Автоматический суппорт для токарных станков Андрея Нартова — в России, центробежный регулятор Дж. Уатта — в Англии, ткацкий станок с программным управлением от перфокарт Ж. Вокансона — во Франции. Эти изобретения XVIII-XIX веков стали первыми «ласточками» масштабной автоматизации производства в Европе. Однако настоящую революцию произвели персональные компьютеры в веке двадцатом.
С места событий
Сегодня специальные программы автоматических систем управления (АСУ) контролируют различные производственные параметры, принимают текущие решения и даже «рождают» искусственный интеллект.
Программное обеспечение производственных АСУ — «мозг» системы. Его задача — «научить» станки и другое оборудование работать максимально эффективно практически без участия человека. То есть дать верную команду.
Для этого автоматизированная система сначала собирает нужную информацию на «месте событий» (непосредственно там, где работает оборудование) с помощью специальных датчиков.
Затем данные частично обрабатываются контроллерами, которые, следуя заданным простым алгоритмам, могут автономно управлять техникой и принимать команды с верхнего уровня системы, чтобы передать их исполнительным механизмам. «В металлургической промышленности широко распространены контроллеры SIMATIC S7 фирмы Siemens, — объясняет доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой автоматизации производственных процессов Института цветных металлов СФУ Татьяна Пискажова (г. Красноярск). — Для их программирования и настроек используется промышленное программное обеспечение SIMATIC, язык программирования Step 7». На высшем уровне
Верхний уровень АСУ — уровень человека: диспетчера, оператора, технолога. Он следит за показаниями переменных процесса и может изменять эти параметры со своего рабочего места с помощью АРМ (автоматизированного рабочего места). Это специальная компьютерная программа, которая разрабатывается для нужд конкретного предприятия. Ее «пишут» с помощью промышленных SCADA-систем (Genesis, InTouch, WinCC, MIK$Sys и других) или универсальных объектно-ориентированных языков программирования С++, Pascal, Basic и др.
«На этом уровне могут использоваться программы поддержки принятия решений, или интеллектуальные программы автоматического управления. Они «думают» за человека, поэтому их называют «искусственным интеллектом», — объясняет Татьяна Пискажова. — Такие программы рождаются только в совместном труде технологов, программистов и ученых. Они основаны на математических моделях процесса или на экспертных системах — базах знаний. Например, мои коллеги и я на РУСАЛе разработали две таких программы. Программу управления составом электролита, которая производила оптимальный расчет добавок сырья на каждый электролизер (раньше это рассчитывал технолог). И программу «Виртуальный электролизер», в которой можно заранее (до работы с реальным электролизером) смоделировать воздействие на электролизер и оценить результаты. Первая программа прошита в алгоритмах АСУТП и управляет составом электролита автоматически, без человека. Вторую используют технологи в своей работе». В индивидуальном порядке
Современный рынок предлагает производственникам различные программно-технические системы и средства автоматизации для создания АСУ. Среди хорошо известных марок — российские «ОВЕН», «ВЕСПЕР», «Компомаш»; зарубежные DELTA, Siemens, Mitsubishi, Control Technics. Однако автоматическая система управления на каждом предприятии создается индивидуально. Соответственно, и программное обеспечение «настраивается» под нужды конкретного производства. Главное условие успеха — правильно поставленная цель автоматизации.
«В металлургии, например, важно, чтобы система автоматизации и управления разрабатывалась собственными работниками предприятия, — говорит Татьяна Пискажова. — Или, если работы выполняются подрядчиками (автоматизация «под ключ»), нужно тщательно проследить за обучением своих специалистов и получить качественную документацию по эксплуатации». Эффект в 4D
Если система построена правильно, эффект автоматизации «срабатывает» сразу по нескольким направлениям. Первое — сокращение расходов энергии, сырья, трудозатрат и так далее. Второе — улучшение экологических показателей. Иногда без автоматизации невозможно эксплуатировать современные газоочистные системы и вообще проводить экологические мероприятия.
Третье направление — внедрение новых конструкций и технологий. Четвертое — возможность сертификации продукции по международным стандартам. Покупатели продукции производственных предприятий сегодня нередко требуют сопроводительные документы с данными о том, как проходил процесс получения этого продукта. Но эти данные может собрать только АСУТП.
