Модернизация автоматизированной системы управления котельной на пивоваренном заводе в Новосибирске

Компания ТЕХТАН, специализирующаяся на проектировании, изготовлении, монтаже и наладке систем автоматизации котельного оборудования и систем водоподготовки, модернизировала АСУ ТП котельной пивоваренного завода без остановки производства. Заказчиком проекта стала компания «АБ ИнБев Эфес», являющаяся одним из лидеров пивоваренного рынка России.

Задача модернизации

Одним из важных аспектов современного пивного производства является необходимость бесперебойной подачи пара. Пар используется для поддержания заданной температуры емкостей, стерилизации тары и во многих других технологических цепочках. Отсутствие пара даже в течение всего одного часа приводит к существенным убыткам. Поэтому котельная – это во многом «сердце производства» на заводе –от ее бесперебойной и эффективной работы зависит большинство процессов выпуска продукции.

Для создания автоматизированных систем управления котельным оборудованием используется специальный программно-технический комплекс (ПТК). Установленный ранее ПТК перестал отвечать современным требованиям автоматизации. Заказчик столкнулся с проблемами в обслуживании данного комплекса – сложностью в получении модулей для замены вышедших из строя и нехваткой специалистов, так как для программирования данного ПТК используется нестандартный и малораспространенный набор команд.

Реализация проекта

В ходе реализации проекта было выполнено техническое перевооружение котельной, а именно: существующий программно-технический комплекс был заменен на автоматизированную систему управления (по сути – новый ПТК), реализованную на базе оборудования ОВЕН, причем замена осуществлялась без остановки производства. Дело в том, что производство невозможно было отключить даже на несколько минут – это грозило значительными убытками. Поэтому установку и настройку новых элементов АСУ ТП пришлось осуществлять в режиме «горячей замены» в условиях непрерывной работы сложного производства, выполняющего множество различных процессов одновременно.

Проект технического перевооружения АСУ ТП охватывал следующее технологическое оборудование котельной:

• паровой котел ДЕ-25-14ГМ №2;
• общие паропроводы и редукционнуюустановку;
• систему горячего водоснабжения с блоком подогревателей;
• систему сетевой воды с блоком подогревателей;
• питательно-деаэрационную установку;
• общие мазутопроводы и паропроводы (распыливания мазута) в котельной;
• мазутохозяйство.

При этом датчики, исполнительные механизмы и кабельные линии не заменялись.

Для управления данным оборудованием были разработаны шкафы управления:

• ЩУК2 – щит управления котлом №2;
• ЩОА – щит общекотельной автоматики;
• ЩУД1 – щит управления деаэратором 1;
• ЩУД2 – щит управления деаэратором 2;
• ЩУМХ – щит управления мазутным хозяйством.

Общее количество сигналов устройств связи с объектом (УСО) составило:

• входные дискретные сигналы – 82;
• входные аналоговые сигналы – 87;
• выходные дискретные сигналы – 101;
• выходные аналоговые сигналы – 6.

Внедрение новой системы управления проходило в несколько этапов. На первом этапе были проведены монтаж и наладка оборудования в соответствии с разработанным проектом. В стандартных условиях такого рода проекты выполняются в течение 1-2 месяцев. На данном проекте в связи с невозможностью остановить производство работа продолжалась чуть дольше.

Функционал модернизированной системы управления

Модернизированная система осуществляет контроль, дистанционное управление, сигнализацию, защиту, авторегулирование, блокировку и АВР, расчетные функции. Процессы контроля и управления технологическим оборудованием автоматизированы и осуществляются с АРМ оператора, которые расположены в операторской, в комнате единой диспетчерской службы и в помещении очистных сооружений. На АРМ оператора осуществляется визуализация параметров технологического процесса, дистанционное управление исполнительными устройствами, ввод заданий регуляторам, просмотр отдельных протоколов, отчетов и сводок, включение или отключение управляющих подсистем (авторегулирования, АВР, отключаемых блокировок) и выполнение других функций.

Верхний уровень новой системы управления представляет собой установленную на компьютере SCADA-систему SimpleSCADA, которая заменяет программную часть прежнего ПТК и обеспечивает взаимодействие оператора-технолога и инженерного персонала с управляемым технологическим оборудованием котельной.

Нижний уровень системы обеспечивает выполнение функций контроля и управления технологическими функциональными узлами. Средствами нижнего уровня являются контроллеры, которые получают от датчиков информацию о состоянии технологического объекта и воздействуют на электроприводы запорно-регулирующей арматуры и механизмов в соответствии с алгоритмом функционирования управляющих программ, загруженных в контроллеры.

Нижний уровень системы составляет оборудование ОВЕН. В основе его – сенсорные панельные контроллеры СПК107 с диагональю экрана 7”. Для ввода/вывода сигналов используются модули ввода/вывода ОВЕН: модули дискретного ввода МВ110-16ДН, модули дискретного ввода/вывода МК110-8ДН.4Р, модули аналогового ввода МВ110-8А, модули дискретного вывода МУ110-16Р, модули аналогового вывода МУ110-8И. Модули подключаются к панельному контроллеру СПК107 по интерфейсу RS-485. Прием/передача данных между контроллером и модулями осуществляется по протоколу Modbus RTU. Передача данных на верхний уровень (в SCADA-систему) от контроллера СПК107 осуществляется по сети Ethernet, протокол передачи данных Modbus TCP. Контроллеры и модули ввода/вывода размещаются в шкафах управления.

Существующее коммуникационное оборудование образует сеть Ethernet, объединяющую элементы системы управления. Пуск и эксплуатация котла при неработающем ПТК запрещаются. Общекотельное оборудование сетевой установки может эксплуатироваться при неработающем ПТК при условии организации наблюдения за параметрами и работой оборудования по местным приборам.

В котельной также установлены приборы контроля содержания оксида углерода и горючего газа в помещении. На АРМ оператора, а также на экранах панельных контроллеров предусмотрена светозвуковая сигнализация с информацией о причине ее срабатывания.

Результат модернизации

Проведенная модернизация АСУ ТП позволила получить следующие результаты:

• автоматизированную работу оборудования котельной с дистанционным управлением процессами и мониторингом всех необходимых параметров;
• инженерные решения и оборудование проекта используют стандартные интерфейсы, протоколы связи и наборы команд, что существенно облегчает задачи сервисного обслуживания и оставляет широкие возможности для внедрения дополнительных функций, обновления и масштабирования системы;
• отечественное ПО и оборудование, примененное при построении системы, имеет все необходимые сертификаты качества, при этом итоговая стоимость системы в разы ниже зарубежных аналогов.