Задачи

Целью создания Системы является:

• повышение эффективности и качества оперативного управления производством Группы ТМК путем:
  • снижения информационной неопределенности при принятии управленческих решений, в том числе за счет оперативности представления, полноты, достоверности и удобства отображения информации о состоянии оборудования;
  • интеграции между системами управления Группы ТМК различных уровней;
• повышение эффективности и качества производственных процессов Группы ТМК путем:
  • анализа накопленной в Системе информации для выявления возможностей сокращения затрат и резервов улучшения производственных процессов.

Оптимальный производственный процесс это:

• Режим работы 24*365
• Производительность 100%
• Потребление энергоресурсов минимальное
• Баланс материалов оптимальный
• Качество, соответствующее нормам

Система АСУДП помогает организовать оптимальный производственный процесс:

• АСУДП предоставляет информацию, необходимую для повышения эффективности, оптимизации времени безотказной работы оборудования и увеличения прибыли.
• В системе производится декомпозиция сложных проблем, поиск базовых причин для активного решения проблем.
• Определение причины и следствия в производственном процессе для расставления приоритетов в работе, обслуживании, оптимизации, планирования.
• Система обеспечивает прозрачность производственного процесса и динамики использования оборудования для снижения затрат и оптимизации рабочих операций.
• В Системе производится автоматическая регистрация событий и генерация сообщений для устранения неточностей и несоответствий при использовании ручных систем.

Описание

В рамках Пилотного проекта по системе АСУДП (PIMS) реализуется следующий объём работ:

• к системе подключается 9 цехов (3 Электросталеплавильных цеха и 6 Трубопрокатных цехов),
• развертывается распределенная резервированная трехуровневая система (цех, завод, холдинг),
• система собирает данные с различных источников данных (ПЛК, СКАДА, БД), приблизительно 40 000 внешних тегов с контроллеров и десятки тысяч параметров с существующих СУБД,
• реализуется функционал по сбору параметров, учету простоев, прослеживаемости и учету продукции,
• реализуется интеграция с МЕS-системами.

Система построена по трехуровневой архитектуре – Холдинг/Завод/Цех.

На уровне Холдинга архитектура подразумевает сервер АСУДП, отказоустойчивость которого обеспечивается за счет использования кластера виртуализации серверов VMware.

Функции серверов АСУДП уровня Холдинг:

• хранение исторических данных в InfluxDB;
• централизация диспетчерской информации по холдингу для передачи ее на АРМы холдинга.

На уровне Завод устанавливается резервированный сервера приложений, базы данных InfluxDB и реляционной базы данных PostgreSQL.

Функции серверов АСУДП уровня Завод:

• обмен данными со смежными системами уровня завода;
• обмен телеграммами с MES системой;
• передача данных на уровень «Холдинг»;
• хранение исторических данных в InfluxDB;
• хранение производственных событий, справочников и других данных, представляемых в табличной форме, в PostgreSQL;
• решение прикладных задач уровня «Завод» (расчет статусов, простоев, сервисы для смежных систем и пр.);
• централизация диспетчерской информации по заводу для передачи ее на АРМы уровня Завода.

Сервера уровня Цех находится в технологической сети и обеспечивают сбор данных и передачу их на уровень Завод. Сбор оперативных данных осуществляется с помощью драйверов и менеджеров сбора данных.

Функции серверов АСУДА уровня Цех:

• сбор данных с АСУТП и цеховых информационных систем;
• передача данных на уровень Завод;
• буферизация данных при обрыве связи с уровнем Завод;
• передача данных в InfluxDB.

Результат

Повышение производительности и снижение себестоимости за счет:

Уменьшение простоев:

• Представление целостной картины о ходе технологического процесса.
• Анализ превышения циклов.
• Фиксация фактических и виртуальных простоев.
• Анализ причин простоев.
• Выявление закономерностей. Например, «бутылочного горлышка» или «цепочки медленных агрегатов».
• Анализ межплавочной паузы.
• Анализ уменьшения пауз на перенастройку.
• Анализ различных технологических параметров и их взаимосвязь.

Экономия энергоресурсов:

• Оптимизация режимов работы.
• Снижение объёмов передела брака.
• Точное планирование объёмов производственного потока и исключение производства «лишнего объёма на запас».

Экономия материалов:

• Представление целостной картины всех материальных потоков цеха.
• Повышение охвата, точности, оперативности учета сырьевых материалов и готовой продукции.
• Автоматизированное весоизмерение вместо «человеческого фактора» при ручном вводе.
• Определение фактических расходных коэффициентов для каждой плавки.
• Анализ и определение оптимальных расходных коэффициентов.
• Точное планирование расхода материалов.
• Фиксация, анализ и снижение потерь материала.

Снижение брака

• Оперативный контроль за параметрами и режимами.
• Анализ явных и неявных зависимостей режимов и параметров, определяющих качество выпускаемой продукции (режимы, температуры, скорости, типы материалов).
• Информационное структурирование производственного контента (прослеживаемость).

Применяемые технологии

a.PIMS, Step 7, С#, Каскад-Цифра,  PostgreSQL,  InfluxDB.

Наименование решения

Модернизация Уровня 2 автоматизированной системы управления АСУ печи фирмы EBNER.

