ТПИП. Сажин В.С., АТПП-17бзу, Реферат ТПИП. Интегрированные системы оперативного управления производством. Методы разработки оперативных планов
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
Плановым периодом называется промежуток времени, в течение которого экономически целесообразно и технически возможно строить оперативнокалендарные планы работы цехов и участков. Назначение планового периода состоит в то, что создать благоприятные условия для действительно управления технико-экономическими показателями работы цеха, участка, выполнения своевременной оперативной подготовки производства, и, наконец, для регламентирования частоты построения календарных планов работы цехов и участков. При выборе планово-учетного периода необходимо, чтобы его продолжительность была равно или кратна продолжительности месяца, а приведенные затраты, связанные с построением и регулированием календарных планов работы цехов и участков были минимальными. При определении планового периода целесообразно, чтобы его продолжительность была одинаковой для всех подразделений и служб объединения и равной или кратной продолжительности года, а также обеспечивала реализацию минимальных приведенных затрат на разработку календарных планов работы цехов и участков по этим планам. Автоматизация энергоцентра «Южное Хыльчую» на базе системы SIMATIC PCS 7 Высокие требования, предъявляемые к надежности, безопасности и удобству эксплуатации объектов с газотурбинными двигателями – электростанции, энергетические центры, компрессорные станции, приводят к повышению требований к системам автоматического управления силовыми блоками (газоперекачивающий агрегат, энергоблок) и автоматизированным системам управления технологическими процессами объектов. Проектные решения, закладываемые при разработке САУ и АСУ ТП, определяют характеристики не только систем управления, но и объекта в целом. Важнейшими элементами проектных решений являются: • структура системы управления (состав устройств ввода/вывода информации и контроллеров, серверов и операторских станций, а также организация связей между ними); • элементная база системы управления; • «полевое» оборудование. САУ силового блока (БС) предназначена для автоматического управления входящим в состав блока оборудованием. Она осуществляет автоматическое регулирование заданных режимов БС, защиту систем блока при аварийных ситуациях, контроль параметров, сигнализацию об отклонении их от нормы, индикацию положения исполнительных механизмов, самодиагностику цепей САУ. АСУ ТП объекта выполняет автоматизированное управление технологическими процессами во всех режимах работы объекта, включая режимы пуска и останова отдельных агрегатов. Система представляет оперативному и техническому персоналу необходимую технологическую информацию, реализуя такие функции, как получение расчетных параметров, создание и ведение архивов, подготовка и вывод на печать протоколов и другой оперативной документации. Компания Siemens является признанным мировым лидером в области автоматизации технологических процессов в энергетической и других отраслях промышленности. Фирма «Спутник-Комплектация» в 2001 году заключила партнерское соглашение с департаментом Автоматизации и приводов ООО «Сименс» и стала официальным партнером и системным интегратором в регионе. Это стало определяющим фактором в выборе технических средств и программного обеспечения при создании систем управления энергоцентра. Начиная с 2001 года ООО «Спутник-Комплектация» занимается разработкой и поставкой комплексов технических средств (КТС) САУ газотурбинных энергоблоков и КТС АСУ ТП электростанций на базе газовых турбин. Учитывая требования заказчика по унификации элементной базы и технических решений, применяемых при разработке САУ силовых блоков и АСУ ТП энергетических объектов, компания с 2004 года занимается разработкой и поставкой низковольтных комплектных устройств (НКУ) на базе оборудования Siemens. Компания Siemens в рамках программы Totally Integrated Automation (TIA), представляющей интегрированную платформу для решения широкого спектра задач комплексной автоматизации, предложила новую систему управления процессами – SIMATIC PCS 7. Программа TIA позволяет охватить все уровни управления – от «полевого» до уровня управления производством и предприятием в целом. Система управления процессами SIMATIC PCS 7 является одним из основных компонентов платформы TIA. С 2005 года ООО «Спутник-Комплектация» занимается разработкой и поставкой программно-технических комплексов (ПТК) САУ силовых блоков и АСУ ТП электростанций и энергетических центров на базе системы управления процессами SIMATIC PCS 7. Кроме того, она осуществляет шефмонтаж и пусконаладку данных систем. Сложившиеся партнерские отношения получили