|
Centrální velín pro uhelné lomy na Dolech Nástup v Tušimicích
Investice do moderní techniky pro řízení, sběr a zpracování dat mají smysl tehdy, přinesou-li úspory v podobě větší spolehlivosti řízeného technologického celku, snížení počtu pracovníků a nižších nákladů na servis v důsledku lepší diagnostiky poruch, ale především umožní-li přístup do vlastního technologického procesu nejen jeho přímé obsluze, ale také podnikovému managementu.
Akciová společnost První Elektro se již několik let zabývá realizací projektů průmyslové automatizace a systémů SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), tedy řízením, sledováním a vizualizací technologických procesů. Projekt centrálního velínu pro řízení technologických celků uhelných lomů v sobě zahrnuje všechny prvky moderního způsobu řízení, od modernizace jednotlivých stanic pásové dopravy a důlních strojů při použití programovatelných automatů Allen-Bradley, přes komunikaci, zpracování a vizualizaci technologických procesů až po nejvyšší vrstvu tvořenou přenosem archivovaných dat do podnikové sítě a jejich zobrazením v podobě internetových stránek.
Řízená technologie
Projekt centrálního velínu v sobě zahrnuje nejen kompletní řízení, sběr a zpracování dat z technologických celků porubních a odtahových linek uhelných lomů a drtírenských provozů s komunikačními vzdálenostmi v desítkách kilometrů, ale i vizualizaci jednotlivých provozů na operátorských stanicích a celkové zobrazení systému na velkoplošné projekční stěně (obr. 1).
Jednotlivé celky, tvořené pásovými dopravníky a dobývacími velkostroji, jsou osazeny programovatelnými automaty Allen-Bradley a vzájemně propojeny optickými a metalickými sběrnicemi DH+ a Ethernet. Komunikace a sběr potřebných technologických údajů z pohyblivých rypadel jsou řešeny prostřednictvím radiomodemů. Datové sběrnice se prostřednictvím komunikačních bran (gateway) slučují do řídicí sítě dispečinku, kterou je Ethernet TCP/IP 100 Mb/s.
Architektura dispečinku
Datové servery
Sběr dat z řídicích stanic, tvořených programovatelnými automaty, je zajišťován redundantními komunikačními servery SS1 a SS2. Zde jsou data archivována a každých patnáct minut vyexportována do databáze historie signálů a hlášení o poruchách, udržované v databázovém serveru SS3 ve standardu SQL. Odsud jsou veškeré archivované informace dostupné pomocí dotazů SQL. Historii signálů, uloženou v SQL serveru SS3, využívá datový server SS4, jenž je určen ke zpracování a přenosu technologických dat do podnikové intranetové sítě.
Pracovní stanice
K vizualizaci a ovládání procesů jednotlivých technologických celků slouží šest operátorských stanic. Pro správu informačního systému dispečinku a pro pořizování tiskových a provozních hlášení je určena administrátorská stanice. Pro dálkovou správu, parametrizaci a programování automatů v řídicích stanicích je v systému zařazena inženýrská stanice. Jednotliví vedoucí a provozní inženýr mohou pomocí uživatelských stanic sdílet jednotlivá zobrazení z displejů monitorů operátorských stanic.
Vizualizace řízené technologie
Vizualizace na operátorských stanicích
Vizualizace technologie na operátorských stanicích je organizována do hierarchické soustavy zobrazení a oken, umožňující operátorovi sledovat všechny stavy a informace potřebné pro řízení daného celku (obr. 2).
Výchozím zobrazením je celkové schéma technologie, které:
- obsahuje veškeré informace potřebné pro sledování chodu technologie,
- změnou barev a animací signalizuje aktuální stav technologie.
Z celkového schématu jsou odvozena detailní zobrazení zařízení, která:
- poskytují přehled o jednotlivých zařízeních daného celku s možností jejich samostatného ovládání,
- obsahují informace o jednotlivých pohonech, snímačích a ostatních komponentách.
