Поставка системы автоматического управления для системы фильтрации раствора нитрата магния, проектирование и сборка шкафов управления г. Березники, Пермский край
В декабре 2021 года компанией РИТМ было выполнено проектирование и поставка партии шкафов автоматического управления фильтрацией раствора нитрата магния на базе SIEMENS S7 Simatic-1200. Доочистка от механических примесей и волокнистых включений. Для нужд филиала "Азот" АО "ОХК "Уралхим". Заказчик - ООО «Современные технологии фильтрации».
Система фильтрации раствора нитрата магния, автоматизированная система управления, г. Березники, Пермский край |
|
Работа диспетчера — оперативная, требующая высокой скорости принятия оптимальных решений. Для обеспечения этого необходимо заранее подготовить набор основных, наиболее часто встречающихся в работе ситуаций и наилучших решений для каждой ситуации.
Ситуации следует определять на основе не менее двух разновременных состояний процесса, что позволяет учесть его динамику. Из двух состояний одно должно быть текущим. Ситуация определяется параметрами процесса, событиями, происходящими в соответствующий момент времени.
Необходимо учитывать, что число возможных ситуаций, как правило, превышает число возможных решений.
Для ответственных, объемных производств целесообразно разработать технологический процесс работы каждого диспетчера. Разработка технологического процесса ввиду сложности работы выполняется в несколько этапов.
На первом этапе определяются основные функции и задачи, которые должен выполнять диспетчер, и составляется укрупненная технология работы диспетчера. Пример выбора основных задач для диспетчерской службы водоснабжения города, входящей в состав АСУ ТП водоснабжения. АСУ ТП водоснабжения должна обеспечить оперативное управление процессами водозабора, водораспределения, прогнозирование стока и планирование водопользования. Выбранные: задачи соответствуют обобщенным задачам, приведенным в графе. На основании такой укрупненной технологии разрабатывают подробные технологические карты управления.
Для обеспечения работы диспетчерской службы, кроме оперативной информации, поступающей от аппаратуры сбора, первичной переработки и вывода информации, необходимы данные, которые можно получить в результате решения задач на информационно-вычислительном центре. Результаты решения этих задач оперативно поступают на диспетчерские пункты.
Оперативные задачи решаются по подсистемам управления основным производством, управления вспомогательным производством (ремонтно-механическое хозяйство, энергетическое хозяйство, транспорт), управления снабжением, сбытом и качеством продукции.
Структура диспетчерского управления предприятием определяется, с одной стороны, организационной структурой самого предприятия, а с другой — допустимой для данного конкретного производства степенью централизации управления.
При централизованной системе управления в отделениях (цехах) организуется ряд операторских пунктов, позволяющих каждому оператору управлять вверенным ему отделением (цехом) в соответствии с указаниями, полученными от руководства предприятия. При этом диспетчер выполняет простейшие организационно-административные функции, пользуясь для связи с объектами телефонной связью.
На предприятиях с централизованной одноступенчатой системой управления операторские пункты обычно отсутствуют, и подавляющая часть средств централизованного контроля, управления и регулирования сосредоточена в ДП цеха (производства). При такой структуре вся оперативная информация о технологических процессах и состоянии оборудования, поступающая на ДП цеха (производства), используется диспетчером цеха для контроля и оперативного управления всем технологическим процессом цеха (производства). В более сложных системах управления, когда одноступенчатая структура может оказаться громоздкой и трудно выполнимой (например, когда многочисленные объекты рассредоточены на большой площади и потоки информации на объект и обратно значительны), целесообразно иметь систему управления с двумя и большим числом ступеней управления.
При двухступенчатой системе управления помимо ДП, рассредоточенных в отделениях (цехах), предусматривается ЦДП завода. В этом случае оперативное управление технологическими процессами отделений (цехов) сосредоточено у операторов (диспетчеров), получающих всю оперативную информацию о протекающем технологическом процессе.
ЦДП служит для координации работы операторских (диспетчерских) пунктов, оптимизации работы Предприятия в целом. Для этих целей в ЦДП направляется вся необходимая оперативная и отчетная информация.
Центральный диспетчер при отсутствии сбоев и нарушений не вмешивается в оперативное управление отделениями (цехами). С помощью технических средств он получает данные об эффективности работы цехов и подчиненных ему диспетчеров и предприятия в целом, на основании которых дает рекомендации о соответствующих изменениях в ведении технологического процесса и в планировании оперативной работы.
Для предприятий с непрерывным характером производства обычно принимается одна из исходных структур предприятия: агрегат — цех (производство) — завод (комбинат);
- агрегат — отделение — цех (производство) — завод (комбинат);
- агрегат — отделение — цех (производство) — завод — комбинат.