Задачи

Реализованы следующие функции:

·         обеспечение сбора и обработки данных, полученных с уровня ПЛК агрегата;

·         обеспечение хранения данных в системе уровня 2. Формирование и хранение агрегированных данных в базе данных системы;

·         обеспечение визуализации технического процесса обработки металла в реальном времени;

·         запись и хранение данных обработки в системе IbaPDA;

·         управление основными технологическими параметрами печи на всех этапах обработки;

·         фиксация аварийных событий в процессе обработки металла в реальном времени;

·         автоматическое формирование паспорта садки алюминиевых плит, обработанных на агрегате;

·         создание сервиса формирования паспорта садки по запросу;

·         ведение справочника режимов обработки плит и загрузка параметров обработки на уровень ПЛК;

·         сбор данных с гибридного рекордера фирмы Yokogawa и их синхронизированная передача в ПЛК системы АСУ в реальном времени;

·         функции ведения прав доступа пользователей и отложенного старта агрегата с заданными параметрами.

Описание

Программные средства АСУ Уровень 2 печи состоят из:

·         сервисов информационной интеграции с существующими системами (ПЛК, рекордер Yokogawa);

·         системы анализа, обработки, хранения данных процесса;

·         системы визуализации (сервер приложений и клиентские станции).

Все программное обеспечение АСУ Уровень2 развернуто на 1-м виртуальном сервере и 2-х виртуальных клиентских станциях с подключенными к ним тонкими клиентами на пультах управления печи.

В рамках АСУ Уровень2 реализованы следующие подсистемы:

·         подсистема двунаправленной информационной интеграции с системами ПЛК печи и рекордера Yokogawa; 

·         подсистема управления АСУ ТП «Уровень 1»: передача на Уровень 1 технологических уставок производства, фиксация и двухсторонний обмен событиями работы печи;

·         подсистема визуализации: видеокадры настройки параметров, процессов нагрева выдержки и закалки плит, результатов работы охлаждения печи, отслеживания и корректировки данных садки;

·         подсистема создания отчетов: формирование паспорта садки;

·         подсистема диагностики: информирование оператора об аварийных ситуациях;

·         подсистема управления правами доступа.

Результат

Результатом создания системы стало:

1.       обеспечение технологического и управленческого персонала информацией о производстве и качестве обработки металла;

2.       обеспечение доступа к архивным данным большого количества параметров производства за длительный период;

3.       своевременное информирование о состоянии оборудования и аварийных ситуациях.

Применяемые технологии

КАСКАД-Цифра, a.SCADA , ОРС KepWare, Microsoft SQL Server, IbaPDA.

На ОАО «Северсталь-метиз» реализован очередной этап развития Системы контроля технологических параметров (СКТП) – добавлен функционал ведения энергоучета. СКТП относится к системам класса PIMS.

На предприятии ОАО «Северсталь-метиз» ведется поэтапный переход учета энергоресурсов от КТС «Энергия» и ручного формирования отчетных документов на общую информационную платформу СКТП, разрабатываемую с применением системы «Каскад» (разработчик – «Сибком-Цифра», ООО).

Компания ООО «Промцифра» завершила очередной этап этой работы.

В системе реализован следующий функционал:

-     расчет и архивирование первичных данных 1 раз в 3 мин (суммирование для расходов, усреднение для прочих параметров);

-     расчет и архивирование часовых значений параметров энергоучёта на основании первичных данных (суммирование для расходов, усреднение для прочих параметров).

Функционал системы предоставляет пользователям:

-     расчет и вывод таблицы расхода энергоресурсов (сутки, декада, месяц, год) по часовым архивам;

-     текущие значения измерения для канала;

-     таблицы суммированных и усредненных значений (час, сутки, месяц) по каналу, по 3-х минутным значениям;

-     таблицы мгновенных значений расхода ресурса (оперативные данные мгновенные значения 3-х минутные);

-     таблицы и отчеты с расчетом баланса расхода энергоресурса (по каждому отдельно).

Для формирования корректного баланса предусмотрено:

-     создание каналов (точек учета) с ручным вводом расхода за сутки,

-    возможность ручной корректировки вычисленных значений расхода за сутки.

-     возможность ввода измерений новых каналов, корректировку названий имеющихся позиций;

-     возможность трансформации таблиц в формат Excel.

Наименование решения

Автоматизированная система идентификации и прослеживания производимой продукции «Поток» (далее - АСИПП «Поток») в цехе Т-4 АО «СинТЗ».

Задачи

АСИПП «Поток»  является частью комплексной цеховой системы прослеживания продукции и предназначена для реализации  прослеживаемости учётных единиц производимой продукции в сопоставлении с технологическим маршрутом в пределах участков цеха.

Целью создания АСИПП «Поток» является обеспечение MES* производственной и технологической информацией.

Описание

На предприятии реализована трехуровневая информационная инфраструктура АСИПП/АСУДП*/MES. АСИПП«Поток»  является базовым информационным уровнем  и предназначена для организации слежения за материалом на уровне технологических агрегатов.

АСИПП «Поток»  состоит из оборудования базового уровня (ПЛК*),  сервера базы данных PostgreSQL,   WEB сервера и WEB клиентов (АРМ* Операторов, АРМ Мастеров).

АСИПП «Поток»   охватывает участки цеха Т-4:

• участок термической обработки труб,
• участок по производству нарезных труб, состоящий из 5 производственных линий.

