Модернизация системы технического и аналитического контроля Риддерского горно-обогатительного комплекса АО «Казцинк» (МСТиАК)

Назначение

Многие предприятия имеют территориально распределенное производство, например, горно-обогатительные комплексы, транспортные предприятия (автомобильные, железнодорожные, трубопроводные и т.п.), тепловые сети, системы водоснабжения и канализации больших населенных пунктов, предприятия производства и распределения электроэнергии и другие. На этих предприятиях всегда существуют системы объединяющие производство с целью достижения высоких экономических показателей.

нарушениях в работе МСТиАК;
качестве и количестве руд перерабатываемых на обогатительной фабрике;
качестве и количестве товарных концентратов, производимых на обогатительной фабрике;
качестве и количестве отвальных хвостов обогатительной фабрики;
всех материальных потоках для составления оперативных технологических балансов металлов по обогатительной фабрике и комплексу в целом;
нарушениях технологических процессов обогащения.

Функции системы

получение, сбор, обработку и передачу информации;
отображение контролируемых технологических параметров на рабочих местах операторов и инженеров АСУ ТП;
ведение и хранение баз данных;
формирование отчетных форм;
предоставление необходимой отчетности специалистам и руководителям обогатительной фабрики и комплекса.

Цель

Целью модернизации системы является создание единого информационного пространства РГОК путем объединения существующего оборудования для предоставления информации в режиме реального времени о ходе технологических процессов обогащения и составления оперативных технологических балансов металлов по обогатительной фабрике и комплексу в целом.

Эффективность системы

усреднения качества руды, подаваемой на фабрику;
снижения потерь металлов в отвальных хвостах фабрики;
повышения извлечения металлов в концентраты.

увеличение надежности, точности измерения параметров и оперативности получения и использования информации;
повышение производительности труда персонала фабрики, осуществляющего контроль технологических процессов;
улучшение условий труда эксплуатационного персонала фабрики;
предоставление технологической информации (протоколы событий, графики изменения параметров) для анализа ситуации на производстве административно-техническому персоналу;
благодаря включению системы в корпоративную сеть «Казцинка» появилась возможность контроля всех параметров оборудования и отчетных документов руководством и обслуживающим персоналом фабрики не только на рабочих местах, но и в пределах всей сети.

Наименование, тип и количество контролируемых параметров

расход пульпы;
плотность пульпы;
измерение веса руды, концентратов на конвейерных весах;
контроль работы систем пробоотбора руды, пульпы, концентратов;
влажность руды и концентратов;
содержание элементов в продуктах.

Состав cистемы МСТиАК

Средства измерения (расходомеры, плотномеры, конвейерные весы и пробоотборники);
устройства сбора и передачи данных и удаленные устройства связи с объектом, реализованные на базе контроллеров Simatic S7-300 фирмы Siemens;
автоматизированное рабочее место оператора и технологические серверы, реализованные на базе IBM PC совместимых компьютеров;
панели операторов;
стандартное и прикладное программное обеспечение;
комплект технической и эксплуатационной документации;
монтаж и пуско-наладка оборудования;
обучение персонала Заказчика по эксплуатации и работе с системой;
гарантия в течение 12 месяцев с момента пуска системы;
авторское сопровождение в течение гарантийного срока системы.

Элементы системы

цех дробления и обогащения (ЦДО) Тишинского рудника;
главный корпус №2 (ГК-2) обогатительной фабрики;
фильтровальное отделение №2 (ФО-2) главного корпуса №2;
главный корпус №3 (ГК-3) обогатительной фабрики;
дробильное отделение №3 (ДО-3) обогатительной фабрики;
склад готовой продукции (СГП) обогатительной фабрики.

Весы.
Данные с конвейерных весов PROCON передаются на контроллер по RS485 интерфейсу. Для этого в контроллере для подключения весов установлен коммуникационный процессор CP340 с интерфейсом RS485. Конвейерные весы и коммуникационный процессор CP340 подключены последовательно. система пробоотбора.
Данные пробоотбора передаются на контроллер по протоколу DATA HIGHWAY (DF1) с установленных раннее контроллеров Allen Bradley SLC500. Для этого, в каждый шкаф контроллеров Allen Bradley SLC500, дополнительно установлены преобразователи интерфейса RS232 в интерфейс Rs485, а на контроллере коммуникационный процессор CP341 с интерфейсом RS 422/RS485. Контроллеры Allen Bradley и коммуникационный процессор CP341 подключены последовательно.
Расходомер.
Значение расхода с датчиков PROMAG 50W передается по токовой петле 4-20мА с использованием протокола HART. Для приема сигнала с каждого датчика используется свой модуль ввода аналоговых сигналов SM 331, с поддержкой HART протокола. Модули установлены в корзину удаленного УСО ET200M, которое связано с основным контроллером по сети PROFIBUS DP.
Плотномер.
Значение плотности с радиоизотопных плотномеров BERTHOLD передаются непосредственно на контроллер SIMATIC S7-300, на модуль ввода аналоговых сигналов SM 331, тип подключаемого сигнала 4-20 мА.

сбор и первичная обработка технологической информации;
отработка алгоритмов пользовательских программ, ведение соответствующих расчетов;
передача на третий уровень системы всей технологической информации;
сохранение значений технологических параметров, программ и расчетов при отключении электроэнергии;
автоматическое управление пробоотборниками ПРО-1А.