дальнейшее развитие в 2006 году, когда фирма «Спутник-Комплектация» совместно с департаментом Нефти и газа ООО «Сименс» получила заказ на проектирование и поставку программно-технического комплекса АСУ ТП для строящегося энергоцентра нефтегазового месторождения «Южное Хыльчую» (Нарьянмарнефтегаз). Данный проект является для ООО «Спутник-Комплектация» достаточно серьезным и масштабным. Площадка строительства энергоцентра располагается на южной стороне центрального пункта сбора и подготовки нефти (ЦПС) нефтегазового месторождения «Южное Хыльчую», которое находится в зоне многолетней мерзлоты. Энергоцентр является основным источником энергии для месторождения, включая объекты добычи и подготовки нефти, а также трубопроводную систему до морского терминала «Варандей» и оборудование для перекачки нефти на морские транспортные средства. К оборудованию энергоцентра предъявлялись особые требования, которые были обусловлены его автономностью, суровыми климатическими условиями места расположения и требованиями технологии нефтяного месторождения. При этом надежность энергоснабжения носит приоритетный характер, из чего соответственно вытекают требования к высокой надежности оборудования, а также необходимости его резервирования. Кроме того, технология производства энергии и оборудование должны обеспечивать современные теплотехнические и эксплуатационные показатели. Указанным требованиям отвечает газотурбинная технология совместной выработки электрической и тепловой энергии в едином цикле с использованием надежного оборудования, управляемого САУ, созданной на базе системы SIMATIC PCS 7. Основным оборудованием для энергоцентра являются энергетические газотурбинные установки SGT-600 производства Siemens. С 2008 года (после ввода в эксплуатацию 1-й очереди) энергоцентр «Южное Хыльчую» (фото 1) снабжает электрической и тепловой энергией объекты ООО «Нарьянмарнефтегаз». Вырабатываемая электрическая мощность при полном развитии энергоцентра составит около 250 МВт, тепловая – около 150 МВт.  Фото 1. Энергоцентр месторождения «Южное Хыльчую». Генеральным проектировщиком энергоцентра является НПП «Энергоперспектива». При разработке проектной документации были задействованы институты, специализирующиеся на проектировании энергообъектов, – «Теплоэлектропроект» (г. Ростов-на-Дону), «Теплоэлектропроект» (Н.Новгород), «РОСЭП», «Севзапэнергосетьпроект». АСУ ТП Энергоцентра создавалась на базе SIMATIC PCS 7 с целью объединения в единое целое следующих подсистем и объектов автоматизации: • газотурбинные установки SGT-600 (фото 2) – 10 ГТУ по 25 МВт; • водогрейные котлы-утилизаторы (6 котлов); • дизель-генераторы (4 ДГ); • пиковые водогрейные котлы (2 котла); • система хранения и подачи дизельного топлива; • водоподготовительная установка; • пункт подготовки природного газа; • дожимная компрессорная станция; • общестанционное технологическое и электротехническое оборудование.  Фото 2. Газотурбинная установка Siemens 25MW SGT-600. Одной из особенностей энергоцентра является работа основного оборудования, включая газотурбинные энергоблоки, на трех видах топлива – попутный нефтяной газ, природный газ, дизельное арктическое топливо. Учитывая протяженность энергоцентра и значительное количество технологических объектов, АСУ ТП станции реализована в виде распределенной по технологическим объектам системы, с целью образования локальных децентрализованных структур. Такое распределение обеспечивает автономную работу технологических групп оборудования. При потере связи с вышестоящим уровнем устройство управления продолжает работать в автономном автоматическом режиме по имеющимся на данный момент уставкам. Центральный щит управления станцией представлен на фото 3.  Фото 3. Центральный щит управления месторождения «Южное Хыльчую» Структура АСУ выполнена по принципу многоуровневой, иерархической информационно-управляющей системы и подразделятся на три уровня: верхний – операторский уровень; средний – уровень технологического объекта; 3. нижний – уровень «полевого» оборудования. Структурная схема АСУ представлена на рис. 1.  