«Обычно заказчики начинают с нами работать по автоматизации сначала на небольшом участке, цехе, узле предприятия, — объясняет Евгений Шмурак, генеральный директор Группы компаний «СИМПЛЕКС» (г. Красноярск). — Потом, когда видят, какой положительный эффект достигается после внедрения АСУТП, как правило, доводят уровень автоматизации на предприятии до 80–90%». Поле для деятельности
Сегодня системы автоматизации производства применяются в самых разных сферах промышленности. Особенно активно используются различные электронные устройства. «Хочется отметить появление целого класса промышленных контроллеров, которые обеспечивают быструю и уверенную передачу данных посредством как сети Ethernet, так и по GSMGPRS каналам, — говорит Евгений Шмурак. — А также появление в приборах и частотных преобразователях функций по уменьшению энерго- и ресурсопотребления, развитие SCADA-систем по сбору данных».
А вот возможности верхнего уровня АСУ — «умного» программного обеспечения, по мнению некоторых специалистов, используются пока далеко не в полной мере.Проходимость этой выставки достаточно высокая — именно на это мы, в общем-то, и надеялись, и ожидаем, что результаты участия не заставят себя ждать. Наше предприятие участвует в выставке «Сибэкспоцентра» впервые, и пока мы довольны полученным результатом.
С места событий
Сегодня специальные программы автоматических систем управления (АСУ) контролируют различные производственные параметры, принимают текущие решения и даже «рождают» искусственный интеллект.
Программное обеспечение производственных АСУ — «мозг» системы. Его задача — «научить» станки и другое оборудование работать максимально эффективно практически без участия человека. То есть дать верную команду.
Для этого автоматизированная система сначала собирает нужную информацию на «месте событий» (непосредственно там, где работает оборудование) с помощью специальных датчиков.
Затем данные частично обрабатываются контроллерами, которые, следуя заданным простым алгоритмам, могут автономно управлять техникой и принимать команды с верхнего уровня системы, чтобы передать их исполнительным механизмам. «В металлургической промышленности широко распространены контроллеры SIMATIC S7 фирмы Siemens, — объясняет доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой автоматизации производственных процессов Института цветных металлов СФУ Татьяна Пискажова (г. Красноярск). — Для их программирования и настроек используется промышленное программное обеспечение SIMATIC, язык программирования Step 7». На высшем уровне
Верхний уровень АСУ — уровень человека: диспетчера, оператора, технолога. Он следит за показаниями переменных процесса и может изменять эти параметры со своего рабочего места с помощью АРМ (автоматизированного рабочего места). Это специальная компьютерная программа, которая разрабатывается для нужд конкретного предприятия. Ее «пишут» с помощью промышленных SCADA-систем (Genesis, InTouch, WinCC, MIK$Sys и других) или универсальных объектно-ориентированных языков программирования С++, Pascal, Basic и др.
«На этом уровне могут использоваться программы поддержки принятия решений, или интеллектуальные программы автоматического управления. Они «думают» за человека, поэтому их называют «искусственным интеллектом», — объясняет Татьяна Пискажова. — Такие программы рождаются только в совместном труде технологов, программистов и ученых. Они основаны на математических моделях процесса или на экспертных системах — базах знаний. Например, мои коллеги и я на РУСАЛе разработали две таких программы. Программу управления составом электролита, которая производила оптимальный расчет добавок сырья на каждый электролизер (раньше это рассчитывал технолог). И программу «Виртуальный электролизер», в которой можно заранее (до работы с реальным электролизером) смоделировать воздействие на электролизер и оценить результаты. Первая программа прошита в алгоритмах АСУТП и управляет составом электролита автоматически, без человека. Вторую используют технологи в своей работе». В индивидуальном порядке
Современный рынок предлагает производственникам различные программно-технические системы и средства автоматизации для создания АСУ. Среди хорошо известных марок — российские «ОВЕН», «ВЕСПЕР», «Компомаш»; зарубежные DELTA, Siemens, Mitsubishi, Control Technics. Однако автоматическая система управления на каждом предприятии создается индивидуально. Соответственно, и программное обеспечение «настраивается» под нужды конкретного производства. Главное условие успеха — правильно поставленная цель автоматизации.