сбор и хранение информации со всех технологических объектов;
отображение оперативной информации, полученной с технологических объектов, в табличном виде и в виде мнемосхем;
световая и звуковая сигнализация появления аварийных сообщений с технологических объектов;
ведение архивов текущей информации и журнала аварийных сообщений;
возможность ввода значений для корректировки и правильной работы пользовательских программ;
формирование отчетных документов за смену, сутки, месяц и год;
печать сформированных отчетных документов;
предоставление необходимой информации специалистам и руководителям обогатительной фабрики и комплекса.

Рисунок 1. Структурная схема систем №1-2.

Для систем №1-2 ЦДО Тишинского рудника установлен один контроллер и один промышленный компьютер, который является технологическим сервером и станцией оператора одновременно. Связь с технологическим сервером корпуса №2 осуществляется по существующей корпоративной сети ETHERNET. Передача данных на технологический сервер (лаборатория АСУТП главный корпус №2) происходит на основе OPC технологии WINCC 6.0 (смотри рис. 1). Для систем №3-4 Главный корпус №2, Фильтровальное отделение №2 установлены два контроллера, один технологический сервер и одна станция инжиниринга, которые располагаются в лаборатории АСУТП. Контроллеры подключаются к серверу через повторитель для разделения сегментов сети PROFIBUS DP и увеличения надежности системы. На технологическом сервере устанавливается WINCC/ Web NAVIGATOR v.6.0. с числом клиентов 25, для предоставления информации о системе в режиме реального времени клиентам корпоративной сети ETHERNET. Станция инжиниринга используется для корректировки приложений WINCC, редактирования программ контроллеров и обслуживания системы в целом.
Для систем №5-10 Главный корпус №3, Дробильное отделение №3, Склад готовой продукции, установлены пять контроллеров, один технологический сервер, одна станция оператора (операторная Главного корпуса №3). Подключение контроллеров к технологическому серверу выполняется по следующему принципу последовательно подключены повторители PROFIBUS DP, контроллеры подключаются каждый к отдельному сегменту сети (рисунок 2).
PROFIBUS DP на свободный вход/выход повторителя. Повторители размещаются в шкафу технологического сервера. Таким образом, все отрезки сети PROFIBUS DP разделены на самостоятельные сегменты и в случае обрыва одного из них теряется связь только с частью устройств. Станция оператора и станция химика подключаются к технологическому серверу по имеющейся сети ETHERNET. Данные передаются на основе клиент-серверных технологий WINCC. Технологический сервер Главного корпуса №3 связывается по оптоволоконной сети ETHERNET с технологическим сервером Главного корпуса №2. Таким образом, информационная система технического и аналитического контроля представляет собой три независимых и прозрачных системы сбора и обработки технологических параметров. Использование однотипного оборудования и программного обеспечения позволяет построить простую и надежную распределенную систему.
В качестве стандартного SCADA-пакета верхнего уровня используется пакет программ SIMATIC WinCC 6.0. Данный пакет программ является базовой системой с мощными функциональными модулями и предоставляет полную информацию о технологическом процессе в виде отчетов, мнемосхем, трендов, архивированных данных, тревог, сообщений и т.п.

Рисунок 2. Общая структурная схема МСТиАК.

PROFIBUS DP на свободный вход/выход повторителя. Повторители размещаются в шкафу технологического сервера. Таким образом, все отрезки сети PROFIBUS DP разделены на самостоятельные сегменты и в случае обрыва одного из них теряется связь только с частью устройств. Станция оператора и станция химика подключаются к технологическому серверу по имеющейся сети ETHERNET. Данные передаются на основе клиент-серверных технологий WINCC. Технологический сервер Главного корпуса №3 связывается по оптоволоконной сети ETHERNET с технологическим сервером Главного корпуса №2.
Таким образом, информационная система технического и аналитического контроля представляет собой три независимых и прозрачных системы сбора и обработки технологических параметров. Использование однотипного оборудования и программного обеспечения позволяет построить простую и надежную распределенную систему.
В качестве стандартного SCADA-пакета верхнего уровня используется пакет программ SIMATIC WinCC 6.0. Данный пакет программ является базовой системой с мощными функциональными модулями и предоставляет полную информацию о технологическом процессе в виде отчетов, мнемосхем, трендов, архивированных данных, тревог, сообщений и т.п.

Надежность

Надежность функционирования системы обеспечивается использованием высоконадежных технических средств. Оборудование верхнего уровня запитывается от источников бесперебойного питания, что позволяет компьютерам работать при бросках напряжения в электросети и отключении электропитания (до 40 минут). Контроллеры и УСО имеют, кроме основного источника питания, аккумуляторный источник питания, который поддерживает работоспособность оборудования не менее 10 часов.
Компьютеры и контроллеры автоматически восстанавливают работоспособность при включении электропитания после его отключения. При этом сохраняются все заданные значения контролируемых параметров, архив технологических параметров и тревог. Технические средства уровня контроллеров имеют наработку на отказ не менее 70000 часов. Срок службы системы не менее 10 лет.

МЕТАЛЛУРГИЯ

Модернизация системы технического и аналитического контроля Риддерского горно-обогатительного комплекса АО «Казцинк» (МСТиАК)