Капитальный ремонт АСУ участка производства элементарной серы
Аннотация
В рамках проекта был выполнен капитальный ремонт АСУ участка производства элементарной серы с заменой изношенного и морально устаревшего контроллерного оборудования на современные ПЛК и расширение функциональных и технических возможностей системы.Система предназначена для контроля режимов работы и автоматизированного управления технологическим процессом и оборудованием, обработки технологических данных, обеспечения персонала информацией, реализации оптимальных режимов управления и обеспечения информационного взаимодействия с другими производственными подразделениями в режиме реального времени.
Заказчик: ОАО «ГМК «Норильский никель»
Объект внедрения: участок производства элементарной серы Медного завода
Объем выполненных работ: комплексная реализация проекта на условиях «под ключ»
Цели проекта
- восстановление эксплуатационных характеристик существовавшей АСУТП в части надежности и обеспечения безопасности ведения технологического процесса;
- снижения рисков внеплановых простоев;
- расширение программных и технических возможностей системы.
Ключевые технические решения
Верхний уровень Системы состоит из резервированного сервера приложений, сервера сбора информации и автоматизированного рабочего места оператора. Сервер приложений - компьютерная станция, предназначенная для выполнения задач серверной части прикладного программного обеспечения. Сервер сбора информации - компьютерная станция, обеспечивающая сбор, первичную обработку и хранение технологической информации, поступающей от микропроцессорных контроллеров. Автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора состоит из четырех персональных компьютеров в промышленном исполнении производства компании Rockwell Automation. На автоматизированном рабочем месте выполняется клиентская часть прикладного программного обеспечения верхнего уровня АСУ. Используется как инструмент для контроля, управления и анализа технологического процесса.
Средний уровень Системы составляют станции управления и станции удаленного ввода-вывода. Центральным устройством системы управления являются контроллерные станции, осуществляющие функции автоматического управления технологическим процессом. Они выполнены с использованием ПЛК Allen Bradley ControlLogix. Данные контроллеры имеют блочно-модульную конструкцию, что позволяет их конфигурировать в соответствии с требованиями конкретного объекта. Имея более 40 модулей ввода/вывода в конструктиве шасси, система ввода/вывода ControlLogix предлагает: изолированный/неизолированный цифровой и аналоговый ввод/вывод, цифровой ввод/вывод с встроенной диагностикой, входы термодатчиков, специализированный ввод/вывод.
Дополнительные модули аппаратного резервирования ControlLogix поддерживают полностью резервированные архитектуры контроллеров без дополнительного программирования. Программы автоматически перегружаются из главного контроллера во вспомогательный. Более того, в процессе сканирования программы главный контроллер автоматически обновляет резервный контроллер при любом изменении данных, чтобы обеспечить их синхронизацию. При отказе главного контроллера управление автоматически переключается на резервную систему. «Плавный переход» при переключении с одного контроллера на другой обеспечивает сохранение всех функций.
Связь между станциями управления реализована по сети Ethernet/IP, связь между станциями управления, станциями удаленного ввода-вывода и частотно-регулируемыми приводами – по сети ControlNet. При наличии технической возможности прокладка кабелей резервированной системы ControlNet выполнена по разным кабельным трассам.
В состав нижнего уровня входят существующее оборудование КИП (датчики уровня, расхода, давления, температуры), исполнительные механизмы (насосы, вентиляторы, шиберы, задвижки, клапаны и т.д.).
Для обеспечения надежности работы электропитание оборудования станций управления осуществляется через дублированный источник бесперебойного питания необходимой мощности, обеспечивающий защиту схем от сбоев по питанию длительностью не менее 30 минут и байпасную схему включения для ремонта и технического обслуживания.
Функции системы
- непрерывный сбор и предварительная обработка данных от датчиков;
- автоматизированная диагностика технических и программных средств системы (измерительных каналов, каналов передачи данных, модулей ввода-вывода);
- контроль работоспособности оборудования;
- регистрация истории технологического процесса и аварийных событий;
- расчет и выработка управляющих воздействий по алгоритмам ручного и автоматического управления;
- управление технологическими объектами;
- выполнение автоматики безопасности;
- предупредительная и аварийная технологическая сигнализация;
- сигнализация об отключениях элементов системы и открытиях шкафов с оборудованием.
Диагностирование модулей ввода/вывода включает в себя диагностику состояния модуля и диагностику отказов модуля. Диагностирование каналов ввода включает в себя определение достоверности аналоговых сигналов, передаваемых от датчиков, диагностику выхода параметров за предельные границы, диагностику короткого замыкания и обрыва полевых цепей.