330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 1ВаркаСтекла

ВВЕДЕНИЕ

более передовых аппаратно программ

Конструктивно печь состоит из че

Фирма «Актис» производит высоко

ных средств можно даже своими силами

тырёх частей: регенераторы, варочная

качественную стеклотару из янтарного

создать АСУ ТП, в большей степени от

часть, рабочая часть, фидерная часть

стекла для пивоваренной промышлен

вечающую требованиям и особенностям

(питательный канал).

ности.

современного производства.

Назначение регенераторов заключа

Стеклотарный завод фирмы «Актис»

Немаловажным фактором для выбо

ется в прогреве воздуха перед сгоранием.

был введен в эксплуатацию в августе

ра пути разработки собственной АСУ

Варочная часть представляет собой

2000 года в городе Новочеркасске Рос

ТП явилась и высокая стоимость гото

ванну с расплавленным стеклом, кото

товской области. 25 августа 2002 года

вой импортной системы. Сейчас после

рая подогревается горелками. В функ

вошла в строй вторая производствен

успешного внедрения проекта можно

ции системы автоматического управле

ная линия завода мощностью 250 мил

сказать, что в результате такого выбора

ния процессом варки стекла входят

лионов штук бутылок в год.

реальная экономия составила десятки

контроль и управление работой пяти

тысяч евро.

взаимосвязанных контуров варочной

ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

части печи, регулирующих расход газа,

Проект стекловаренной печи (произ

расход воздуха, давление в печи, уро

водительность 290 тонн стекломассы в

ОСОБЕННОСТИ

вень стекломассы и перевод направле

сутки) для новой линии выполнен не

Основное назначение разработан

ния пламени. Регулирование расхода

мецкой инжиниринговой компанией

ной АСУ ТП — управление протекаю

воздуха на горение реализовано энерго

SORG. Первоначально компания SORG

щими в печи процессами варки стек

сберегающим способом посредством

дополнительно включала в комплект

ломассы и подготовки её для дальней

изменения частоты вращения вала на

поставки измерительное оборудование

шей обработки на стеклоформовочных

гнетающего вентилятора. Система под

и системы автоматического регулирова

машинах.

держивает расход воздуха по уставке

ния на базе локальных регуляторов

Состав основного технологического

или на таком уровне, чтобы содержание

DR25 (аналог Ремиконт 130) фирмы

оборудования печи показан на рис. 1.

кислорода в отработанных газах, изме

ряемое кислородными датчиками, со

Siemens. Однако при де

тальном

рассмотрении

ответствовало заданной величине. Для

предлагаемого проекта

определения расхода воздуха и газа мы

данное оборудование и

отказались от использования традици

системы были признаны

онных систем измерения на основе су

морально

устаревшими

жающих устройств и применили термо

для решения на современ

анемометрические расходомеры типа

ном уровне задач метро

РГА 100 производства фирмы «Пром

логии, энергосбережения

техносервис». В результате были сняты

и интеграции в АСУ пред

проблемы, связанные с использованием

приятия. В итоге был сде

сужающих устройств для измерений при

20

лан вывод, что на основе

Стеклотарный завод фирмы «Актис»

малых давлениях порядка 100 300 Па,

системной

интеграции

отпала необходимость в соответствую

www.cta.ru

СТА 2/2003

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / С Т Е К О Л Ь Н А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

Регулятор частоты

Давление

Расход

Регулирование

Регулирование

Регенераторы

Варочная

Давление на обдуве

Давление на обдуве

Давление

Давление

часть печи

печи справа

в печи справа

в печи слева

вращения вентилятора

воздуха

воздуха

давления

открытия и

печи слева

в печи

закрытия левого

шибера

Кислородные датчики

Обдув левой стороны печи

ТП12

ТП10

EL6

EL7

EL8

ТП18

ТП16

ТП14

ТП5

печи

часть

EL1

ТП3

ТП4

ТП9

ТП21

EL2

EL9

ТП2

ТП7

ТП8

EL11

EL12

EL13

EL10

ТП17

ТП19

ТП15

ТП6

Рабочая

EL3

EL4

EL5

ТП13

ТП11

Обдув правой стороны печи

Регулирование

Дымо воздушная

Разрежение

Шибер

открытия и

Шиберы

Давление

Регулирование

Газ справа

Газ слева

Воздух на левые

Воздух на правые

регулирования

закрытия

труба

на трубе

давления

правого шибера

перевода

газа

расхода газа

открыть/закрыть

открыть/закрыть

горелки

горелки

Условные обозначения:

