CC BY
106
УДК 65:681.3.06
Н.И. Халамеева
РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЙ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ОСНОВНЫХ ПРОИЗВОДСТВ НА БАЗЕ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА PI SYSTEM ФИРМЫ OSI SOFTWARE INC.
Разработано программное обеспечение, представляющее собой интегрированный набор программных пакетов, обеспечивающих новый уровень контроля за эффективностью производства и позволяющий работникам принимать компетентные деловые решения на основе поставляемой в режиме реального времени информации о работе завода.
Ключевые слова: система управления предприятием, автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления, программный продукт.
Неделя горняка
АО "Воскресенские минеральные удобрения" производит на базе переработки апатита минеральные фосфорные удобрения аммофос и диаммоний фосфат. Предприятие энергоемкое, крупнотоннажное, со сложной производственной структурой.
Основное производство ОАО представляет собой совокупность цехов, отделений, установок с непрерывными и полунепрерывными химико-технологическими процессами, которые тесно взаимосвязаны материальными и энергетическими потоками.
К числу основных производственных объектов относятся:
• цеха минеральных удобрений Аммофос-1, Аммофос-2;
• отделения экстракционной фосфорной кислоты ЭФК-3 и ЭФК-4;
• цех серной кислоты СКЦ (отделения СК-41 и СК-48);
• цех производства аммиака;
• цех фторсолей;
• цех сульфоугля.
В иерархической структуре системы управления предприятием можно выделить три основных уровня управления: нижний, средний и верхний уровни.
Нижний уровень управления предприятием - управление технологическими процессами в цехах и отделениях. В большинстве случаев он автоматизирован - внедрены АСУТП с применением современных средств автоматизации на базе программируемых логических контроллеров и SCADA систем с отображением информации пользователям на экранах мониторов персональных компьютеров. Щитовые системы на базе средств пневмоавтоматики существуют в цехах аммиака, фторсоли, сульфоугля и некоторых др.
На среднем уровне управления предприятием полностью автоматизировано, с использованием современных технических и программных средств в сфере информационных технологий, внедрена автоматизированная система оперативнодиспетчерского управления АСОДУ (МДО-система).
На верхнем уровне управления предприятием для управления финансовой и коммерческой деятельностью используется АСУП. Информация в АСУП поступает в виде исходных документов различных форм. Результаты работы АСУП представляются многочисленным
пользователям в виде экранных форм или справок и отчетов на бумажном носителе.
АСОДУ разработан с целью повышения эффективности управления производством ОАО «Воскресенские минеральные удобрения» в рамках созданной на предприятии комплексной информаци-онно-управляющей системы, II уровень АСУП (АСОДУ)) реального времени.
АСОДУ осуществляет сбор техникоэкономических данных от всех структурных подразделений предприятия, данных о движении ТМЦ, производственных данных реального времени от всех действующих на заводе АСУТП, обеспечивает архивирование этих данных и представление их в графическом виде на рабочих местах специалистов, по оперативному управлению производственными процессами, в реальном времени, с последующей возможностью анализа производства и принятия оперативных управленческих решений.
Кроме интеграции по «горизонтали» АСОДУ обеспечивает интеграцию по «вертикали», т.е. интегрирует действующие АСУТП и АРМы структурных подразделений с АСУП без какой-либо их существенной реконструкции, сохраняя при этом все ранее вложенные в АСУ инвестиции.
АСОДУ является важным этапом создания комплексной информационно управляющей системой, которая обеспечивает обмен данными между АСУТП и системой управления верхнего уровня
- управления бизнес-процессами
(АСУП).
Для хранения и обработки данных временных рядов в созданной КИУС выбрана база данных реального времени
- PI System. Для хранения других типов данных используется реляционная база данных (Oracle).