АСИПП «Поток»  реализует два вида прослеживаемости материалов (продиктовано спецификой технологического процесса):

• по пакетную, где единицей учета является пакет труб,
• по трубную, единицей учета является маркированная труба.

В АСИПП «Поток»   возможны  два режима слежения за материалом:

• ручной ввод результатов технологической операции,
• автоматизированный, когда движение материала вдоль линии  определяется с помощью контроллера слежения.

Основные функции АСИПП «Поток»   :

• автоматическое получение сменного задания из MES, включающего производственные заказы, материалы и параметры технологических операций  для линий участков цеха;
• визуализация на АРМ оператора сменного задания и рекомендуемых параметров технологических операций;
• слежение за движением материалов на агрегатах линий в автоматизированном и ручном режиме. Автоматическая многоуровневая  проверка для вводимой вручную информации;
• сбор, привязка к материалу  и визуализация фактических параметров выполненных технологических операций;
• визуализация текущей сменной производительности;
• автоматическая отправка отчетов в MES о выполненных с материалом технологических операциях;
• автоматическая генерация производственных журналов и сменных рапортов;
• самодиагностика системы.

Результат

• АСИПП«Поток»  обеспечивает релевантное  информационное наполнение систем АСУДП и MES.
• АСИПП«Поток»  обеспечивает информационную поддержку персоналу цеха:
  • АРМ Оператора (сменное задание, отчет о произведенной продукции за смену по агрегату),
  • АРМ Мастера (отчет за смену по линии, участку).

Применяемые технологии -   С#, Каскад-Цифра,  СУБД PostgreSQL.

В статье использованы сокращения:

MES - система управления производственными процессами (Manufacturing Execution System).

АСУ ДП - автоматизированная система управления диспетчеризацией производства

ПЛК - программируемый логический контрллер

Задачи

Исходным требованием является разработка системы создания визуализации и управления (SCADA) панельного компьютера, устанавливаемого в кабину водителя трамвая.

Система должна обеспечить простоту конструирования, отладки и установки на конечное встраиваемое устройство при этом обладая достаточно широким спектром для дальнейшего масштабирования и внедрения нового либо необходимого функционала.

Отдельно выделяются следующие пункты:

• добиться максимальной производительности конструктора для работы над проектами любого размера;
• предоставить набор визуальных элементов позволяющий закрыть большую часть потребностей конечных пользователей;
• обеспечить простоту и гибкость в настройке каждого визуального элемента на этапе создания визуализации;
• реализовать возможность Undo/Redo ко всем действиям в конструкторе;
• предоставить механизм отладки с возможностью работы напрямую с контроллером для получения и управления данными, так и без контроллера, отображая состояние визуальных элементов по умолчанию;
• ведение журнала всех событий для пользователя, системы, сборки и отладки проекта;
• минимизировать трудозатраты для установки на конечном встраиваемом устройстве.

Описание

Система предназначена для разработки проектов визуализации и управления для панелей операторов, панельных и стационарных компьютеров и других устройств, поддерживающих архитектуру x86_64, ARM (aarch32, aarch64).

Система состоит из 2-х основных подсистем.

1. Cobalt. Конструктор визуализации, предоставляющий визуальный интерфейс для разработки визуальных форм и экранов, включающий широкий набор элементов управления, обеспечивающих удобное взаимодействие как с данными контроллера, операционной системы, так и между различными элементами управления.

Рабочая область конструктора состоит из нескольких элементов визуального интерфейса. К ним относятся область рисования (визуальная область конструктора), окно «Обозреватель решения», предоставляющий информацию о проекте, экранах и используемых на них визуальных элементах, «Панель инструментов», «Вывод» отображающий журнал действий и «Свойства».

• Cobalt.Runtime. Предварительно сконфигурированный минимальный linux дистрибутив, включает в себя программное обеспечение, скомпилированное по модели Native AOT в нативное приложение, которое не использует JIT-компиляцию, позволяющее выполнять сконструированную ранее визуализацию и обрабатывать действия пользователя на конечном встраиваемом устройстве.

Результат

В результате создания системы:

• реализована поддержка конструктором работы над экранами с разрешениями от 320 х 240 до 3840 x 2160 с возможностью использовать более 10 000 визуальных элементов на одном экране;
• реализованы 27 визуальных элементов, включающие в себя такие элементы как текст, кнопка, индикатор, таблица и т.д. Элементы предоставляют возможность взаимодействовать и менять своё состояние при получении и обработки данных контроллера, при пользовательских действиях или при событиях, происходящих в операционной системы конечного встраиваемого устройства;
• для более гибкой настройки работы визуальных элементов часть из них получила возможность обрабатывать получаемые события и данные с помощью коллекций соотношения условий и значений (если значение больше 5 необходимо изменить своё состояние на указанное) и масштабирования значений;
• реализована возможность Undo/Redo (отменить действие и отменить отмену действия) всех действия пользователя с помощью значение-ориентированного метода на основе паттерна «Хранитель» (Memento);
• Реализована возможность отладки непосредственно в конструкторе так и на конечном встраиваемом устройстве. Независимо от типа отладки обеспечено полное визуальное соответствие элементов и их состояний, а также пользовательского взаимодействия с элементами;
• разработан простой и удобный механизм информирования пользователя о всех событиях, совершаемых действиях, каждом шаге сборки и детальной информации во время отладки визуализации;
• реализован визуальный установщик для установки, обновления и удаления как дистрибутива на встраиваемом устройстве, так и визуального проекта, который позволяет производить все действия с минимальным участием пользователя;
• обеспечена поддержка встраиваемых устройств на базе следующих архитектур: x86_64, aarch32, aarch64. Конструктор поддерживает работу на 64-разрядной версии Windows 7+.