Vizualizace na velkoplošné stěně
Na velkoplošné projekční stěně je zobrazena kompletní lomová a drtírenská technologie spolu se základními informacemi o stavu (činnosti či poruše) příslušného zařízení tak, aby z hlediska ergonomie byla zajištěna neustálá přehlednost zobrazených údajů (obr. 3). Ovládání zobrazení na velkoplošné stěně je možné řídit z operátorské stanice.
Dále lze na velkoplošné stěně zobrazit:
- obrázky pořizované kamerovými systémy a termovizí,
- provozní a technologické mapy.
Archivace dat
Archivované signály a hlášení poruch jsou využívány pro grafické znázornění historie průběhu a trendu těchto signálů. Hlášení poruch jsou barevně rozlišena podle charakteru poruchy, řazena v pořadí vzniku a jejich zobrazení je možné filtrovat podle důležitosti a příslušnosti k technologickému zařízení.
Datové a tiskové výstupy
Z databáze archivovaných dat se v podobě tiskových sestav a provozních hlášení získávají zejména tyto informace:
- přítomnost pracovníků na směně,
- provozní deník,
- zajištění chodu jednotlivých technologických celků,
- směnová hlášení.
Ovládání rozhlasu
Při automatickém uvádění technologické linky do chodu se prostřednictvím automatu spínají potřebné rozhlasové okruhy a přehrávají se akustické záznamy pokynů pro obslužný personál zařízení.
Přenos dat do informačního systému podniku
Požadavky na přenášená data
Informační systém musí především zajišťovat:
- informovanost o provozu technologických celků v okamžitých i historických hodnotách;
- přehled o poruchách a využití jednotlivých celků s vazbou na plánování oprav a odstávek;
- informovanost o kvantitativních i kvalitativních parametrech těžby, řízení jakosti;
- systémový dohled nad technologií a těžbou;
- organizačně provozní informace;
- objektivnost informací pro rozhodování bez zkreslení vlivem lidského činitele.
Způsob zpracování a distribuce dat
Ke zpracování a distribuci dat do podnikové informační sítě je použit linuxový server SS4. Tento systém je součástí intranetové sítě. Potřebná data jsou přebírána z databázového serveru SS3 a ukládána do připravených tabulek databázového nástroje MySQL. Veškerá prezentovaná data jsou doplňována do dynamických stránek s grafickým i textovým zobrazením pomocí HTTP serveru. Na straně klienta je možné použít standardní internetový prohlížeč nebo import-export do některé z aplikací systému MS Office (obr. 4). Přístup do informačního intranetu je dán možnostmi přístupu jednotlivých uživatelů podle skupin:
- vedoucí pracovníci,
- odborná údržba,
- hosté.
Přenášená data
Data přenášená systémem umožňují získat, uchovávat a zobrazovat:
- aktuální a kumulativní informace o stavech a pozici jednotlivých technologických celků a zařízení (obr. 5),
- aktuální a kumulativní počet spuštění a dobu chodu pohonů jednotlivých technologických zařízení,
- aktuální a kumulativní množství materiálu prošlého váhami jednotlivých porubních linek.
Sledování stavu zařízení z hlediska prostojů
Záznamy o stavu provozovaného zařízení v okamžitých i kumulativních hodnotách a přehled prostojů jsou, pro možnost návratu a zpětné kontroly, ukládány v archivu historických dat (obr. 6).
Závěr
Projekt centrálního velínu na Dolech Nástup v Tušimicích, realizovaný firmou První Elektro, a. s., je natolik rozsáhlou záležitostí, že v tomto vymezeném prostoru nelze podrobněji popsat a zobrazit topologii řízení technologie uhelných lomů. Detailní zobrazení struktury jednotlivých komunikačních linek a připojení technologických celků do řídicí a informační sítě celého dispečinku proto přinese pokračování článku v některém z příštích čísel časopisu Automa.
První Elektro, a. s.
Bezručova 4174
430 01 Chomutov
tel.: 474 69 92 60
fax: 474 69 92 68
e-mail: posta@prvnielektro.cz
http://www.prvnielektro.cz
|