Донные термопары

Датчики давления

Горелки

Термопары свода

Расходомеры

Управляемый привод

Исполнительные механизмы электрические однооборотные с управляющим приводом

Электроды подогрева печи

● архивирование информации в MS

Рис. 1. Технологическая схема стекловаренной печи

совместимых базах данных;

поступающего газа, воздуха, отрабо

щей регулирующей заслонке, а в соста

● возможность просмотра данных о

ве контура появился полнофункцио

танных газов.

динамических объектах через Интер

нальный микропроцессорный прибор,

нет в реальном времени.

выполняющий необходимые вычисле

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Для автоматизации технологическо

ния, со встроенным интерфейсом для

Необходимость

использования

го процесса варки стекла потребова

подключения к основному контроллеру.

SCADA системы в качестве программ

лись

следующее

приложения пакета

Рабочая часть печи представляет со

ного обеспечения сбора данных и опе

GENESIS32:

GraphWorX32,

бой разветвлённый канал, куда после

ративного диспетчерского управления

AlarmWorX32, TrendWorX32, WebHMI.

«грубого» нагрева в варочной части по

работой технологического

оборудова

Наряду с этим контроллеры, функ

ступает стекло для первичной подго

ния печи никто из разработчиков не

ционирующие на нижнем уровне сис

товки, то есть для уменьшения колеба

подвергал сомнению. Первоначально

темы,

управляют технологическим

ний температуры внутри стекломассы.

рассматривались два варианта решения:

процессом по программам, разрабо

В фидерной части производится пол

на основе Trace Mode и с использовани

танным в UltraLogik.

ная доводка стекломассы до состояния

ем приложений GENESIS32. Очень бы

однородности температуры по всем

стро мы поняли, что сравнительного

АППАРАТНАЯ ЧАСТЬ

слоям. В рабочей и фидерной частях

анализа тут не получится ввиду явного

Основная часть аппаратуры системы

печи реализовано 19 контуров регули

преимущества GENESIS32. Таким об

управления стекловаренной печью ре

рования температуры.

разом, пакет GENESIS32 фирмы Iconics

ализована на базе средств промышлен

Посредством применения многока

был выбран в качестве основного про

ной автоматизации фирмы Advantech,

нальных пирометров

М680L фирмы

граммного обеспечения разрабатывае

которые показались нам наиболее

Micron производится точное регулиро

мой системы управления стекловарен

удобными

и

функциональными

вание температуры для окончательной

ной печью, и главными причинами это

(рис. 2). В проекте задействованы мик

гомогенизации стекломассы перед вы

го послужили следующие:

роконтроллеры ADAM 5511, связан

дачей её на формующие машины, в ре

● мощные коммуникационные воз

ные с ними по интерфейсу RS 485 ра

зультате при температурном разреше

можности;

бочие станции AWS 843 и модули ана

нии пирометра 0,1°С достигается пре

● поддержка архитектуры клиент сер

логового и дискретного ввода вывода

дельная величина отклонения от задан

вер;

серий ADAM 4000 и ADAM 5000,

ного значения температуры всего ±1°С.

● интеграция с VBA;

обеспечивающие подключение к мик

Измерение температуры произво

● возможность создания

экранных

роконтроллерам датчиков давления и

дится с помощью не только радиаци

форм любой сложности и структуры;

разрежения,

пирометров, термопар.

онных пирометров, но и термопар.