В качестве информационной платформы, при создании системы, принят программно-технический комплекс Plant Information System (PI System) компании OSI Software (Сан-Леандро, Калифорния) - наиболее тиражируемый, из программных продуктов, на зарубежных предприятиях химической отрасли. PI System относится к MES-системам.
MES (Manufacturing Execution Systems)
- это автоматизированная система управления производственной деятельностью предприятия, которая работает в режиме реального времени:
планирует; контролирует; оптимизирует; документирует производственные процессы от начала формирования заказа до выпуска готовой продукции;
Совокупность автоматизированных систем, интегрирующая верхние и нижние уровни управления предприятием;
Цель использования MES - оптимизация производства в целом; основа -точные актуальные данные от АСУ ТП; масштаб времени - минуты и часы; мониторинг статуса всех технологических процессов и его сопоставление с запланированным в каждый момент времени.
Цель работы заключалась в:
• реализации мониторинга работы всех технологических процессов;
• разработке приложения для анализа материальных и энергетических потоков, а также выработки продукции;
• разработке приложения для ручного ввода параметров;
• разработке электронных таблиц для оценки состояния технологических параметров для отдельных цехов.
Разработка приложений. Реализация мониторинга работы всех технологических процессов.
Используя встроенный в PI System инструмент PI-ProcessBook, были составлены мнемосхемы для каждого це-
ха, придерживаясь индивидуальной технологии производственных процессов, и основная схема, которая позволят оценить состояние работы всех подразделений предприятия (имеющие связь с PI System).
Оценка работы каждого цеха производится с помощью встроенного языка программирования Microsoft Visual Basic for Applications 6.0.
Алгоритм работы состояния цехов оценивается по входной информации от цеха, используя написанную программу.
Входные данные от цехов:
1. Аммофос №1, тег с именем am1:dig_01, что соответствует цифровому сигналу;
2. Аммофос №2 , теги с именами am2:F_18, am2:F_19, am2:F_20 (расход пульпы в реакторе п.269, 270, 271);
3. ЭФК № 3, теги fk3:F_06, fk3:F_07 (расход апатита дозатор №1, №2);
4. ЭФК №4, теги fk4:F_22, fk4:F_23 (расход апатита лев. “Sigma”, прав. “Хасл”);
5. СКЦ, тег sk8:F_01 (расход воздуха перед СБ);
6. Фтор.соли, теги fts:F_15, fts:F_16, fts:F_17 (расход двойной соли сист. 1705, 2706, 3707).
Разработка приложения для анализа материальных и энергетических потоков, а также выработки продукции.
Для аналитической оценки материальных, энергетических потоков, а также выработки продукции было разработано отдельное приложение, написанное на языке объектно-ориентированного программирования Microsoft Visual Basic 6.0 и PI-SDK.
Данное приложение позволяет получить оценку работы цехов, выработку продукции, их расходы на энергоресурсы, сырье на временном интервале. Временной интервал представляет собой
диапазон времени, на текущий момент или за определенный период.
При запуске приложение появляется активная экранная форма (ЭФ), на которой изображены кнопки, определяющие режим работы данного приложения (оценка по одному параметру или нескольким).
Разработка приложения для ручного ввода параметров.
Для статистического учета параметров, в том числе и лабораторных, значение которых необходимы для учета и хранения в архиве PI System, но при этом не являются точками опроса системы, могут поступать в архив, используя режим ручного ввода. С этой целью было разработанное отдельное приложение, позволяющее вводить пользователю данные с временными метками, написанное на языке объектно-ориентированного программирования Microsoft Visual Basic 6.0 и PI-SDK. Программный продукт Manual Logger, который непосредственно входит в комплект программного обеспечения PI System имеет следующие недостаток, он является специализированным приложением, что дает возможность работать узкому кругу пользователей, в основном разработан для администраторов системы, а также требует определенной конфигурации клиентского места.
