Автоматизация на мелнично-флотационен цех
Начало > Внедрено > Сп. Инженеринг ревю - брой 8, 2006
Мащабен проект е реализиран през 2006 г. в Елаците-Мед
Проект за замяна на напълно амортизираната АСУТП Концентрат в мелнично-флотационен цех на рудодобивното и обогатително дружество Елаците-Мед със съвременна информационно-управляваща система е финализиран успешно в началото на настоящата година. Изпълнител на проекта са фирма АТЕЛ - Системи за управление и Контек Аутомейшън. Възложител е фирма ГЕОТЕХМИН. Замисълът на проекта е разработване и внедряване на система за анализиране, прогнозиране и управление на обогатяването на медни руди, притежаваща изчислителна интелигентност. Системата прогнозира поведението на обекта при промяна на параметрите на входните материални потоци и генерира възможно най-добрите задания към управляващите въздействия, съобразени с технико-икономическите изисквания към качеството на изходния концентрат. Проектът е реализиран на базата на технически средства и индустриален софтуер на GE Fanuc Automation, Делта Инструмент и Endress+Hauser. Договорът за проектиране и внедряване в производството на пилотна система е сключен с основния изпълнител АТЕЛ - Системи за управление през 2004 г. След обстоен анализ на резултатите от експлоатацията на пилотната система, инвеститорът Елаците- Мед от началото на 2006 г. предприема поетапни инвестиции в развитие на системата. До момента са инвестирани над 200 000 евро, при обем на планираните инвестиции за над 1 500 000 евро.
Специфики на проекта
“Големите открити рудници Елаците и Асарел, както и захранваните от тях едноименни обогатителни комплекси с медна руда, представляват многофакторни, нестационарни и стохастични технологични системи, които работят в условия на неопределеност. Процесите, свързани с обогатяването на медни руди, се характеризират както с количествена, така и с качествена сложност. "Количествената сложност се изразява в размерността на математичните модели, а качествената сложност - в неопределеност на моделите", коментира предизвикателствата, пред които са били изправени изпълнителите на проекта инж. Даниела Парашкевова от АТЕЛ - Системи за управление. “Тези процеси са трудни за управление, особено ако се разчита основно на математическото моделиране. Поради тези причини, особени успехи в управлението на минни и обогатителни процеси не са постигнати досега. За сложни обекти, каквито са обогатителните фабрики, е подходящо двунивово хибридно управление, използващо както методи от теорията на големите системи, така и методи, основаващи се на изчислителната интелигентност", допълва маг. физ. Светослав Любенов от Контек Аутомейшън.
За Елаците-Мед
Елаците-Мед е сред основните представители на отрасъл "Рудодобив и обогатяване" в страната. Дружеството обхваща две основни производствени единици - открит меден рудник Елаците и обогатителен комплекс в с. Мирково. Елаците-Мед е най-големият производител на меден концентрат в България с годишно производство от
40 000 тона мед и 1,5 тона злато. “Водещите пазарни позиции на дружеството са резултат на целенасочена иновационна политика, съобразена с постоянно изменящите се природни, икономически и обществено-политически условия. Създадени бяха условия за удължаване живота на дружеството с още тридесет години. След пуска на нова технологична линия в рудник Елаците, инвестициите на дружеството са насочени към повишаване ефективността на технологичните процеси в обогатителния комплекс", коментират от Елаците-Мед.
Обхват
на проекта
Като обхват проектът включва изграждане на система за управление (фиг. 1), която отчита взаимодействието между процесите "смилане" и "флотация" във фабриката, тъй като те оказват съществено влияние върху качествените и количествени показатели на производствения процес.
Свързаните процеси "смилане" и "флотация" следва да се управляват от две хоризонтално декомпозирани подсистеми, всяка с управляващо и тактическо ниво. “Интегрирането на двете подсистеми за управление от стратегическото ниво на йерархичната хибридна структура позволява да се получават заданията за координирано управление на технологичния комплекс "смилане - флотация", коментира г-н Любенов.
Обект на автоматизация на този етап от инвестиционния план е процес "смилане", който обхваща 11 мелнични агрегата за мокро топково смилане на медна руда с годишна производителност над 12 милиона тона. Всеки мелничен агрегат се управлява с програмируем логически контролер VersaMax, производство на General Electric, а мощните 2.5 МW синхронни двигатели се оборудват с интелигентни защити. Цялата производствена информация е изведена на операторска станция. Изграждането на операторския интерфейс е базирано на HMI/SCADA системата CIMPLICITY от GE Fanuc (фиг. 2).
Функции
на програмируемия контролер
Програмируемият контролер реализира две основни функции - програмно-логическо управление на мелничния агрегат и регулиране на технологичните му параметри. Програмно-логическото управление следи за всички възможни ситуации, които възникват в работата на машините на мелничния агрегат и ги предпазва от технологични и електрически аварии. Контролират се налягане и температура на маслото, температурата и маслосмазването на плъзгащите лагери на топковата мелница, електрически защити на всички електрозадвижвания в агрегата, честотни инвертори за регулиране производителността на помпите и други. “Изграждането на програмно-логическото управление използва единен подход към всички електрозадвижвания. Пост за местно управление (ПМУ) осигурява възможност за пускане и спиране при извършване на ремонтни работи на всяка машина. Всички двупозиционни сензори, контролиращи работата на дадена машина, се захранват с 24V DC от поста за местно управление. За удобство при експлоатация, със светодиоди се сигнализира състоянието на сензорите. Управлението на мелничния агрегат е напълно автоматично", пояснява Светослав Любенов.
