Monitoring mediów: ograniczenie kosztów i bezpieczeństwo pracy

„ Wdrożenia
BRANŻA CHEMICZNA
AZOTY TARNÓW
Monitoring mediów:
ograniczenie kosztów
i bezpieczeñstwo pracy
Azoty Tarnów (dawniej Zakïady Azotowe w Tarnowie-MoĂcicach S.A.) to Þrma
z branĝy chemicznej zajmujÈca siÚ produkcjÈ tworzyw sztucznych, nawozów
mineralnych i chemikaliów dla przemysïu chemicznego. Firma ïÈczy ponad
80-letniÈ tradycjÚ z nowoczesnoĂciÈ, stale udoskonalajÈc technologiÚ
LUCJAN KNAPCZYK
S
pecyÞka przedsiÚbiorstwa branĝy chemicznej i szeroki zakres produkcji powodujÈ, iĝ zakïady operujÈ mediami produkcyjnymi o wïaĂciwoĂciach toksycznych, palnych lub
wybuchowych, jak równieĝ wysoko kosztownymi mediami energetycznymi, stosujÈc w procesie produkcji skrajne ciĂnienia oraz ekstremalne
temperatury. To w poïÈczeniu z duĝÈ rozlegïoĂciÈ zakïadów, dbaniem o bezpieczeñstwo pracy i przestrzeganie norm, a tym samym wïaĂciwe
kontrolowanie procesów produkcyjnych, powo-
30
BIZNES I PRODUKCJA, nr 2 (1/2010)
duje koniecznoĂÊ ciÈgïego monitoringu kluczowych parametrów wszelkich mediów produkcyjnych.
Pierwotnie Azoty Tarnów do gromadzenia danych
stosowaïy lokalne monitorowanie, w tym celu wykorzystujÈc zainstalowane wczeĂniej informatyczne systemy przemysïowe, jakimi byïy stacje wizualizacyjne Wonderware InTouch. Struktury te
pozwalaïy na archiwizacjÚ podstawowych parametrów zuĝycia gïównych mediów energetycznych, czyli metanu oraz pary, jak równieĝ Ăcieków.
Pozytywne doĂwiadczenia uĝytkowników rozwiÈzania zaowocowaïy podjÚciem przez ZarzÈd Azo-
FOT. AZOTY TARNÓW
i podnoszÈc jakoĂÊ oferowanych produktów.
Wdrożenia „
NE
EC
-S
TB
UI
Wi
Fi
UW
ktr
ocie
pło
w.
C
Ha entr
nd um
low
eZ
A
Po
m
Du pown
na
jec ia
Po
li
VR
M
trio
Da
wn
eE
Po
g
en ot.
erg
.
SU
ksa
W
II
n
SU
Sat
elit
UP
aG
SS
Plin
ke
UP
S
erw
er
S
HIS erwe
TO r
RIA
N
C
rek
c
ja T
ech
Lan
we
r
Sw
itc
h
we
r
InT
ou
cza
ch
su
NT
nic
z
1G
B
P
n. N
DI
Ka Wyd
tali zia
zat ł
oró
w
Z
Ba akład
da
wc
Łąc
zy
ze
RS
48
5d
oS
im
atic
a
Wizualizacja parametrów
technologicznych Zakładu
w biurach Dyrekcji Technicznej
tów Tarnów dziaïañ majÈcych na celu wdroĝenie
kompleksowego systemu monitoringu mediów
dla Zakïadów. Inwestycja zakïadaïa peïny monitoring mediów energetycznych i produkcyjnych
oraz stworzenie centralnego archiwum danych
i raportów o ich jakoĂci i zuĝyciu.
Media produkcyjne i energetyczne
Monitoringiem zostaïy objÚte nastÚpujÈce media:
• energia elektryczna,
• powietrze technologiczne i sterownicze,
• woda technologiczna, grzewcza oraz pitna,
• para o róĝnym stopniu kompresji,
• gospodarka wodno-Ăciekowa,
• amoniak,
• metan, z prognozowaniem zuĝycia tego medium, w zwiÈzku z limitami zakupu i groĝÈcymi w zwiÈzku z tym wysokimi karami
umownymi.
Docelowo monitoringiem objÚto wszelkie instalacje zwiÈzane z dostarczaniem, produkcjÈ oraz
zuĝyciem mediów, co pozwoliïo na zwiÚkszenie
ekonomiki poboru, racjonalizacjÚ zuĝycia i zmniejszenie kosztów ich wytwarzania.
Do systemu monitoringu wïÈczono kilkadziesiÈt
obiektów, w tym duĝe centra produkcyjne:
• elektrociepïowniÚ wraz ze stacjÈ uzdatniania
wody dla elektrociepïowni,
• podstacje elektryczne linii wysokiego i Ăredniego napiÚcia, w których monitorowane sÈ
parametry energii elektrycznej na podstawie
informacji zbieranych z liczników energii,
• centralnÈ oczyszczalniÚ Ăcieków, chemicznÈ
oczyszczalniÚ Ăcieków oraz kolektory Ăciekowe zakïadu,
• pompowniÚ wody technologicznej i pitnej
oraz stacje uzdatniania wody,
Syn
te
NH za II
3
Ce
n
Na trum
OS wozó
MO w
ZA
2
Sto
k
NH aż
3
Wi
Fi
Łąc
za
R
S4
85
K
Po ZG
lm
in
-6
Sta
cja
Ws Elek
ch
ód tr.
ia T
A
FD
na
TFP
W
B
da iuro
wn wie
eg
oP c
CW
2
po
wn
DA
S
Wi
Fi
am
id
y
85
Po
m
KD
Dy
Ser
Ser
SSP
h
Po
li
ze
RS
4
I
Ge
CO
2
-JR
C
Ch
OŚ
-Av
ito
n
Łąc
W
.