«В металлургии, например, важно, чтобы система автоматизации и управления разрабатывалась собственными работниками предприятия, — говорит Татьяна Пискажова. — Или, если работы выполняются подрядчиками (автоматизация «под ключ»), нужно тщательно проследить за обучением своих специалистов и получить качественную документацию по эксплуатации». Эффект в 4D
Если система построена правильно, эффект автоматизации «срабатывает» сразу по нескольким направлениям. Первое — сокращение расходов энергии, сырья, трудозатрат и так далее. Второе — улучшение экологических показателей. Иногда без автоматизации невозможно эксплуатировать современные газоочистные системы и вообще проводить экологические мероприятия.
Третье направление — внедрение новых конструкций и технологий. Четвертое — возможность сертификации продукции по международным стандартам. Покупатели продукции производственных предприятий сегодня нередко требуют сопроводительные документы с данными о том, как проходил процесс получения этого продукта. Но эти данные может собрать только АСУТП.
«Обычно заказчики начинают с нами работать по автоматизации сначала на небольшом участке, цехе, узле предприятия, — объясняет Евгений Шмурак, генеральный директор Группы компаний «СИМПЛЕКС» (г. Красноярск). — Потом, когда видят, какой положительный эффект достигается после внедрения АСУТП, как правило, доводят уровень автоматизации на предприятии до 80–90%». Поле для деятельности
Сегодня системы автоматизации производства применяются в самых разных сферах промышленности. Особенно активно используются различные электронные устройства. «Хочется отметить появление целого класса промышленных контроллеров, которые обеспечивают быструю и уверенную передачу данных посредством как сети Ethernet, так и по GSMGPRS каналам, — говорит Евгений Шмурак. — А также появление в приборах и частотных преобразователях функций по уменьшению энерго- и ресурсопотребления, развитие SCADA-систем по сбору данных».
А вот возможности верхнего уровня АСУ — «умного» программного обеспечения, по мнению некоторых специалистов, используются пока далеко не в полной мере.Проходимость этой выставки достаточно высокая — именно на это мы, в общем-то, и надеялись, и ожидаем, что результаты участия не заставят себя ждать. Наше предприятие участвует в выставке «Сибэкспоцентра» впервые, и пока мы довольны полученным результатом.
| Татьяна Пискажова,
доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой автоматизации производственных процессов Института цветных металлов СФУКачественно разработанное программное обеспечение верхнего уровня (АРМы, управляющие программы, алгоритмы) — самое выгодное вложение при создании системы автоматизации на производстве. При затратах на него только в виде зарплат разработчиков, предприятие получает постоянную экономию материальных и энергетических ресурсов.
Конечно, снижение расхода электроэнергии и сырья не будет большим без изменения самой технологии и конструкций аппаратов. Однако затраты на автоматизацию окупятся в том числе и за счет тиражирования один раз разработанного ПО и систем. По моему опыту работы в алюминиевой промышленности, это может быть порядка 5–7% расхода электроэнергии и 3–8% расхода сырья.
Наибольший экономический эффект при использовании автоматизации дает внедрение новых конструкций и технологий. Вести процесс с наибольшей эффективностью можно, только поддерживая параметры в узком коридоре, — это невозможно без автоматизации. Также новые конструкции и технологии часто рождаются только в расчете на имеющиеся уже компьютерные системы управления. Эксплуатировать, например, новый современный электролизер без автоматизации невозможно. |
| Евгений Шмурак,
генеральный директор Группы компаний «СИМПЛЕКС» (г. Красноярск) Сегодня системы автоматизации производства применяются в основном в машиностроении, металлургии, энергетике, строительстве, пищевой промышленности. Главным условием успешной работы АСУ, на мой взгляд, является правильная формулировка технического задания, квалифицированный подбор комплектующих, испытания и запуск систем управления грамотными техническими специалистами, надежность самого оборудования, оказание помощи по обслуживанию систем, обучение персонала на производстве.
Важную роль, конечно, играет выбор программного обеспечения. Мы, например, используем современные программно-технические системы и средства автоматизации ведущих российских и иностранных производителей. Также имеем собственные разработки по сбору данных и визуализации технологических процессов.
При правильном применении автоматизация производства позволяет добиваться значительного снижения себестоимости продукции, повышает ее качество, уменьшает трудозатраты и увеличивает рентабельность. Кроме того, повышается степень надежности и безотказности оборудования. Появляется возможность точно планировать потребление электроэнергии и другое. |
"Промышленные страницы Сибири" №7 (78) июнь 2013 г. |
|