● поддержка применения сенсорных

По сети RS 485 с протоколом ModBus

Контролируются 82 точки в печи, не

экранов (touch screen) рабочих стан

через инверторы Yaskawa V7 микро

21

считая точек измерения температур

ций;

контроллеры

осуществляют управле

СТА 2/2003

www.cta.ru

реакции

на управ

screen), упрощают систе

ляющие

воздейст

му ввода информации с

вия с рабочих стан

рабочих станций. Разви

ций,

надёжность

тые средства построения

передачи данных и

графиков

TrendWorX32

удобство

работы.

обеспечивают

операто

Кроме того, через

ров АРМ качественной

Интернет реализо

графической

информа

вана связь с удалён

цией (рис. 9), интегри

ным пользователем

рованная

среда разра

для

мониторинга

ботки

VBA

позволила

процессов

конст

быстро и гибко настро

рукторами

печи из

ить множество экранов с

Германии.

архивными и текущими

Количество тегов,

значениями

параметров

передающихся кон

процесса. Система на ба

троллерами и обра

зе

приложения

батываемых GENE

AlarmWorX32

обладает

SIS32,

составляет

развитыми

средствами

около 1500. В каче

диагностирования опас

стве

ОРС сервера

ных ситуаций и мгно

для

пакета

GENE

венно реагирует на них.

SIS32 использовал

Применение

приложе

ся ОРС сервер Ult

ния WebHMI

создаёт

r a N e t O P C S e r v e r

возможность

удалённо

версии 3.01 фирмы

через Интернет наблю

Fastwel.

дать за процессом варки

Рис. 4. Шкаф с рабочей станцией AWS 843

П р и м е н е н и е

стекла

и

оперативно

фидерной части печи

GENESIS32 предо

проводить необходимые

ставляет

возмож

консультации.

Модуль

ность

полностью

GenBroker позволил бы

к о н т р о л и р о в а т ь

Рис. 6. Шкаф с двумя серверами и

стро и удобно настроить

технологический

массивом дисковых накопителей

коммуникации

между

процесс

с

макси

станциями и серверами в

мальным удобством ввода и отображе

разветвлённой локальной сети.

ния информации. Некоторые особен

ности, такие как наличие виртуальной

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

цифровой клавиатуры (рис. 8), высве

Все работы от проектирования сис

чиваемой на сенсорных экранах (touch

темы до наладки действующего обору

24

Рис. 5. Шкаф с рабочей станцией AWS 843

варочной части печи

Рис. 7. Пример экранной формы рабочей станции фидерной части печи

www.cta.ru

СТА 2/2003

дования и отладки программ реализо

Рис. 9. Основной экран программы АРМ оператора с данными по

ваны отделом АСУ ТП фирмы «Актис»

контролируемым параметрам и схемой печи

без привлечения сторонних интеграто

ров. Всего в проекте участвовало 5 че

На все работы потребовалось 1,5 года.

самым главным результатом внедре

ловек, по одному на каждый вид работ:

Опыт эксплуатации в течение 9 ме

ния системы управления стекловарен

● руководство проектом,

сяцев описанной АСУ ТП, построен

ной печью явилось то, что удалось су

● аппаратная и программная части

ной на базе приложений GENESIS32 и

щественно повысить качество выпус

контроллеров и рабочих станций,

с доминирующим применением изде

каемой продукции и избавиться от за

● конструкторская документация и

лий фирмы Advantech, показал высо

писи «Брак стекла» в журналах разбра

электрические схемы,

кую отказоустойчивость её программ

ковок. ●

● SCADA автоматизированного рабо

ного обеспечения и аппаратуры (слу

чего места оператора,

чаев неработоспособности не зафик

Авторы — сотрудники

● доступ через Интернет с помощью

сировано), а также гибкость системы и

фирмы «Актис»

WebHMI.

возможность внесения изменений. Но

Телефоны: (86352) 95 330/216/142

СТА 2/2003

www.cta.ru