В конце 2004 года перед руководством комбината «Североникель» встал вопрос о модернизации автоматизированных поточных линий резки никеля отделения готовой продукции (АПЛ ОГП) цеха электролиза никеля. Система автоматизации процесса резки никеля, разработанная и внедрённая голландской компанией Darley B. V. на базе оборудования фирмы Schneider Electric, за 12 лет устарела не только физически, но и морально. Для решения проблемы было решено обратиться в компанию «Индустриальные компьютерные системы» (ИКОС), являющуюся традиционным партнёром комбината и официальным дистрибьютором компании Mitsubishi Electric Industrial Automation. Чтобы оценить масштаб задач, поставленных перед специалистами Департамента комплексных решений ИКОС, необходимо понять, что же представлял на тот период производственный процесс в цехе АПЛ ОГП. По технологической цепочке ОГП является заключительным звеном в процессе получения электролитного никеля, где происходит окончательная обработка никелевых катодов: обрезание кромок, нарезка на пластины требуемых размеров, увязка в пакеты, укладка в бочки, распечатка этикеток для бочек и товарного места, погрузка в железнодорожные вагоны. АПЛ состояла из четырёх параллельных цепочек агрегатов (три из которых идентичны), функционирующих независимо друг от друга и управляемых отдельными программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), подключёнными к сервоприводам. Централизованный контроль и управление в АПЛ отсутствовали. Безусловно, невозможность централизованного мониторинга производственного процесса, как и выполнение каких бы то ни было операций вручную (например, регулирование веса загружаемых в бочки пластин), выглядит в 2005 году уже как технологический нонсенс.
Для разработки технического решения поставленных задач специалисты ИКОС провели тщательное тестирование всего оборудования цеха, в ходе которого было выявлено еще несколько проблем, устранение которых позволило значительно повысить производительность АПЛ ОГП. Например, следовало обеспечить линию возможностью резки пластин никеля размером не только 100×100 мм, но и 50×50, и даже 25×25 мм. Учитывая пожелания комбината, компания ИКОС предложила разработать проект, предусматривающий не только применение современных микропроцессорных систем управления, замену износившихся узлов и деталей, но и расширение ассортимента готовой продукции, соответствующего сегодняшним требованиям потребителей. Выполненный специалистами ИКОС проект модернизации АПЛ предусматривал иерархическую многоуровневую распределённую структуру управления технологическим процессом резки никелевых катодов и разработан с учётом существующего и функционирующего оборудования комплекса технических средств (КТС), в том числе магнитных пускателей, коммутирующих реле, клеммников, а также силового оборудования.
Для решения поставленной задачи использовались программно-аппаратные средства известного мирового лидера в области оборудования для промышленной автоматизации компании Mitsubishi Electric. Благодаря широкому выбору оптимально совместимого между собой оборудования процедура разработки и внедрения проекта по модернизации АПЛ была значительно упрощена. Передовой уровень технических решений продукции Mitsubishi Electric и высокая квалификация специалистов компании ИКОС позволили создать современную систему управления технологическими процессами АПЛ, оптимально соответствующую требованиям комбината.
Структурная схема представляемого комплекса технических средств состоит из трёх уровней (рис. 1).
-
Нижний уровень: датчики; весоизмерители (Mettler Toledo); исполнительные механизмы; серводвигатели HC-RFS, HC-SFS (Mitsubishi Electric).
-
Средний уровень: программируемые логические контроллеры System Q (Mitsubishi Electric), сервоусилители MR-J2S-CL (Mitsubishi Electric), графические терминалы (ГТ) A970GOT (Mitsubishi Electric) для сбора, обработки сигналов, выдачи управляющих воздействий и отображения информации.
-
Верхний уровень: автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора отделения готовой продукции.
Функционирующие в системе АПЛ ОГП контроллеры, серводвигатели и графические терминалы производства Schneider Electric (Telemecanique) были заменены современным оборудованием компании Mitsubishi Electric. Модернизированная система построена на базе ПЛК серии MELSEC System Q (Япония), имеющих модульную конструкцию. В настоящий момент ПЛК этой серии являются наиболее производительными из всей линейки Mitsubishi Electric и несут в себе сочетание традиционного ПЛК, контроллера управления движением, персонального компьютера и обладают широкими сетевыми возможностями.
Структура модернизированной системы АПЛ ОГП позволила обеспечить автономную работу каждой из линий: при выходе из строя комплекса программно-технических средств (КПТС) одной из линий или автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора остальные линии остаются в работе. Также была продумана и успешно реализована система архивации, позволяющая накапливать и впоследствии предоставлять персоналу данные об истории протекания технологического процесса, работе автоматики и действиях оператора. Благодаря созданию АРМ, позволяющего вести систему учета и обработку поступающей информации о наборе партий со всех линий, стало возможным автоматическое проведение отгрузочной спецификации.
Современные системы сервопривода MELSERVO MR-J2-Super (Mitsubishi Electric) обеспечили высочайшую динамическую реакцию и сверхбыстрое позиционирование исполнительных механизмов. Сервопривод состоит из высокомоментного синхронного серводвигателя с датчиком положения ротора и работающего совместно с ним сервоусилителя, который совмещает в себе функции преобразователя частоты и контроллера.
Серия сервоусилителей MR-J2S-CL, выбранная для настоящей разработки, является компактным и недорогим решением. Её эффективный язык программирования делает простыми такие функции, как позиционирование приращений и абсолютное позиционирование, циклы и запуск программы от входного сигнала или на основании значений позиции. Программы могут активизироваться через цифровые входы или через последовательный порт. Сервоусилители просты в эксплуатации, и их возможности позволяют достичь максимальной производительности.
Таким образом, к середине октября 2005 года в результате проведённой модернизации администрация комбината «Североникель» в сжатые сроки и за разумные деньги добилась не только обеспечения надёжности работы системы АПЛ ОГП, но и значительного расширения её функциональных возможностей. Благодаря решению таких задач, как внедрение автоматизированной системы учёта (стало возможным автоматическое составление спецификаций на партию); изменение порядка определения массы отгруженной продукции; изменение способа маркировки готовой продукции; изменение циклограммы работы механизмов (автоматическое прекращение загрузки бочки по достижении заданного веса нетто, установка времени начала и окончания работы вибратора и периодичности его включения, использования одних или поочерёдно двух гильотинных ножниц резки полос; вывод целого листа после обрезания кромок и др.); введение дополнительных регулировок для получения пластин необходимых размеров и др. — производство комбината «Североникель» вышло на принципиально новый уровень обслуживания заказчиков как по срокам и качеству, так и по ассортименту выпускаемой им продукции. При этом следует отметить, что после модернизации АПЛ ОГП не была введена в штат ни одна дополнительная должность. Поддержание работоспособности ПО системы, внесение в него изменений производится силами специалистов Центра информационных технологий комбината. ●
Авторы – сотрудники фирмы ИКОС
Телефон: (495) 232-0207
http://www.icos.ru/
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
