Автоматизированная система мониторинга "Энергоучет сахарного комбината"
Разработчики:
ООО "ИнСАТ" - проектирование, разработка, поставка ПО и контроллеров, изготовление шкафов автоматики, монтаж, наладка, обучение персонала
Цеха ТЭЦ и КИП предприятия – участие в проектировании, монтаже и наладке.
Описание объекта
Объектом контроля является технический учет всех материальных и энергопотоков сахарного комбината: газа, пара, воды, конденсата, сырья и продукции. Сахарный комбинат состоит из двух основных частей – генерирующей мощности (ТЭЦ) и производства – сахарного завода (СЗ). В ТЭЦ поступают природный газ, вода и электроэнергия. ТЭЦ вырабатывает пар высокого давления, который поступает на вход паровых турбогенераторов, а также на редукционно – охладительную установку (РОУ), где давление понижается и он увлажняется. Турбогенераторы (ТГ) вырабатывают электроэнергию, которая затем используется в производстве. Пар после ТГ и РОУ направляется в коллектор низкого давления, откуда поступает основному потребителю (СЗ). ТЭЦ отпускает также горячую воду на отопление заводского поселка. На сахарный завод поступает сырье (сахар-сырец, свекла, каменный уголь, известь), а вырабатывается сахар (в мешках), патока и жом.
Решаемые задачи
АСМ «Энергоучет СК» является системой технического учета и предназначена для сбора, обработки и представления различным службам предприятия качественной и своевременной информации о входных и выходных энергетических потоках, а также потоках основных видов сырья и готовой продукции.
Система выполняет:
- мониторинг работы измерительного оборудования
- вычисление энергетических потоков между основными участками предприятия для проведения внутреннего расчета
- вычисление суммарных потреблений энергоресурсов, основного сырья и готовой продукции по предприятию в целом
- отображение и печать отчетов по вычисленным значениям параметров материальных и энергопотоков
В дальнейшем предполагается расширить функциональность системы в целях превращения ее в единую диспетчерскую (MES) систему всего предприятия в целом с включением в нее данных, получаемых из действующих АСУ технологических процессов СЗ и ТЭЦ.
Состав и структура системы:
АСМ «Энергоучет СК» - распределенная иерархическая шестиуровневая система. Первые три уровня – система сбора данных, следующие три – информационная система. Верхние два уровня информационной системы находятся в стадии разрботки. Система может расширяться без изменения структуры на всех уровнях.
Нижний уровень системы сбора данных: сбор и первичная обработка информации от точек учета.
Информация поступает с датчиков первичных параметров каждого узла (расход, давление, температура среды, вес, количество единиц продукции или сырья и т.д.). Сигналы этих приборов обрабатываются в вычислителях: теплосчетчиках, газовых корректорах, электросчетчиках, приборах анализа, микропроцессорных весах.
Вычислители обеспечивают не только передачу данных на следующие уровни системы, но и возможность автономного учета с ручным снятием показаний и печати отчетов «по месту».
Используемое оборудование узлов учета:
- счетчики СПТ961, СПГ741, СПЕ542 («Логика»)
- расходомеры ультразвуковые «Днепр» («Днепр»)
- микропроцессорные дифманометры APR 2000 (Aplisens) и DSIII (Siemens)
- микропроцессорные манометры Р-28 (Aplisens)
- зонды питостатические SDF (Siemens)
- контроллеры весов SUM-232 («Сведа»)
- газовые корректоры ЕК88/260 («Газэлектроника»)
Средний уровень системы сбора данных:
Инфраструктура системы передачи данных от узлов учета в сервер сбора данных.
Информация собирается по каналам RS232/RS485 на коммуникационные серверы (конверторы последовательных портов в Ethernet) и далее через закольцованную в целях повышения живучести технологическую сеть Industrial Ethernet на сервер сбора данных. Удаленные точки сети подключены через точки доступа Wi-Fi (дальность до 300м). Весовые контроллеры и параметры, поступающие из действующей АСУ ТП, подключены через шлюзовые контроллеры сбора данных.
Используемое оборудование:
- программируемые контролеры сбора данных I7188E5 (ICP DAS) – 5 портов R485
- коммуникационные серверы NPort (Moxa)
- промышленные коммутаторы Industrial Ethernet с технологией отказоустойчивости TurboRing и сторожевым таймером (время восстановления – не более 300мс)
- точки доступа Wi-Fi AP-270 (Orinoco) – дальность при прямой видимости до 300 метров
Программное обеспечение контроллеров сбора данных (из состава пакета программ MasterSCADA):
- исполнительная система MasterPLC
- универсальный драйвер SmartLink
Верхний уровень системы сбора данных:
Сбор, архивация, обработка данных от вычислителей.
Используемое оборудование:
Сервер на базе промышленного компьютера InSAT IS (корпус ICP Electronics) с независимым подключением к нижней (технологической) и верхней (информационной) сети.
Программное обеспечение:
- ОРС-сервер приборов Логика
- ОРС-сервер приборов ЕК88/260
- Исполнительная система MasterSCADA
- Модуль метрологической поверки MasterSCADA
- Интеренет-сервер MasterSCADA
- Модуль связи MasterSCADA с базами данных БД-коннектор
Нижний уровень информационной системы
Информационная локальная сеть с клиентскими АРМами подключена к серверу сбора данных.
Средний уровень информационной системы
На этом уровне полностью обработанная информация накапливается на сервере базы данных предприятия.
Верхний уровень информационной системы
Служит для представления обобщенной информации руководству предприятия (через общую локальную сеть предприятия) и территориально удаленному руководству холдинга (через Интернет).
Результаты внедрения
Обеспечение специалистов и руководства предприятия достоверной информацией, позволяющей провести анализ «узких мест» в энергоснабжении, в режиме реального времени оценивать составляющие себестоимости продукции, реализация концепции «прозрачного» предприятия.
Сроки выполнения проекта
Система разработана в течение 6 месяцев, из них разработка проекта на MasterSCADA заняла 2 месяца.