Применяемые технологии - C#, .NET 8, WPF, Linux

Наименование решения

Система слежения за металлом (Уровень 2) Центра Обработки Металла (ЦОМ -3) ПАО "Северсталь"

Задачи

Автоматизированная система слежения за металлом на агрегатах резки предназначена для:

• Сбора данных с механизмов и систем агрегата резки АПР-3 и перемоточных агрегатов АПР-4,5,6,8,9,10.
• Автоматической прослеживаемости единицы продукции.
• Визуализации прохождения продукции по узлам агрегатов.
• Обеспечения технологический персонал информацией, необходимой для производства и аттестации продукции.

Описание

Реализованная в ЦОМ-3 система Уровня 2 развернута на следующих агрегатах цеха: АПР-3, АПР-4, АПР-5, АПР-6, АПР-8, АПР-9, АПР-10.

Система состоит из оборудования базового уровня, KepWare сервера, сервера базы данных ORACLE, TCP/IP менеджера, Файлового менеджера, WEB сервера и клиентов оператора.

Комплект оборудования базового уровня установлен на каждом агрегате и включает; программируемый логический контроллер системы слежения за металлом, имеющий связь с технологическими контроллерами агрегата, и набор датчиков, необходимых для реализации функций прослеживания металла.

В системе реализован следующий функционал:

• Функция двунаправленной информационной интеграции с системой учета Уровня 3 «QMet».
  • Получение данных по входным рулонам.
  • Получение графика порезки.
  • Передача фактических данных обработки выходной продукции (листов, пачек листов, рулонов).
• Функция   информационной интеграции со смежными системами качества Уровня 2 («Планшетнось», «Parsytec»)
  • Передача данных по входным рулонам.
  • Получение данных качества из системы планшетности в виде файлов и табличных значений из базы данных системы «Планшетность».
• Функция передачи информации в систему оценки качества Уровня 3 «Автоаттестация».
  • Передача фактических данных обработки выходной продукции (листов, пачек листов, рулонов), включая генеалогию и обрезь.
  • Передача фактических  технологических параметров обработки готовой продукции (листов, рулонов) с привязкой к единице длины.
  • Передача данных, полученных от системы «Планшетности».
• Функция управления АСУ ТП «Уровень 1».
  • Передача в АСУ ТП «Уровень 1» параметров обрабатываемого рулона;
  • Построение таблицы порезки.
• Функция планирования производства, согласно производственной программе.
  • Коррекция очередности входных рулонов.
  • Отслеживание хода обработки, автоматическое изменение статуса рулона.
• Функция ведения архивов.
  • Хранение данных о произведенной на агрегатах продукции.
  • Сбора, хранения (не менее 6 месяцев) технологических параметров, привязка их к длине готового продукта.
• Функция визуализации включает:
  • Отображение графика порезки и списка входных рулонов.
  • Видеокадры настройки параметров.
  • Видеокадры процесса производства.
  • Видеокадры результатов работы подсистемы аттестации рулонов.
  • Видеокадры отслеживания и корректировки данных по рулонам.
• Функция создания отчетов.
  • Отчет по продуктам.
  • Отчет по производству.
  • Отчет по параметрам процесса, по продуктам с отклонениями параметров.
• Функция авторизации пользователей

Результат

В ходе создания системы:

• Реализовано автоматическое получение графика порезки из MES (набора заданий на порезку) для каждого агрегата. Задание на порезку содержит требование к выходному продукту (листу), список и параметры входных рулонов.
• Реализовано слежение за рулонами перед агрегатом для, поддержания актуальной очереди загрузки рулонов на агрегат. 
• Реализована автоматическая прослеживаемость за единицей продукции (рулон, пачка, лист) от задачи рулона на АПР (задача рулона в агрегат) до момента завершения формирования пачки на листоукладчиках и их транспортировкой по конвейеру до позиции взвешивания пачки (для агрегата АПР-3) и до места съёма рулона краном (для агрегатов АПР-4,5,6,8,9,10.).
• Реализован учет обрези с головной и хвостовой части рулона на основании информации, полученной системой ССМ.
• Реализована автоматическая привязка данных к единице продукции из систем:
  • система измерения планшетности – сбор и сохранение данных на выходном продукте;
• Реализован сбор и привязку к единице продукции ЦОМ-3 лист/рулон технологических параметров резки и других показателей качества.
• Реализована прослеживаемость листа относительно его места расположения в материнском рулоне.

Решение вышеперечисленных задач позволило уменьшить объём запускаемой партии для выполнения сбытового заказа путем точного, оперативного и достоверного контроля качества выпускаемой продукции и оперативного перепланирования производства.

Точное определение мест дефектов позволило уменьшить расходный коэффициент при вырезке дефектов.

Реализация задачи прослеживаемости исключила ошибки задачи рулонов на порезку, тем самым исключив перепутывание плавок и партий.

Применяемые технологии - Step 7, С#, ОРС KepWare,  СУБД Oracle.