Втората основна функция на програмируемия контролер е свързана с регулиране на технологичния процес. Целта е да се постигне максимална производителност на мелничния агрегат по смляна руда със зададен зърнометричен състав. Реализирани са следните контури за цифрово измерване и регулиране:
l
Контури за цифрова стабилизация на входните материални потоци, включително масов разход на руда в мелницата; обемен разход на вода в мелницата; обемен разход на вода в зумпфа пред хидроциклонната класификация; ниво на пулпа в зумпфа.l
Сложни контури за цифрово регулиране на режимни параметри, включително регулиране на разхода на вода в мелницата в определено съотношение с масовия разход на руда в нея; регулиране на натоварването на топковата мелница с руда; регулиране на плътността на готовия за флотация пулп, изчисляване на циркулационния товар и оценяване ефективността на работа на хидроциклонната класификация с последващо регулиране на разхода на пулп в хидроциклона, както и измерване на активната мощност на двигателя на мелницата и управление на топковия товар в нея.Техническите средства за измерване на технологичните параметри са производство на немските компании Endress+Hauser, END Armaturen и българската Делта Инструмент.
Надграждане на системата
Внедряването на информационно-управляващата система в мелнично-флотационния цех на обогатителна фабрика "Елаците" създава информационна и техническа база за изграждане на Бизнес ниво на управление на производството. В момента това ниво на управляващата система е в процес на изграждане на базата на хардуерни и софтуерни продукти на General Electric Fanuc Automation. Горните MES (Manufacturing Execution Systems) нива са стратегически заложени още в първия етап на разработената информационно-управляваща система и тя е отворена за връзка със системите за управление на заводските ресурси ERP (Enterprice Resource Planning).
Възможности за развитие на системата
“Концентрирали сме усилията си върху систематичното подобряване на процесите. С идентифициране и коригиране на процесните вариации се намаляват производствените разходи. Това означава приток на пари, който да се инвестира в разрастване на бизнеса. Ключът за това е в идентифициране на причинителите на загуби и внасянето на навременни корекции в технологичния процес. Всеки добър ръководител осъзнава, че под потоците от процесни данни са “заровени късове" от ценна производствена и бизнес информация, която иначе не може да се разкрие. Това е точката, при която HMI/SCADA системите престават да бъдат толкова ефективни и полезни, тъй като не могат да преработват с висока резолюция огромните количества от процесни данни, генерирани ежедневно", коментира Даниела Парашкевова.
“Използването на данните и трансформирането им в смислена, т.е. в бизнес информация, се явява ключов фактор в съвременната автоматизация. Същинските ползи идват, когато улавяме данните от самите източници и ги анализираме в контекста на изминали периоди и в реално време, за предприемане на непрекъснати действия, насочени към подобрения в производството. Ползите се увеличават, когато тази информация е йерархично достъпна на служителите, които се нуждаят от нея - оператори, екип по поддръжка и инженери, мениджъри и бизнес партньори", допълва Светослав Любенов.
За постигане на целите за непрекъсната оптимизация в новата ИУС се използват софтуерните продукти - Proficy Historian и Proficy Real-Time Information Protal. Proficy Historian е основата, на която стъпва интелигентното производствено управление на завода в реално време. “Той е като "черната кутия" на самолетите, която, поставена в заводски условия, записва процесните данни, съхранявайки ги последователно във времето", заявява г-н Любенов. Proficy Real-Time Information Protal (RTIP) e web приложение с изцяло модулна инфраструктура, която обединява информацията за производството и бизнеса. “С помощта на конфигуруеми SPC (Statistical Process Control) чартове в реално и историческо време, ясно се разбират и подобряват качеството на продукцията и настъпилите събития в производството. Опростените и мощни аналитични SPC компоненти, комбинирани с гъвкавите и разнообразни възможности за конективност, правят Proficy RTIP идеално решение за анализиране на заводските процеси и идентифициране причините за сривове в тях", заявява Светослав Любенов.
Постигнахме реални икономии
инж. Цветан Македонски,
началник Мелнично-флотационен цех
в обогатителна фабрика Елаците
През втората половина на 2004 г. в обогатителна фабрика Елаците стартирахме пилотен проект за внедряване на мащабна по своя замисъл компютърна система за интелигентно управление на обогатяването на медна руда. За нас беше важно да се внедри отворена и базирана на индустриални стандарти платформа за автоматизация на производството. Пилотната система беше подложена на всестранни и продължителни изпитания през 2005 г. Програмируемият контролер и CIMPLICITY SCADA системата показаха изключително надеждно поведение в тежките минни условия и нямат нито един отказ до момента. Анализът на резултатите показва, че в резултат от внедряването на системата постигнахме по-малък разход на електроенергия, понижихме експлоатационните разходи, повишихме качеството на продукцията и оптимизирахме технологичния процес.
Генерираните от новата информационно-управляваща система резултати ни позволяват да вникнем по-дълбоко в производствените операции и да извличаме ценна информация както за бизнеса, така и за технологичните процеси. CIMPLICITY дава на операторите данни и информация от критична важност за управлявания процес в реално време. Софтуерният продукт Proficy на GE Fanuc позволява свързването на управлението на технологичните процеси с аналитичните и бизнес нивата на предприятието. Като допълнение ще отбележа, че интегрираните хардуерни и софтуерни продукти на GE Fanuc ускоряват процеса на внедряване на техническите решения в рамките на броени седмици, без да се нарушава производственият ритъм, което за нас е много важно.
Новият брой 6/2024
