Как остановить печь от «паники»

Новшество ведущего инженера-электронщика центра автоматизированных систем информационных технологий (ЦАСиИТ) Марата Рафисовича Хабибуллина позволило проводить различные манипуляции с датчиками без остановки высокотемпературных шахтных печей (ВШП) – агрегатов по обжигу плотноспеченного клинкера. Его проект «Внедрение в АРМ шахтных печей ВШП-1 и ВШП-2 возможности имитации показаний датчиков на период проведения работ по их замене и ремонту» занял первое место в корпоративном конкурсе «Лучший новатор» в разделе «Информационные технологии и автоматизированные системы управления». Суть его предложения состоит в том, чтобы при отключении датчика от цепи изменить параметры системы управления агрегатом и не позволить ей остановить технологический процесс. В связи с наличием на печах множества датчиков был проведён большой объём работы. Данная система внедрена, успешно функционирует и принесла ряд других преимуществ.

- Необходимость внедрения операционного улучшения возникла в связи с тем, что для диагностики неисправности датчика, проверки работоспособности измерительной цепи часто требуется его отключение от АСУТП, например, в случае необходимой замены, – поясняет Марат Хабибуллин. – При отключении датчика программа контроллера анализирует состояние измерительной цепи и определяет, что произошел ее «обрыв». Алгоритм работы агрегата при этом может перейти в «аварийное» состояние, что приводит к его остановке, а также отключению устройств, связанных с ним взаимными блокировками.

Различные датчики (температуры, давления, расходов газа, воды и т.д.) подключены к соответствующим входам ПЛК (программируемых логических контроллеров). Программа технологического контроллера производит преобразование сигнала датчика в физическую величину и передает данные через сервер OPC (портал связи между контролируемыми объектами) на АРМ управления.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи. В соответствующих секциях программы контроллера был организован «обходной» алгоритм, позволяющий дезактивировать сигнал обрыва цепи и присвоить соответствующему показанию датчика значение, необходимое для нормального функционирования агрегата – имитированное значение. В программный код контроллеров было добавлено условие, при котором при получении сигнала – «включить имитацию», текущее значение аналогового параметра приравнивается к имитированному значению, введенному в окне АРМ «информация о параметре», и дезактивируется возможность появления сигнала обрыва цепи.

Для реализации «обходного» алгоритма для каждого обрабатываемого сигнала в программу контроллера и SCADA систему были добавлены переменные: «флаг включения имитации» и «имитированное значение». Для этого было создано множество переменных: 126 – для ВШП – 1 и 170 – для ВШП-2.

Допустим, в результате сбоя в измерительной цепи показания одного из трех дублирующих датчиков температуры вышли за пределы допустимого диапазона. После обработки сигнала этого датчика алгоритм решает перевести агрегат в аварийный режим и посылает сигнал об ошибке в АРМ. После проверки работы агрегата администратор АРМ включает имитацию сбойного параметра. Алгоритм обработки сигналов в ПЛК «видит» нормальные показания и переводит агрегат в штатный режим работы. После включения имитации можно производить действия по диагностике и замене неисправного датчика.

Система имитации имеет удобные интерфейсы и защищена от постороннего вмешательства. На мониторе компьютера мы видим предупреждающую надпись «Включена имитация». Для надежной индикации при включении имитации показания аналогового датчика обводятся в зеленую рамку. В окно «Информация о параметре» добавлены кнопки включения и выключения имитации и поле ввода её значения, а также диагностические показания от датчика на вход контроллера, в миллиамперах. Возможность осуществлять управление имитацией показаний датчиков с АРМ появляется только в режиме администрирования, при авторизации под учетной записью «Администратор».

Благодаря операционному улучшению уменьшилось время диагностики неисправностей работы датчиков, проверки работоспособности измерительной цепи, а следовательно сократилось время простоев агрегатов. Появилась возможность производить ремонтные работы и замены датчиков без останова агрегатов. Также стало возможным диагностировать неисправности с помощью отображения диагностического значения аналогового параметра в миллиамперах.

Конкурс новаторов проводится бюро патентоведения и рационализации Группы Магнезит с 2017 года. Он направлен на раскрытие и развитие творческого потенциала работников, вовлечение персонала в реализацию мероприятий по совершенствованию процессов производства. Победители и призёры определяются в шести разделах: горный, технологический, механический, информационных технологий и автоматизированных систем управления, энергетический, экология, охрана труда и промышленная безопасность. В первом конкурсе участвовали 36 человек, из них до финала дошли 19. В прошлом году свои проекты защитили 12 из 22 конкурсантов. В текущем – 14 человек из 19. За время существования конкурса внедрено 21 из 45 операционных улучшений, поданных новаторами.

Благодарим за фото Василия Максимова