Наименование решения

Система Уровня 2 (система слежения и управления технологией) МНЛЗ-5 (Машины Непрерывной Разливки Стали)

Задачи

Одной из задач модернизации МНЛЗ №5 является разработка системы слежения   и управление  технологией МНЛЗ (Уровень 2 МНЛЗ).

Система решает задачи автоматизированного управления технологическим оборудованием и технологическим процессом разливки.

Система предназначена для:

• повышения надежности работы отдельных узлов и механизмов в процессе разливки;
• обеспечения надежной и эффективной работы в разных режимах;
• контроля основных параметров оборудования;
• контроля готовности подсистем МНЛЗ;
• контроля и управления подсистемами МНЛЗ;
• программного управления работой основного технологического оборудования;
• получения из внешних систем данных о химическом анализе стали, планируемой плавке и её характеристиках;
• расчета контактного графика производства конвертерного цеха и мониторинга за текущим производственно-технологическим процессом в реальном времени;
• формирования сквозного паспорта плавки;
• обеспечения смежных систем прокатного производства, ERP-системы SAP R/3 информацией о разливке стали на МНЛЗ;
• формирования отчетно-аналитических документов о работе установки.

Описание

Технические средства Системы Уровень 2 МНЛЗ состоят из системы связи с объектом (базовая автоматизация) и системы обработки, хранения и отображения информации.

ПО Системы развернуто на 2-х виртуальных серверах. Сервер системы сбора данных является ядром системы. Клиентский сервер является сервером приложений. На сервере системы расположен Web server для установки клиентского программного обеспечения. Доступ осуществляется через любой web браузер.

На сервере Системы установлен KepWare для сбора и первичной обработки данных. Также там расположена база оперативного хранения данных Oracle.

На сервере приложений расположено клиентское программное обеспечение. Доступ, к которому осуществляется с тонких клиентов через удаленные рабочие столы.

Функции, реализованные в  системе:

Функция двунаправленной информационной интеграции со смежными системами.

• получение плана плавок;
• получение данных химического состава на плавку;
• получение данных относительно параметров оценки качества сегментов;
• передача фактических данных разливки с результатами аттестации сегментов.

Функция управления системами АСУ ТП.

• передача в АСУ ТП параметров кривых вторичного охлаждения;
• построение таблицы порезки (поплавочно, поштучно). Выдача заданий на порезку на мерные заготовки;
• выдача заданий на маркировку заготовок.

Функция планирования производства, согласно производственной программе.

• коррекция очередности плавок;
• отслеживание хода разливки, автоматическое изменение статуса плавки.

Функция предварительной экспертной аттестации качества металла по сегментам (подсистема аттестации сегментов):

• сбор, хранение технологических параметров, привязка их к сегментам и готовому продукту;
• анализ значений технологических параметров для проведения аттестации качества сегментов и готового продукта.

Функция визуализации включает:

• видеокадры настройки параметров;
• видеокадры процесса разливки;
• видеокадры результатов работы подсистемы аттестации сегментов;
• видеокадры отслеживания и корректировки данных по плавке и планов разливки;
• видеокадры слежения за вторичным охлаждением.

Функция создания отчетов:

• формирование паспорта плавки;

Функция самодиагностики:

• определение качества работы компонентов АСУ «Уровень 2».

Функция авторизации пользователей.

Результат

Результатом создания системы стало:

• внедрение дополнительных систем, таких как: контроль состояния оборудования, оптимизация управления, система прогнозирования качества и др;
• повышение надежности работы оборудования;
• увеличение выхода годного металла;
• обеспечение требуемого качества отливаемых заготовок;
• улучшение условий эксплуатации оборудования посредством расширенных функций диагностики, упрощение обслуживания электрооборудования с выдачей удобных для восприятия цифробуквенных сообщений о его текущем состоянии;
• автоматизированное ведение архива основных технологических параметров, что позволило упростить поиск причин простоев;
• повышение комфортности работы операторов и обслуживающего персонала;
• обеспечение технологического и управленческого персонала информацией о производстве и качестве заготовок МНЛЗ;
• учёт и контроль затрат на разливку стали на МНЛЗ.

Применяемые технологии

Step 7, С#, ОРС KepWare,  СУБД Oracle.

Наименование решения

Создание Системы Уровня 2 автоматизации агрегатов цеха холодной прокатки «1700» и Интеграционного слоя (решение класса PIMS).

Задачи

Реализованы следующие функции:

• Обеспечение сбора и обработки данных, полученных с нижнего (аппаратного) уровня агрегата.
• Обеспечение хранения и переноса данных в единую БД.
• Обмен информацией по обработке металла с MES-системой предприятия (PSI, СПЭП).
• Обеспечение визуализации технического процесса обработки металла в реальном времени.
• Ведение дефектов при техническом процессе обработки металла в реальном времени.
• Автоматическое формирование паспорта обработки рулона, обработанного на агрегате.
• Создание сервиса формирования паспорта рулона, по запросу, для каждого агрегата.
• Мониторинг текущего состояния агрегата и простоев.
• Отслеживание этапа обработки рулонов.
• Мониторинг отклонений технологического процесса с помощью математических моделей путем сравнения константных величин (рецептов) и данных полученных динамически

Описание

В ходе реализации Системы к ней подключено 29 агрегатов цеха, включая прокатные станы, и 128 колпаковых печей.

