SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Интеграционное решение проблем диспетчерского контрол энергозатрат

ПЛКСистемы

Рассматриваются вопросы модернизации информационных систем промышленных предприятий на примере автоматизированной системы диспетчерского контроля энергозатрат ОАО "Первоуральский Новотрубный Завод".

Первоуральский новотрубный завод (ПНТЗ) является одним из крупнейших в России и Европе предприятий по выпуску стальных труб. Завод, на котором работают более 14 тысяч человек, производит свыше 25 тысяч типоразмеров труб и трубных профилей из 200 марок углеродистых, легированных и нержавеющих сталей по 34 российским и 25 иностранным стандартам. На фоне жесткой конкуренции как с отечественными, так и с зарубежными производителями, на заводе в рамках новой стратегии ведения бизнеса остро встала проблема модернизации существующих производственных информационно-управляющих систем.

Важным шагом на пути решения этой проблемы явилось внедрение на ПНТЗ компанией “КОРУС Консалтинг” специализированного отраслевого решения на основе интегрированной системы управления бизнесом MicrosoftBusinessSolutions-Axapta, что позволило предприятию привести свою систему управления производством в соответствие с требованиями рынка.

Следующим шагом является построение единой информационной системы предприятия, охватывающей системы автоматизации различных уровней, что позволит вывести ПНТЗ на качественно новый уровень управления производством. Следовательно, завод получит серьезные дополнительные преимущества в рыночной борьбе с российскими и иностранными конкурентами.

Для построения такой системы очень важна некая единая концепция, учитывающая развитие предприятия на годы вперед. Только в этом случае можно говорить о создании эффективной системы управления производством. При этом для такой системы становятся принципиальными такие характеристики как открытость, масштабируемость, “человеконезависимость” и т.п. К сожалению, для многих российских предприятий характерна практика “латания дыр” как основа создания информационных систем, что, в конечном счете, приводит к появлению новых, еще более серьезных проблем. Конечно, забывать о текущих вопросах нельзя, но тут очень важно правильно сочетать стратегические и тактические решения. 

Компания “ПЛКСистемы” уже многие годы активно участвует во внедрении на отечественных предприятиях самых передовых решений промышленной автоматизации. За это время у специалистов компании выработалось достаточно четкое понимание, как нужно осуществлять “долгоживущие”, но в то же время быстро окупающиеся проекты автоматизации в различных отраслях промышленности. 

Первым таким проектом на ПНТЗ в рамках создания единой информационной системы предприятия стало внедрение программного комплекса “VIP-инфо”, разработанного специалистами “ПЛКСистемы”. Этот комплекс предназначается для обеспечения соответствующих должностных лиц производственных подразделений (цехов) и специалистов отдела главного энергетика предприятия консолидированной информацией о потребленной цехами электрической и иной (горячая вода, газ, пар) энергии, а также выполненных в цехах производственных заказах для дальнейшего анализа в целях сокращения производственных издержек.

Суть проблемы
Система технического учета энергопотребления “Энергоинформ”, действующая на предприятии, позволяет получать данные текущего и оперативного контроля в виде усредненных тридцатиминутных или часовых значений (текущий контроль), а также трехминутных значений (оперативный контроль) показателей потребления электроэнергии, пара, горячей и холодной воды, природного и технологических газов. Данные в систему поступают из контроллеров “ТЭКОН17”.
Работа с “Энергоинформ” осуществляется посредством совокупности “стандартных” (для рассматриваемой системы) рабочих мест, реализованных по закрытой технологии (модификация интерфейса невозможна без перекомпиляции исходных кодов, находящихся у разработчика). Рабочие места позволяют представлять данные по энергопотреблению с привязкой по времени, безотносительно к выполняемым в цехах производственным заказам. Кроме того, “Энергоинформ” характеризуется наличием закрытого (формат базы данных не документирован) хранилища данных, реализованного на основе реляционной базы данных InterBase. Связь с базой данных InterBase можно осуществлять посредством DDE с помощью “Модуля обработки запросов”, входящего в состав системы “Энергоинформ” (модуль позволяет считывать не только текущую, но и архивную информацию).

Данная система неплохо себя зарекомендовала в эксплуатации. Она достаточно надежна и оперативно выдает необходимую информацию специалистам. Однако со временем для IT-специалистов ПНТЗ стало очевидно, что для предприятия нужна новая система технического учета энергопотребления, построенная на современных технологиях. Дело даже не столько в том, что в “Энергоинформ” отсутствует нормальная визуализация, сложно модифицировать и создавать новые АРМы специалистов, нет расчетных показателей (эти показатели приходится рассчитывать вручную) и нет возможности увязать параметры энергопотребления с производственными заказами. Самое важное, что эта система в целом тормозит модернизацию систем АСУ ТП и не дает возможности создать интегрированную информационную систему на предприятии. 

