1. Характеристика отрасли
Химические производства в России, за исключением единиц новых цехов, характеризуются работой на морально и физически устаревшем технологическом оборудовании. Затраты на техническое облуживание и ремонт являются главной проблемой руководителей предприятий. И только полный контроль над технологическими процессами и состоянием оборудования, а также максимальная автоматизация позволяет плотно заняться модернизацией производства. Целями автоматизации химических производств становятся обеспечение оперативного контроля над всеми процессами с центральной диспетчерской, исключение инерционности и ошибочных действий персонала, своевременное обнаружение нарушений в работе оборудования, а также сбор и анализ данных для целей оптимизации всей системы управления.2. Объекты автоматизации
Классическим объектом автоматизации в химической промышленности является производственный цех, состоящий из дозаторов, фильтров, реакторов, грануляторов, и характеризующийся следующим:- Относительная компактность размещения автоматизируемого оборудования (в пределах одного цеха);
- Большое количество электроприводного оборудования (вентиляторы, насосы, мешалки, транспортеры, грануляторы);
- Тяжелые условия размещения оборудования (пыль и прочие загрязнения);
- Потребность в высокой гибкости системы управления в связи с постоянными модернизациями и ремонтами, необходимостью постоянной коррекции технологического процесса.
3. Особенности предлагаемых решений
Основными требованиями к АСУ ТП в условиях химического производства является использование контроллеров с развитой системой удаленной периферии и возможностями высокоскоростного обмена с локальными станциями управления технологического и приводного оборудования. Наиболее оптимальными и проверенными решениями является применение таких контроллеров как Siemens S7-400, GE Fanuc линейки PACSystems RX3i, Schneider Electric Modicon Quantum. Использование коммуникационных сетей верхнего уровня с промышленными протоколами связи позволяет одновременно контролировать множество устройств удаленной периферии (узлы ввода/вывода, интеллектуальные ЧРП, ИМ, КИП) и обеспечивает гибкость и простоту построения, интеграции и модернизации АСУ ТП. Далеко не все протоколы связи (и интерфейсы) обеспечивают необходимую скорость обмена данными. Ключевую роль в АСУ ТП для химических производств играет возможность централизованной диагностики состояния технологического оборудования с локальными станциями управления (ЛСУ). Как правило, ЛСУ имеют ряд собственных алгоритмов, уставок и защит, не имея информацию о которых, а также о всех параметрах работы технологического оборудования, операторам и технологам производств сложно принимать решения по корректировке процессов и устранению отказов и сбоев. Не меньшую роль играет обеспечение соответствия жестким условиями эксплуатации оборудования. Шкафы управления и автоматизированные рабочие места размещаются в отдельных помещениях с принудительной вентиляцией, за счет чего предотвращается уменьшение срока службы компонентов автоматизированной системы управления.4. Типовое решение
Типовая структура АСУ ТП химического производства приведена на рисунке