Этим производственным структурам соответствует трех-, четырех- и пятиступенчатая структура системы управления. Число ступеней управления зависит от глубины проработки информации на каждой ступени, некоторое определяется сжатием информации (отношением количества информации, поступающей в орган управления «снизу», количеству информации, передаваемой этим органом в вышестоящие органы). В условиях автоматизации управления появляется возможность снижения числа ступеней оперативного управления.
Многоступенчатые системы оперативного управления рекомендуется обеспечивать информацией централизованно, т. е. собирать информацию от датчиков с учетом нужд всех уровней управления, обрабатывать ее и выводить на разные ступени управления. Такой подход снижает затраты на оборудование, повышает степень согласованности действий оперативного персонала и снижает объемы информации между оперативным персоналом разных уровней.
В литературе приводились структуры диспетчерской службы в различных отраслях, в том числе в машиностроении в условиях АСУП. Приведенная структура диспетчерской службы включала три уровня управления: 1) ЦДП, 2) ДП подготовки производства, ДП транспорта, снабжения и сбыта, пункт главного экономиста и пункт помощника директора по кадрам и быту; 3) ДП цеха (семь ДП основных цехов и три — вспомогательных).
Структура АСУ ТП небольшим объектом
Анализ функций управления технологическим процессом водохозяйственного объекта показывает, что не все звенья создаваемой АСУ ТП равнозначны по назначению и по мере ответственности за работу системы в целом. Для управления транспортом воды используется двухуровневая организационная структура АСУ ТП, обладающая следующими признаками организации: наличием взаимосвязанных подсистем, имеющих право принимать решения в пределах своей компетенции, и иерархией этих подсистем.
Нижний уровень управления ответствен за непосредственное управление основным и вспомогательным оборудованием автоматизируемых гидросооружений, верхний — за правильность действий элементов нижнего уровня и их координацию. Структура образована в результате выделения отдельных групп функций, передачи их специализированным звеньям и координации этих звеньев в рамках всей системы. Специализированными звеньями нижнего уровня водохозяйственного объекта являются операторские пункты гидросооружений. Операторские пункты подчинены центральному органу управления АСУ ТП, которым является диспетчерский пункт. Верхний и нижний уровни снабжаются средствами сбора и автоматической обработки информации.
Структура представленной АСУ ТП сочетает централизацию и децентрализацию управления. Децентрализация управления обеспечивает функционирование системы в нормальном режиме и сводит к минимуму последствия выхода из строя отдельных элементов организационной структуры как нижнего, так и верхнего уровней. Структура АСУ ТП является гибкой; при выходе из строя средств обработки информации диспетчерского пункта обеспечивается синхронизация действий операторских пунктов гидросооружений силами операторов диспетчерского пункта.
Структура АСУ ТП объединением
В настоящее время наиболее прогрессивной организационной системой является двухуровневая: предприятие — цех. Однако для крупных производственных объединений (например, в химической и нефтехимической промышленности) характерной является трехуровневая система организации: производственное объединение — завод — цех.
Структура оперативного управления, повторяя структуру организации, охватывает все звенья управления вплоть до технологических агрегатов, включая и функционирующие АСУ ТП. Примеры структур оперативного управления:
диспетчер производственного объединения — диспетчер производства (завода) — диспетчер (начальник смены) цеха — начальник смены отделения, установки, агрегата.
Возможен вариант, когда оперативное управление на уровне производства (завода) не существует, и тогда этот уровень выпадает из структуры оперативного управления. Возможны также смешанные варианты, когда одни производства (заводы) имеют диспетчерские службы, а другие не имеют.
Диспетчер объединения осуществляет оперативное управление работой входящих в объединение подразделений в соответствии с их функциями и задачами. Его целью является обеспечение максимальной прибыли при заданных ограничениях по плану, ассортименту и качеству продукции.
Диспетчер предприятия входит в диспетчерскую группу производственного отдела не оперативно, подчиняясь оперативно руководству предприятия. Он поддерживает контакты с внешними организациями железнодорожного, автодорожного, газового, нефтяного транспорта и т. п.
Диспетчеру предприятия в оперативном отношении подчиняются диспетчеры производств (заводов), если они имеются, диспетчеры (начальники смен) цехов, а также диспетчеры вспомогательных производств: электроснабжения, водоснабжения, энергоснабжения.
Организационная структура диспетчерской службы и АСУ ТП таким образом органически стыкуется на уровне АСУ ТП цеха, отделения, установки или агрегата.