Рис. 1. Структурная схема АСУ Для обеспечения необходимого уровня надежности и безопасности работы объекта применены следующие решения: • используются технические средства производства Siemens, имеющие высокие показатели надежности; • во взрывоопасных зонах применяется сертифицированное оборудование во взрывозащищенном исполнении. В цепях, соединяющих САУ и АСУ ТП с оборудованием, размещенным во взрывоопасных зонах, устанавливаются искрозащитные разделительные барьеры; • на ответственных участках технологического процесса для измерения параметров устанавливаются по два, а при необходимости и по три, первичных измерительных преобразователя, информация с которых заводится в разные модули ввода, установленные в разные «корзины» устройств сопряжения с объектом (УСО); • электропитание САУ и АСУ осуществляется переменным напряжением 220 В от двух независимых источников (вводов), с использованием резервированных источников вторичного электропитания. Для ответственных узлов применяются дополнительные источники с аккумуляторными батареями; • производится непрерывный контроль содержания газа в воздухе под звукотеплоизолирующим кожухом силового агрегата и в зонах размещения основного технологического оборудования; • осуществляется контроль состояния технических средств АСУ (в том числе работоспособность контроллеров и модулей ввода/вывода); • применяется кольцевая структура локальной сети с использованием оптоволокна, обеспечивающая необходимую защиту от помех канала передачи данных, а также его высокую надежность. Локальная сеть объединяет все САУ энергоблоков и подсистем АСУ ТП; • осуществляется тройное резервирование средств автоматизации на уровне управления и дублирование на уровне регистрации потока поступающей информации. Алгоритмы дублирования встроены в программное обеспечение системы (WinCC). Принятые технические решения позволяют полностью удовлетворить требования по обеспечению надежности и противоаварийной защиты электростанции. В ходе строительства энергоцентра возник вопрос съема тепла и поддержания в заданных температурных пределах оборудования энергоблоков SGT-600. С этой целью фирмой «Спутник-Комплектация» совместно с департаментом Нефти и газа ООО «Сименс» разработана и обеспечена комплектная поставка систем воздушного охлаждения (по одной системе для каждого энергоблока). В комплект поставки системы воздушного охлаждения входит аппарат воздушного охлаждения (АВО), САУ, низковольтное комплектное устройство (НКУ), частотно-регулируемые приводы (ЧРП), контрольно-измерительные приборы (КИП) и исполнительные механизмы. Система автоматического управления аппарата воздушного охлаждения создана на базе SIMATIC PCS 7 и предназначена для автоматического контроля параметров технологического процесса и комплексного управления оборудованием АВО. В составе САУ имеется местная операторская панель, позволяющая контролировать значения параметров и состояние исполнительных механизмов, а также управлять оборудованием АВО. САУ АВО взаимодействует с локальной САУ SGT-600 и АСУ ТП энергоцентра. Для обмена информацией с внешними системами используются стандартные протоколы и цифровые каналы информационного обмена. В САУ АВО предусмотрена автоматическая самодиагностика технических средств «глубиной» до сменного блока, а также самодиагностика программного обеспечения. На контроллерном уровне возможна замена оборудования без отключения питания, если это не влияет на безопасность эксплуатации. В состав оборудования АВО, контроль и управление которым осуществляется САУ, входят: • насосы подачи этиленгликоля; • электродвигатели вентиляторов АВО; • жалюзийные заслонки АВО; • запорная арматура в трубопроводной обвязке; • бак для слива рабочей жидкости из системы. Для обеспечения комплексного подхода к созданию систем управления оборудованием фирмой «Спутник-Комплектация» разработан и сертифицирован пожарный контроллер на базе SIMATIC PCS 7, а с 2008 года разрабатываются и поставляются заказчику системы пожарной автоматики как отдельных силовых блоков, так и объекта в целом. Применение SIMATIC PCS 7 при создании систем управления теплоэлектростанций позволило решить следующие задачи: • автоматизация технологических процессов энергоцентра и основного оборудования, примененного в его составе, выполнена с использованием продукции серии SIMATIC. Таким образом, на базе одних и тех же технических и программных средств автоматизированы непрерывные технологические процессы и созданы САУ, выполняющие локальные задачи; • визуализация и контроль процесса осуществлены при помощи средств, имеющих одинаковую пользовательскую оболочку как на уровне центрального щита управления, так и на местных операторских панелях, устанавливаемых непосредственно около управляемого оборудования; • настройка всей системы ПТК АСУ ТП и локальных САУ осуществляется централизованно с автоматизированного рабочего места (АРМ) инженера, в основе работы которого лежит общая для всех систем база данных; • применение децентрализованных станций ввода/вывода и интеллектуальных периферийных устройств промышленного назначения в сочетании с системой коммуникации Profibus DP позволяет устанавливать периферийные модули в непосредственной близости от технологического оборудования; • связь между интеллектуальным «полевым» оборудованием, децентрализованными станциями ввода/вывода, программно-логическими контроллерами, серверным оборудованием и АРМ осуществляется с