Реализованное решение
Перед специалистами “ПЛКСистемы” была поставлена достаточно сложная задача - в кратчайшие сроки найти и реализовать такое решение возникшей проблемы, которое, с одной стороны, укладывалось бы в рамки предложенной ими же концепции единой информационной системы предприятия, а с другой стороны, не создавало бы никаких проблем для пользователей “Энергоинформ” при переходе на новую технологию. 
Указанная задача была решена с помощью реализации на ПНТЗ программного комплекса “VIP-инфо”, структурная схема которого приведена на рис.1.

pic1.jpg
Рис. 1 Общая структура программного комплекса "VIP-инфо"

Основу комплекса составляет самое популярное в мире хранилище данных реального времени Wonderware IndustrialSQL Server, которое обеспечивает высочайшую производительность при низкой стоимости владения и предназначенное для хранения наиболее полной информации о производстве и обеспечения необходимого доступа к ней на всех уровнях управления производством. IndustrialSQL Server может получать данные из множества разнообразных источников. В данном случае получение данных производится не по обычной схеме, т.е. не через стандартные сервера ввода/вывода, а из достаточно специфических источников через специальные модули, созданные нашими специалистами. 

Шлюз передачи данных из БД “Энергоинформ” в IndustrialSQL Server осуществляет синхронизацию данных об энергопотреблении предприятия, поступающих в “Энергоинформ” с соответствующими тэгами IndustrialSQL Server в режиме реального времени. Кроме того, данный шлюз может быть использован в качестве программного средства, с помощью которого возможно записать исторические данные, хранящиеся в БД “Энергоинформ”, за определенный временной интервал (месяц, квартал, год) в БД IndustrialSQL. 

Шлюз передачи данных из ERP-системы Axapta в IndustrialSQL обеспечивает автоматический ввод в БД IndustrialSQL информации о выполненных производственных заказах, поступающих в ERP-систему.
Модуль вычислений обеспечивает автоматическое пополнение вычисляемых тэгов IndustrialSQL Server в соответствии с формулами, заложенными администратором системы. Количество вычисляемых тэгов не ограничено. Вычисляемые тэги можно использовать для вычисления итогового энергопотребления объекта (цеха), а также для вычисления параметров, характеризующих качество электрической энергии (например, сosj). Модуль автоматически отслеживает появление в базе данных новых значений тэгов, входящих в список заложенных формул в качестве аргументов и на их основе рассчитывает и сохраняет в БД IndustrialSQL новые значения вычисляемых тэгов. 

Клиентские рабочие места разработаны на основе программных компонентов Wonderware InTouch и ActiveFactory. На InTouch разработана необходимая логика работы приложений-клиентов, а также реализованы мнемосхемы. ActiveFactory обеспечивает интеграцию данных, хранящихся в БД IndustrialSQL, с приложениями Microsoft Office, а также отображение запрашиваемой информации в графическом виде. 

Разработанные клиентские рабочие места предполагают наличие трех основных уровней доступа к БД IndustrialSQL: уровень главного энергетика и его заместителя (доступ ко всей информации, хранящейся в базе данных); уровень руководителей цехов и главных энергетиков цехов (доступ ко всей информации, хранящейся в базе данных, имеющей отношение к конкретному цеху); уровень электриков цехов, мастеров ГПХ, а также мастеров вентиляционных коммуникаций (доступ к данным по конкретному цеху и конкретному виду энергии).

В итоге:
· технические специалисты ПНТЗ получили гораздо более удобные АРМы, с очень важной для них дополнительной информацией, и через некоторое время, когда “Энергоинформ” прекратит свое существование, пользователи практически этого не заметят;
· систему можно легко подключать к новым и модернизируемым системам АСУ ТП;
· специалисты ПНТЗ после небольшого курса обучения в учебном центре “ПЛКСистемы” в состоянии будут самостоятельно без особых усилий разрабатывать новые клиентские АРМы и подключать к системе новые источники информации;
· предложенное решение органично вписывается в концепцию единой информационной системы предприятия.

Заключение 
Программный комплекс “VIP-инфо” является лишь первым небольшим шагом на пути создания единой информационной системы предприятия. Следующим шагом станет модернизация систем оперативного управления производством на базе современных технологий. Так, например, в настоящее время специалистами “ПЛКСистемы” создается АСУ ТП управления кольцевой печью цеха № 5 ПНТЗ на базе контроллеров DirectLogic серии DL205 и программного пакета Wonderware InTouch. В данную систему включено решение на базе Wonderware DT Analyst - инструмента, позволяющего снизить издержки производства путем отслеживания, документирования и анализа ситуаций простоев и причин простоев, а также эффективности использования оборудования, чтобы менеджеры предприятия могли внести нужные коррективы для оптимизации производства и увеличения прибыльности. Наконец, специалистами “КОРУС Консалтинг” и “ПЛКСистемы” предполагается создать совместное интеграционное решение на базе современных подходов к интеграции корпоративных приложений, таких как EAI (Enterprise Application Integration), позволяющее создать единое информационное пространство для различных программных систем, работающих на предприятии.
Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(5)_2005

ПЛКСистемы

Павлюченко А. Д. Директор по ИУС,
тел:(095) 105-77-98, E-mail: Pavluchenko@plcsystems.ru.