Система автоматически собирает информацию с датчиков, записывает в единую базу данных и хранит её. Это множество параметров по всем агрегатам основного производственного цикла: температура, скорость проката, толщина, вес рулона.

Кроме того, собранная информация автоматически поступает в системы высшего уровня, в том числе в MES-систему PSI Metals, которая задействована в планировании производства, систему управления предприятием SAP. Также система «Уровень 2» является основной базой данных, на которых строятся математические модели, внедряемые на производстве.

Состав Системы

Система» состоит из оборудования базового уровня, KepWare сервера, сервера базы данных ORACLE, файлового сервера, WEB сервера.

Комплект оборудования базового уровня установлен на каждом агрегате и включает программируемый логический контроллер имеющий связь с технологическим(и) контроллером(и)  агрегата и набор датчиков, необходимых для реализации функций прослеживания металла.

KepWare Сервер  - это виртуальный сервер, обеспечивающий обмен информацией между  PLC Системы агрегатов и сервером Базы Данных ORACLE.

«ORACLE Server» - это виртуальный сервер, обеспечивающий обработку и хранение данных, полученных с базового уровня посредством  KepWare Сервер.  На сервере развернута база данных Oracle 12c. Также ORACLE Сервер обменивается данными с серверами систем СКПП с помощью стандартных механизмов базы данных Oracle 12c.

Файловый Сервер - это виртуальный сервер, обеспечивающий импорт, преобразование и  хранение файлов Системы Контроля Планшетности, установленной на агрегате АПР8, а также хранения файлов системы сбора технологических параметров  «IBA» для предоставления WEB-приложению «Phoenix». Файловый Сервер имеет подключение по сети Ethernet к Серверу Системы Планшетности и серверам систем «IBA» всех агрегатов.

WEB Сервер - это виртуальный сервер, на котором развернут WEB-портал Системы . Портал доступен клиентам бизнес-сети предприятия. WEB Сервер имеет   подключение к Файловому Серверу и ORACLE Сервер по сети Ethernet через промежуточное сетевое оборудование с функцией фильтрации пакетов.

Система состоит из 2-х основных подсистем.

1. Подсистема слежения за  металлом. Подсистема слежения за металлом использует событийную модель обработки данных. Событие – это изменение стадии обработки рулона. Факт происхождения события  определяется с помощью оборудования PLC Системы по оригинальным для каждого агрегата алгоритмам.
2. Подсистема сбора и хранения технологических параметров.  Каждый технологический параметр (тренд)  привязан к определенной позиции сбора. Позиция сбора — это точка на агрегате, на которой установлен датчик или система измерения. В Системе собираются, архивируются и передаются данные, включающие  технологические параметры, идентификаторы рулона на позиции сбора, координату полосы от головы рулона, находящуюся на позиции сбора в данный момент.

Результат

По всему основному производственному оборудованию ЦХП реализована система автоматического отслеживания производства и контроля технологии изготовления с полной интеграцией с MES системой.  Это позволяет оперативно получать объективную информацию о статусе выполнения производственных и сбытовых заказов, уменьшает производственный цикл, издержки на незавершённое производство.

Применяемые технологии

Step 7, С#, Oracle 12c, IbaPDA .

Задачи

Система предназначена для:

• автоматического сбора информации с технических устройств, участвующих в технологическом процессе производства продукции;
• долговременного хранение собранной информации;
• выдача информации, как в виде фиксированных периодических отчетов, так и по запросу пользователей;
• анализ информации как в режиме реального времени для формирования предупредительных и аварийных сообщений, так и за исторические промежутки времени для выявления тенденций в различных процессах;
• отображение информации о текущих параметрах технологических процессов;
• формирования отчетно-аналитических документов о работе цеха СПЦ №2;
• SMS оповещения пользователей системы;
• интеграции с MES системой предприятия.

Описание

Система построена по клиент-серверной архитектуре. На серверах системы развернуто программное обеспечение a.PIMS, разработанное на базе системы Каскад-Цифра. Сервера системы резервированные. Клиенты реализованы по WEB технологии.

В СПЦ 2 в систему СКТП заведено 95 агрегатов, 115 контроллеров.

Система собирает около 23 000 параметров

Основные виды технологического оборудования, подключенные к системе:

• Волочильные станы;
• Агрегаты патентирования;
• Прядевьющие машины (СКИП-машины);
• Линии перемотки;
• Колпаковые печи.

В системе отображается информация о состоянии оборудования, текущие значения параметров, информация о продукции, графики параметров, сообщения по выбранному агрегату.

В системе выводятся временные диаграммы работы/простоев оборудования выбранного участка.

В системе реализован интерфейс ручного ввод информации о параметрах обрабатываемой продукции для каждого агрегата.

В системе реализован выбор и отображение на графики требуемых параметров, вывод списков сообщений со всего оборудования цеха.

В системе реализована система отчетности, выводящая отчеты по производственным рапортам, простоям, расходам энергоресурсов.

В системе реализован функционал ведения внутренних справочников.

В системе реализована диагностика состояния оборудования цеха и самодиагностика системы.

Результат

Система предоставила доступ к реальной оперативной информации  для верного и оперативного принятия решения управляющему персоналу.

Система выдает реальную информацию о производительности каждого агрегата, исключает приписки персонала по перевыполнению планов (соответственно, дополнительному необоснованному  премированию).