использованием шинных систем стандарта PROFIBUS и Industrial Ethernet. При этом обе сетевые системы позволяют реализовать конфигурации с резервированием на уровне среды передачи информации. В данном проекте АСУ ТП энергоцентра успешно реализованы автоматизированные функции группового регулирования мощности и синхронизации электростанции на внешнюю сеть. Основной задачей группового регулирования мощности электростанции является равномерное распределение нагрузки между генераторами. Групповой регулятор, реализованный в АСУ ТП энергоцентра, включает в себя системы группового регулирования реактивной и активной мощности. Регулятор автоматически, без участия оператора осуществляет оценку режимов работы газотурбинной электростанции и прилегающей сети. На основе данных производится выбор режимов группового регулирования, определение законов регулирования энергоблоками и контроль состояния главной электрической схемы при выборе режима синхронизации. При работе электростанции параллельно с внешней сетью с АРМ оператора могут быть заданы два основных режима работы в групповом регулировании – с автоматическим ограничением выдачи мощности во внешнюю сеть (как активной, так и реактивной) и без ограничения выдачи мощности. Возможность выбора режима синхронизации определяется состоянием главной схемы и отображается на рабочем месте оператора. Система синхронизации обеспечивает полное взаимодействие с устройствами синхронизации, а также многоуровневую систему защиты от несинхронного включения, как аппаратную, так и программную. Синхронизация осуществляется с применением автоматических устройств, а также с помощью ручной синхронизации, когда включение производит оператор с панели ручной точной синхронизации. На декабрь текущего года программнотехнический комплекс АСУ ТП энергоцентра и локальные САУ находятся в эксплуатации больше 9 лет. За этот период не было ни одного случая аварийного останова оборудования по причине нестабильной работы систем автоматизации. Это подтверждает высокую надежность программно-технических средств и правильность выбора системы управления процессами SIMATIC PCS 7 в качестве основы для создания ПТК АСУ ТП энергоцентра и локальных САУ. Заключение Сегодня отделы информационных систем компаний постоянно находятся под гнетом множества проблем. Администратор настольных систем должен следить за непрерывным обновлением продуктов Microsoft, менеджеры локальных сетей борются с трудностями организации удаленного доступа и средств совместной работы, администраторы систем клиент/сервер должны решать проблемы развертывания программного обеспечения, обеспечения защиты, поддержки доступности сервера и т.д. Развертывание интегрированных управляющих решений - это реальный шанс выйти из состояния вялотекущего кризиса и начать работать нормально, по-настоящему эффективно и продуктивно. Современные распределенные информационные системы предлагают большие возможности, однако преимущества могут быть потеряны из-за неэффективного и поэтому дорогостоящего управления развертыванием и поддержкой таких систем. Интегрированные управляющие системы благодаря своей высокой эффективности быстро окупаются, экономят средства, затрачиваемые на выполнение управляющих операций, и открывают возможности для более продуктивного ведения дел компании в целом. Внедрение системы управления проектами в рамках интегрированной системы управления предприятием является очень сложным, трудоемким процессом. В связи с этим, в заключении, перечислены основные факторы, влияющие на сроки и успешность проекта внедрения: · получение максимальной информации по проекту внедрения; · анализ всевозможных рисков; · четкое и качественное описание всех процедур внедрения; · разработка методологии управления проектами предприятия; · качественный подбор участников команды внедрения, организация коммуникаций; · обучение команды внедрения и персонала предприятия (конечных пользователей). Список использованной литературы. 1. Кобец Е. А. «Планирование на предприятии» Учебное пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. 2. Ю.В. Богатин, В.А. Швандар. Экономическое управление бизнесом «Оперативно-производственное планирование», М.: «ЛЕСМА», 2006. 3. Питеркин С.В. Точно вовремя для России. Практика применения ERP-систем.-М.: Альпина паблишер, 2010– 368 с. 4. В. В. Дурыманов, А. Л. Сабуров – ООО «Сименс» 5. Синица Л.М. Организация производства: Учеб. Пособие. – Мн.: УП «ИВЦ Минфина», 2008, 536 с. 6. А. В. Худорожков, Д. М. Фарахшин, А. Н. Шишаев – ООО «Спутник-Комплектация» 7. Туровец. О.Г. Организация производства и управление предприятием ИНФРА-М, 2011 , 528 стр. 8. Ильин А.И. Планирование на предприятии: учеб. пособие/А.И. Ильин.-7-е изд., испр. и доп. -Мн.: Новое знание, 2006.-668 с. |