Данное приложение позволяет вводить, просматривать и удалять за определенный период лабораторные данные. Оно также позволяет создавать, переименовывать, удалять теги, которые являются непосредственно точками учета. В приложение учитываются права доступа пользователей системы PI System, что обеспечивает защиту доступа к архиву.
При запуске приложения появляется сообщение, о подтверждении работы с системой, которое определяет пользова-
теля и его право доступа к системе. После установки соединения с сервером появляется активная ЭФ, на которой изображены кнопки, определяющие режим работы данного приложения (работа с данными или тегами).
Разработка электронных таблиц для оценки состояния технологических параметров для отдельных цехов.
Для предоставления данных в табличном виде, были созданы документы, используя табличный редактор Excel и программный продукт PI System PI Da-taLink.
Для подразделения «Центральный отдел технического контроля».
Внедрение АСОДУ позволило осуществить сбор и отображение аналитической информации о работе предприятия (только для подразделений имеющих АСУТП), в масштабе реального времени. Представление данных в графическом и табличном виде реализовано на следующих рабочих местах: диспетчера, главных специалистов и руководителей всех уровней управления предприятием.
Выше упоминалась, что PI System представляет собой архив и является интегрированной системой, эти особенности системы позволяют подсоединять другие программные продукты, и осуществлять двустороннюю связь с архивом. Некоторые дополнительные программные продукты реализованы и находятся на стадии внедрения в настоящее время на нашем предприятии. Это Plant Applications программное обеспечение:
Proficy Quality Management;
SigmaFine;
LabWare LIMS v.5.02.
ПО Proficy Quality Management и SigmaFine являются подпрограммами Plant Information System (PI System)
фирмы ИндаСофт, а LabWare LIMS v.5.02 фирмы а-Консоль.
Proficy Quality Management - ПО для управления качеством продукции.
SigmaFine - ПО для составления материальных и энергетических потоков.
LabWare LIMS v.5.02. - лабораторноинформационная система (ядро систем менеджмента качества).
Внедрение ЛИС позволяет предприятиям решить следующие основополагающие вопросы:
• обеспечить гарантированный контроль качества выпускаемой продукции;
• снизить расходы на переработку некачественной продукции;
• обеспечить руководство предприятия достоверной, полноценной и своевременной информацией;
• создать основу для принятия управленческих решений по качеству выпускаемой продукции;
• отказаться от рутинной бумажной работы в лабораториях, добиться полной документации всех этапов процесса контроля качества технологических процессов и регистрационных данных проведенных испытаний;
• интегрировать подразделения по
контролю качества в производственнотехнические и финансово-
экономические аспекты деятельности предприятия.
Данное программное обеспечение относится к классу Intelligence Production Management (Интеллектуальное управление производством, IPM). Программное обеспечение этого класса представляет собой интегрированный набор программных пакетов, обеспечивающих новый уровень контроля за эффективностью производства и позволяющий работникам принимать компетентные деловые решения на основе поставляемой в режиме реального времени информации о работе завода. Эти при-
Среднегодо-
вая
ложения представляют в распоряжение руководителей данные и аналитическую информацию, которая необходима им для быстрого принятия важных решений, способствующих увеличению производительности и эффективности работы. Они могут принести
1. Обоснование целесообразности автоматизации оперативного управления основным производством ОАО "Воскресенские Минеральные Удобрения". (ОАО "Центральный научноисследовательский институт комплексной автоматизации" Москва - 2002 г.);
наибольшую пользу компаниям, ведущих конкурентную борьбу путем усовершенствования производственного процесса, налаживания производственных отношений и формирования четкой системы отчетности.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Техническая документация для PI System (OSISoftWare, Inc)
3. Проект «Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ, Москва 2001 г.)»
IISTJsl
і- Коротко об авторе
Халамеева Н.И. - Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА
НЕУГОМОНОВ Сергей Сергеевич Совершенствование технологии очистной выемки при разработке месторождений камерными системами с твердеющей закладкой 25.00.22 25.00.20 к.т.н.