Система позволяет более эффективно загрузить все оборудования, исключая рваный режим работы, связанный с работой оборудования в неэффективных режимах с повышенной нагрузкой и последующими необоснованными простоями.

Система позволяет вести расчет заработной платы на основании реальной производительности, рассчитанной системой  с детализацией до смен и единиц персонала.

Система позволяет выявить узкие места (бутылочное горло) в части загрузки всего оборудования для принятия решения по расшивке этих узких мест.

Система позволяет оперативно диагностировать выход оборудования из строя для минимизации простоев на восстановления его работоспособности.

Применяемые технологии

a.PIMS, Step 7, С#, Каскад-Цифра

Наименование решения

Модернизация автоматизированной системы управления (АСУ) Уровень 2 МНЛЗ-1.

Задачи

Модернизация АСУ Уровень 2 предназначена для:

• двухсторонней интеграции в информационную инфраструктуру предприятия;
• предварительной экспертной аттестации качества непрерывно-литой заготовки;
• выдачи управляющих воздействий в системы АСУ ТП (вторичное охлаждение, машина газовой резки, маркиратор);
• формирования паспорта плавки и другой отчетно-аналитической  документации;
•  мониторинга состояния оборудования.

Описание

Программные средства АСУ Уровень 2 МНЛЗ состоят из:

• сервисов информационной интеграции с существующими системами Уровень3;
• OPC сервера для организации двунаправленной связи с АСУ ТП МНЛЗ;
• системы анализа, обработки, хранения данных процесса;
• системы визуализации (сервер приложений и клиентские станции).

Все программное обеспечение АСУ Уровень 2 развернуто на 2-х виртуальных серверах:

• сервер обработки данных Уровня 2 является ядром системы. На сервере установлено программное обеспечения сбора, обработки и хранения  данных;
• сервер  приложений Уровня 2.

В рамках АСУ Уровень 2 реализованы следующие подсистемы:

• подсистема двунаправленной информационной интеграции с системами Уровня 3.  Синхронизация нормативно-справочная информация,   получение плана плавок; получение данных химического анализа  плавки; передача фактических данных (паспорта плавки) разливки с результатами аттестации сегментов;
•  подсистема планирования производства, согласно производственной программе.      Работа с планом разливки и раскроем заготовки, отслеживание выполнения плана, отправка паспорта плавки на Уровень 3;
• подсистема предварительной экспертной аттестации качества металла по сегментам. Прослеживание непрерывного слитка в ручьях, сбор, агрегирование, привязка параметров качества к сегментам, аттестация сегментов и продуктов относительно собранных параметров качества. Визуализация результатов аттестации качества непрерывно-литой заготовки по сегментам;
• подсистема управления АСУ ТП «Уровень 1».     Расчет и передача на Уровень 1 уставок вторичного охлаждения. Генерация и редактирование плана порезки, выдача заданий на порезку на мерные заготовки, оптимизация раскроя. Управление  маркировкой;
• подсистема визуализации. Видеокадры настройки параметров, процесса разливки, результатов работы подсистемы аттестации сегментов, отслеживания и корректировки данных по плавке и планов разливки, видеокадры слежения за вторичным охлаждением;
• подсистема мониторинга текущей эксплуатационной стойкости оборудования;
• подсистема создания отчетов. Формирование паспорта плавки, формирование отчетов по качеству продуктов;
• подсистема  диагностики. Информирование оператора об аварийных ситуациях;
• подсистема управления правами доступа.

Результат

Результатом создания системы стало:

• обеспечение технологического и управленческого персонала информацией о производстве и качестве заготовок МНЛЗ;
• увеличение количество выхода годной  продукции путем оптимизации раскроя мерной заготовки, автоматической аттестации качества продукции;
• снижение простоев оборудования как результат мониторинга текущей эксплуатационной стойкости оборудования.

Применяемые технологии - Step 7, С#, ОРС KepWare,  СУБД Oracle.

Задачи

• Повышение достоверности и оперативности управленческой информации.
• Повышение достоверности учетной информации.
• Сокращение эксплуатационных затрат.
• Снижение рисков хищения материальных ценностей.

Описание

Система состоит из следующих компонентов:

• Узлы учета электроэнергии;
• Узлы учета дизельного топлива;
• Оборудование базовой автоматики;
• Оборудование передачи данных;
• Сервер системы;
• Автоматизированные рабочие станции системы.

Система позволяет решать следующие задачи:

• Удаленный мониторинг расхода дизельного топлива;
• Удаленный мониторинг количества и качества вырабатываемой электроэнергии;
• Ведение учета рабочего времени приводных двигателей (СА).
• Сбор и передача собранных данных от энергоустановок в филиалы и Московский офис компании;
• Анализ энергоэффективности работы установки с предоставлением отчетов;
• Обеспечение утвержденного уровня затрат при выполнении производственной программы;
• Контроль оплачиваемых объемов работ по услугам предоставления энергообеспечения объектов бурения;
• Корректировка норм расходования ГСМ;
• Обеспечение экономической безопасности предприятия.
• Выполнение мероприятий по повышению энергоэффективности и энергосбережения.

Особенности реализации системы:

• Система стабильно работает даже при плохом качестве связи  с буровой.
• Для тех буровых, на которых нет спутниковой связи реализован интерфейс передачи данных в центральный сервер по каналам сотовой связи.
• Выявилось существенное отклонение фактического удельного расхода топлива относительно   заданных норм. Эти отклонения сильно различаются на разных буровых.

