АО "Электроизолит"
ЗаказчикМО г. Хотьково
Локализация2022г.
Период работВ 2022г. наш постоянный клиент поставил перед нами интересную задачу в области АСУТП на производстве. У клиента есть 4 технологических пресса, каждый пресс предназначен для выпекания различных материалов. Есть система поддержания заданного давления и система нагрева/охлаждения, которую нам необходимо было модернизировать.
Как происходит технологический процесс. В пресс помещают листы с материалом для запекания, после чего пресс сжимается до нужного давления и начинается процесс запекания. Для разных материалов предназначен разный процесс нагрева и охлаждения, и выглядит примерно так: нагрев до температуры Т1, выдержка на ней, нагрев до температуры Т2, выдержка, нагрев до температуры Т3, выдержка, охлаждение за определенное время.
Что по автоматике? Существующая система работала на старых контроллерах Siemens серии 300, его же модули расширения и его ч/б строчная панель оператора. Дополнительно к 4 прессам был АРМ оператора, где можно было посмотреть графики и текущие температуры. Основная проблема заключалась в том, что у клиента отсутствовали в любом виде исходники, так как станки запускали уже очень давно и клиент сейчас не мог внести никакие изменения в алгоритм, который работал не совсем так, как нужно было. Были не корректно введены настройки ПИД регулятора, из-за чего температура постоянно убегала за уставку и это нарушало технологию запекания материала
Так как пресса находятся постоянно в работе, а модернизировать их нужно, мы решили сперва подготовить 1 пилотный пресс и как следует его обкатать. Мы подготовили оборудование, программу управления и интерфейсы для новой панели и дождались, когда один из прессов можно было вывести из работы на пару недель.
В качестве контроллеров мы выбрали Segnetics Matrix, так как он хорошо себя зарекомендовал, в том числе и на объекте этого клиента. Здорово помогло, что сохранилась документация и принципиальные схемы на шкафы, которые соответствовали действительности, это прилично ускорило замену оборудования. Мы оставили всю начинку шкафа, в том числе все пуско-регулирующее оборудование, оставили по максимум и провода внутри шкафа. И оставили полностью все оборудование КИП и все исполнительные механизмы. Это позволило существенно оптимизировать затраты на модернизацию. В качестве панели управления мы установили 7 дюймовую панель Weintek.
У оператора есть выбор среди 5 заранее заготовленных программ прессования, каждая программа состоит из 1, 2 или 3 ступеней нагрева и выдержки и 1 ступени охлаждения. Оператор выбирает на панели нужную ему программу и запускает процесс прессования. Например, самая простая программа: нагрев до температуры 140 градусов за 30 минут, выдержка на этой температуре 180 минут, охлаждение 90 минут. Автоматика рассчитывает процесс нагрева, зная текущую температуру пресса, зная уставку конечную и зная время, автоматика плавно повышает уставку на протяжении всего времени нагрева, при этом ПИД регулятор начинает открывать клапан нагрева, подгоняю текущую температуру под меняющуюся уставку. Первые несколько минут график нагрева получается волнообразным, но совсем скоро он выравнивается и нагрев происходит очень плавно. Как только мы дошли до нужной температуры автоматика закрывает клапан нагрева, чтобы не было выбега температуры, после чего переходит в режим выдержки. На выдержке работает ПИД регулятор, иногда приоткрывая клапан, чтобы поддерживать заданную температуру. После выдержки начинается режим охлаждения, клапан перекрывает горячую воду и открывает холодную и точно также как и с нагревом, автоматика плавно меняет уставку, чтобы охлаждение протекало согласно технологическому процессу.
Дополнительно оператор может поставить программу на паузу и продолжить работу, когда будет нужно. Оператор может остановить и сбросить программу, также он может перевести тумблер на дверце в ручной режим и самостоятельно управлять клапанами, чтобы отрегулировать температуру при необходимости.
На каждом прессе установлена 7 дюймовая цветная панель оператора Weintek. Мы всегда уделяем пристальное внимание разработке пользовательского интерфейса и проводим много времени отрисовывая и перерисовывая его. На этом объекте мы провели много времени с операторами и техниками, отлавливая все нюансы и подстраивая интерфейс под них. Вот некоторые особенности:
- светлый контрастный интерфейс. Иногда мы делаем переключаемый и светлый и темный интерфейс, но здесь оставили только светлый, так как из-за освещения зала темный интерфейс был бы не комфортным;
- большие квадратные кнопки, чтобы оператор мог нажимать на них в перчатках;
- долгое нажатие на кнопку. Чтобы исключить ложные нажатия и сработки мы сделали длинное нажатие кнопки. При этом цвет кнопки меняется, чтобы оператор понимал, что он именно нажал ее и нужно дождаться реакции системы;
- вся информация на первом экране. Не нужно никуда переходить и нажимать, основная информация показана на первом экране. Основные температуры, статусы насосов, текущий этап программы, время до конца этапа и время до конца программы;
- журнал событий, где архивируется дата и время всех событий. Подсвечивается красным, если есть не квитированные аварии;
- окно подготовки программ, оператор может заготовить 5 самых нужных программ и быстро переключаться между ними;
- уровень доступа. Все важные настройки убраны под пароль в отдельное окно.
После ввода в эксплуатацию пилотного проекта мы стали готовить работы по оставшимся 3 прессам и готовить АРМ оператора. В качестве скады мы выбрали Simple-scada, на текущий момент это оптимальное решение, которое позволяет делать нам качественные продукты.
Еще на уровне контроллера мы сделали ограничения, чтобы с диспетчерской оператор не мог отправлять никакие команды, а мог "читать", это сделано для безопасности, чтобы исключить любые ложные действия в процессе.
Мы разработали одно главное окно для каждого пресса и разместили там структурировано информацию. Большую часть кона занимает структурная схема, где принципиально обозначены трубопроводы, насосы и клапана и показаны датчики и их значения. Внизу отрисовывается часовой график температур корпуса пресса и уставки. Этот график нельзя прокручивать или масштабировать, он ознакомительный и нужен оператору, чтобы наблюдать за пиками и выбегами за последний час прессовки. Справа отдельными плашками выведена информация состояния и этапов прессования. В верхней плашке показаны текущие настройки программы и текущий этап, ниже идет плашка с текущими параметрами и состоянием, где размером выделены главные значения: температуру корпуса пресса, которая всегда стремится к уставке вычисленной алгоритмом автоматики. В нижней плашке можно вывести отчет по процессу прессования.
Еще несколько особенностей:
- SMS и телеграмм уведомления, которые можно гибко настроить под каждого оператора;
- графики и журнал событий. Любые изменения, которые проводит оператор отображаются в журнале. Все температуры и статусы показаны на графиках;
- общий отчет по наработке. Можно ввести дату начала и да конца отчета и получить данные о наработках каждого пресса. Можно узнать какое время пресс провел в режиме охлаждения или нагреве или простое;
- точный отчет по температурам. Технолог может выгрузить точный отчет и увидеть картину температурного режима материала;
