, а месяцы, появилась уверенность, что будут сделаны следующие шаги по внедрению модулей MES-системы «АСУ-ГЛИНОЗЕМ», таких как «АСУ-Механик», «АСУ-Энерго», «АСУ-Химик» и «АСУ-Балансы».

 


[1] красным цветом выделены участки, на которых есть т. н. узкие места