Результат

Экономический эффект от внедрения АС МДТ:

• Система помогает своевременно обнаружить случаи хищения топлива. Даже сам факт наличие системы учета дизельного топлива на буровой является сдерживающим фактором для хищений топлива обслуживающим персоналом.
• В ряде случаев выявлены неэффективные режимы работы ДГУ. При проведении комплекса мероприятий по настройке ДГУ, своевременном пуске и остановке дополнительных ДГУ, можно существенно уменьшить перерасход топлива до нормативных значений.
• Для анализа эффективности работы обслуживающего персонала можно проводить сравнения удельных показаний, снимаемых системой с различных буровых с привязкой к бригадам, кустам, скважинам. На основании полученных данных можно  финансово мотивировать персонал к экономии топлива.
• Ежемесячная экономия топлива для различных буровых может составить до   30 т/месяц или более 1 мл. рублей (в среднем 6-7 т/мес).
• При работе ДГУ с полной нагрузкой срок окупаемости системы может составить 5-6 месяцев.
• На некоторых буровых с   приводами  выявлено низкое значение COS (f) (до COS (f) = 0.5).  Такое плохое значение COS (f) является одной из основах причин перерасхода дизельного топлива ДГУ.
• Этот перерасход в денежном выражении может составлять больше 1 000 000 руб. в месяц для одной буровой.
• Выявленные значения перерасхода могут служить основанием применения Фильтро-Компенсирующих Устройств (ФКУ) на буровой.
• Собранная системой информация о нагрузках и фактическом COS (f)  поможет правильно подобрать для нее ФКУ.

Применяемые технологии

Step 7, С#, ОPC Simatic Net S7,  СУБД MS SQL.

Наименование решения

Автоматизированная система управления производством «Титан 16» цеха №16 (АСУП «Титан16»).

Задачи

Основная цель АСУП «Титан 16» — это предоставление технологическим, плановым, аналитическим службам цеха эффективных инструментов управления производственными процессами.

Автоматизированная система управления производством «Титан 16» решает задачи:

• Организация внутрицехового электронного оборота технологической и сопроводительной документации.
• Управление производственным процессом.
• Трудовое нормирование.
• Автоматизация учета расхода материалов.
• Аналитика и отчетность.

Описание

АСУП «Титан 16» охватывает все производственные участки и агрегаты цеха 16.

Характеристика объекта автоматизации:

• Цех титанового проката.
• Мелкосерийное производство.
• Широкий сортамент изготавливаемой продукции.
• Большой парк разнообразного технологического оборудования.

Архитектура

АСУП «Титан 16» имеет клиент-серверную архитектуру. Серверная часть – распределенная, состоит из WEB-серверов, серверов СУБД. Выполнено резервирование всех элементов серверной части.

Клиентские станции являются WEB-клиентами. Любой компьютер, подключенный к заводской сети Ethernet, может стать клиентом системы (при наличии прав доступа у пользователя). Всего около 100 клиентских станций.

Функции АСУП «Титан 16»:    

• Технологическая подготовка и ведение производства.
• Создание и ведение сопроводительного паспорта. Назначение для партии продукции технологической схемы и технологического маршрута.
• Реализация поштучной прослеживаемости продукции по всем технологическим переделам.
• Мониторинг соблюдения технологии на рабочих местах.
• Управление производственным процессом.
• Автоматизированное составление месячных, суточных и сменных планов.
• Формирование месячных планов по потокам продукции, отслеживание стадии обработки партий, включенных в месячный план, в реальном режиме времени.
• Формирование суточных планов для производственных участков, автоматическое отслеживание их выполнения.
• Формирование сменных планов с назначением конкретного оборудования и работника. Анализ выполнения сменных планов.
• Трудовое нормирование.
• Ведение базы данных нормировочных таблиц для расчета станко-часов и человеко-часов.
• Реализация механизма нормирования выполнения технологических операций по станко-часам и человеко-часам.
• Создание разноплановых отчетов, в том числе рапорт по участку с нормированием для анализа загрузки и простоев оборудования, рапорт по исполнителю для расчета отработанных человеко-часов.
• Аналитика.
• Предоставление службам цеха информации о производственном процессе в различных аналитических срезах в виде отчетов и электронных таблиц.

Результат

• Принципиально новый уровень управления цехом. 
• Информационная прозрачность всех производственных процессов в реальном режиме времени, включая:
  • технологию производства продукции,
  • качество производственного планирования,
  • выполнение производственных планов,
  • выполнение производственных заказов,
  • анализ загрузки оборудования,
  • анализ эффективности работы производственного персонала,
  • учет расхода материалов;
• Вовлечение широкого спектра специалистов всех уровней к работе в системе и ее развитию (многие отчеты и видеокадры созданы по инициативе и эскизам работников цеха) является доказательством правильного выбора концепции развития и реализации системы.
• Повышение эффективности производства:
  • повышение коэффициента комплектности выполнения заказа,
  • гибкое управление сроками выполнения заказа,
  • оптимизация использования ресурсов (оборудование, персонал, материалы),
  • увеличение выхода годной продукции (результат контроля за технологической дисциплиной).

Применяемые технологии -  С#, СУБД MS SQL.