Наука — Школе |
Проект «Информатика-21» не только служит
целям научного просвещения и качественного образования, но и оказывается
каналом трансляции в промышленность настоящих инноваций в настолько
мифологизированной сфере, какой является сфера информационных
технологий |
На Дне Оберона-2016, прошедшем в Москве 2016-10-08, об использовании Оберона для промышленной автоматизации в агропроме рассказал Илья Евгеньевич Ермаков, директор департамента автоматизации группы компаний БИГ. Илья Евгеньевич представлял команду разработчиков (Б.В.Рюмшин и Н.В.Полынский) из числа давних (с 2005 года) партнёров проекта Информатика-21 из Орла (см. список участников).
Речь шла о создании автоматических систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) для двух зерносушильных комплексов (ЗСК), принадлежащих холдингу Мираторг и расположенных близ населённых пунктов Гостомль Орловской области и Княгинино Брянской области.
Чтобы почувствовать специфику задач управления подобным оборудованием, приведём такие факты:
Если в первом проекте -- в Гостомле -- был с нуля реализован базовый вариант (только ручное дистанционное управление с операторской рабочей станции), то Княгининский проект оказался весьма любопытным.
Княгининский ЗСК построен в прошлом немецким владельцем и
эксплуатировался с немецкой системой управления общим объёмом 10 гигабайт файлов проекта (на
платформе Simatic
WinCC от
Siemens AG),
раздувшегося в ходе многократного копирования и изменений под очередной объект (WinCC требует установки
MS SQLServer
- ещё N
гигов).
Из-за негибкого управления
оборудованием часть времени часть узлов работала вхолостую, в результате происходил значительный перерасход энергии.
Кроме того, сказался
кризис и падение рубля: создать новую АСУТП оказалось в несколько раз дешевле, чем
пригласить немецких специалистов для модернизации старой системы. Для понимания
дороговизны немецкого оборудования:
чтобы установить в контроллер Simatic S7 новую прошивку, потребовалось приобретение
SD-карты памяти с фирменной меткой Siemens AG;
такая карта объёмом всего 512К обошлась в 12 тысяч рублей.
Другими словами, стояла проблема импортозамещения.
Стояла проблема импортозамещения, причём замещать нужно было технологии и услуги по обслуживанию от транснациональных монстров -- немецкой корпорации Siemens AG и японской OMRON Corp. |
Для Княгининского ЗСК была создана АСУ ТП с автоматическими режимами с адаптивной логикой управления. Это означает возможность гибкого управления со стороны оператора, когда он действует в изменяющейся обстановке (например, прибыл камаз пшеницы другой влажности или пришёл запрос на срочную отгрузку кукурузы для бычков в соседнем хозяйстве и т.д., и т.п.).
Функционирование такого объекта отличается от работы производственного цеха, где гораздо меньше непредсказуемых событий и система управления действует по жёсткой схеме. В последнем случае оператор -- это контролёр-наблюдатель. В случае же ЗСК работа оператора больше похожа на работу водителя или машиниста. |
Сначала разработка велась на инструментах от Siemens
AG для ЗСК в Княгинино и от японской
OMRON Corp. для ЗСК в
Гостомле.
Решение об отказе от этого международного "зоопарка" и о переходе на разработку
АСУ ТП с нуля на основе Компонентного Паскаля
и системы Блэкбокс было принято в конце
мая 2016 г., работа началась 10 июня, в конце июля уже работал первый комплекс,
а в сентябре в эксплуатацию был сдан второй.
Импортозамещение производила команда из (всего) трёх специалистов: два программиста: И.Е. Ермаков и Б.В. Рюмшин и инженер-электронщик Н.В.Плынский.
Всего на проект (два объекта) было затрачено не более 10 человеко-месяцев.
Объём проекта (на примере ЗСК в Княгинино) можно представить себе из следующих цифр:
Технические сведения о реализованном проекте даны в Приложении (см. ниже). Здесь ограничимся следующими фактами:
Вновь созданная SCADA-система имеет объём всего 30 мегабайт (ср. с 10 гигабайтами "импортозамещённой" системы от Siemens AG), и может работать как на MS Windows, так и на GNU/Linux.
Цитата из заключения инженера по эксплуатации объекта:
ОТЧЕТ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НОВОЙ ПРОГРАММЫ АСУ ТП ... В настоящее время на ЗСК Княгинино всеми операторами используется новая программа, разработанная фирмой «Проект–Маркет», с возможностью экономии электроэнергии. При действующим режиме сушки кукурузы (две сушилки в сутки с совмещением загрузка-выгрузка) разработана возможность адаптивного отключения транспортеров со следующей номинальной мощностью: ТКФ32200-9,2 кВт ТКФ28500-7,5 кВт ТКФ26000-5,5 кВт Нория 29000-22 кВт Итого: экономия 44,2 кВт-ч за час. При стоимости единицы электроэнергии 4,73 руб/кВт-ч, экономический эффект -- 137983,56 рублей за месяц. ... |
Из двух построенных АСУ ТП удалось абстрагировать довольно унифицированную библиотеку программных компонент (component framework) для быстрой автоматизации других подобных объектов и в целом производств, имеющих дело с сыпучей продукцией (в частности, есть заинтересованность в подобной системе со стороны Орловского абразивного завода -- который сам по себе является импортозамещающим инновационным предприятием).
Благодарности
Особую благодарность разработчики выражают:
- Владимиру Сычевскому и Василию Воропаю, руководителям подразделений ИТ и АСУ головного белгородского подразделения холдинга Мираторг. Большой опыт работы и обязанности сопровождения нескольких сотен объектов холдинга по центрально-черноземному региону, каждодневное столкновение с "зоопарком" унаследованных систем позволили им оценить и поддержать инновационную разработку;
- Алексею Лалыкину, инженеру по эксплуатации ЗСК Княгинино, обладающему широчайшей компетенцией в сфере наладки и эксплуатации электронного, электротехнического и механического оборудования, который стал для разработчиков источником "экспертных знаний";
- всему дружному персоналу ЗСК Княгинино, создавшему для разработчиков позитивную психологическую атмосферу в период разработки и пусконаладки системы на объекте.
Функциональность
Архитектура системы
Трёхуровневая.
На ЗСК Княгинино существующий ПЛК Siemens Simatic S7 с распределённой
периферией использован для ввода-вывода сигналов,
установлен сервер с процессом управления и операторский ПК.
Сервер управления (что обычно называют термином "программный ПЛК")
и операторская SCADA-система реализованы
на Компонентном Паскале\Блэкбоксе.
На ЗСК Гостомль для ввода-вывода использован ПЛК Omron CJ2M с распределённой периферией серии NX.
Операторская мнемосхема оборудования
левая половина:
правая половина:
В процессе разработки создана платформа (component framework) ERSY Control для разработки АСУ ТП, включая как системы управления, так и SCADA-системы операторского управления.
Функциональность платформы ERSY Control:
1. В части разработки систем управления:
2. В части разработки операторских SCADA-систем:
Разработчики
готовы к сотрудничеству с заинтересованными сторонами.
|
Наука — Школе |