Главная страница проекта ИНФОРМАТИКА-21

Наука Школе

Оберон и промышленная автоматизация в агропроме

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
(см. также Оберон в энергетике, Оберон на Ростовской АЭС, Оберон в БПЛА).

На Дне Оберона-2016, прошедшем в Москве 2016-10-08, об использовании Оберона для промышленной автоматизации в агропроме рассказал Илья Евгеньевич Ермаков. 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, экономический эффект -- 137983,56 рублей за месяц. ...

Из двух построенных АСУ ТП удалось абстрагировать довольно унифицированную библиотеку программных компонент (component framework) для быстрой автоматизаци и 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 Мира торг. 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.


Приложение. Некоторые технические детали

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:


Платформа промышленной автоматизации ERSY Control

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.

e-mail: ie@iermakov.ru

 

Главная страница проекта ИНФОРМАТИКА-21

Наука Школе