Syn
te
NH za I
3
Ce
ntr
. Te
lef
on
.
PS
oro
wn
CO
Ś
Ka Wyd
pro zia
lak ł
tam
u
SA
TEL
Wo
d
Cie
Ka płom
ms
tru ierz
p
W
Utle ydzia
nia ł
nia
Au
to
Sp maty
.z
o. o ka
.
CI
~ 2 km
Ele
WS
K
Sia
r
Am czan
on
u
Łąc
z
en e sie
erg ci
et.
~ 3 km
Azoty Tarnów w liczbach
Licencje Wonderware:
4 przemysłowe bazy danych Historian
120 stacji wizualizacyjnych InTouch
51 klientów raportowych i analitycznych
• generator azotu firmy AirLiquide,
• stacjÚ sprÚĝarek powietrza technologicznego,
• stacje osuszania powietrza sterowniczego,
sprÚĝania powietrza i wytwórni ciekïego CO2,
• instalacjÚ sprÚĝonego kwasu azotowego oraz
rozkïadniÚ metanu,
• zasilacze awaryjne UPS,
• wszystkie wydziaïy produkcyjne.
Dodatkowo do systemu monitoringu wïÈczona
zostaïa stacja meteo oraz ciepïomierze. Stacja meteo dostarcza dane o ciĂnieniu, temperaturze i wilgotnoĂci powietrza oraz o kierunku i sile wiatru,
które to parametry sÈ bardzo waĝnym elementem
systemu monitoringu. Na ich podstawie bowiem,
w przypadku alarmu o chemicznym skaĝeniu gazowym, wytyczane sÈ kierunki ewakuacji pracowników. Z kolei monitoring ciepïomierzy zapewnia moĝliwoĂÊ rozliczeñ z zewnÚtrznym odbiorcÈ
energii cieplnej, czyli Miejskim PrzedsiÚbiorstwem
Energetyki Cieplnej w Tarnowie.
Budowa sieci telemetrycznej
Duĝa powierzchnia zakïadów wymagaïa zaprojektowania rozlegïej sieci przemysïowej, koniecznej do akwizycji danych z systemów automatyki
przemysïowej oraz urzÈdzeñ pomiarowych rozmieszczonych na róĝnych obiektach. W zaleĝnoĂci od uwarunkowañ terenowych, potrzeb i moĝliwoĂci komunikacyjnych urzÈdzeñ, zastosowano
róĝne standardy wymiany danych. Szkielet sieci
telemetrycznej oparty zostaï na ringu Ăwiatïowodowym, do którego zbiegajÈ trasy Ăwiatïowodowe oraz miedziana „skrÚtka”. Fragmenty sieci komunikacyjnej z kolei oparte sÈ na sieci szeregowej
RS485 poïÈczonej z sieciÈ Ethernet za pomocÈ konwerterów lub bezpoĂrednio z komputerami komunikujÈcymi siÚ dalej w sieci Ethernet. Do obiektów
BIZNES I PRODUKCJA, nr 2 (1/2010)
31
„ Wdrożenia
KORZYŚCI Z WDROŻENIA
Wśród najważniejszych należy wymienić obniżenie
kosztów produkcji, które zostało zrealizowane poprzez:
9 dostęp w dowolnej chwili do bieżących
informacji o kluczowych parametrach jakości
mediów i ich zużyciu,
9 zabezpieczanie przed przekraczaniem limitów
i wyeliminowanie kar umownych zużycia
metanu,
9 racjonalizację zużycia energii i redukcję kosztów
energetycznych,
9 zwiększenie ekonomiki poboru mediów,
9 zmniejszenie kosztów wytwarzania mediów,
9 dostarczanie na bieżąco pełnych informacji dla
technologów.
Zastosowanie najnowszych rozwiązań technicznych
i informatycznych do budowy systemu telemetrii i monitoringu świadczą o nowoczesności Azotów Tarnów
oraz trosce o wysoką jakość produktów i niskie koszty
produkcji. Stan ten bezpośrednio przekłada się na konkurencyjność oferowanych wyrobów, z uwzględnieniem
ciągłego nadzoru nad bezpieczeństwem pracy oraz
ochroną środowiska.
Zdjęcie udostępnione
dzięki uprzejmości
Azotów Tarnów
(www.azoty.tarnow.pl)
LUCJAN KNAPCZYK
Autor jest specjalistą
technologiem w firmie
Automatyka Sp.
z o.o. z Tarnowa.
Można się z nim
skontaktować pod
adresem lknapczyk@
automatyka.tarnow.pl
32
leĝÈcych na obrzeĝach Zakïadów lub obiektów
o utrudnionym dostÚpie zastosowano komunikacjÚ poprzez bezprzewodowe ïÈcza Ethernet, zabezpieczone sprzÚtowym szyfrowaniem. Konieczne byïo równieĝ zastosowanie radiomodemów
do bezprzewodowej transmisji danych w oparciu o sieÊ szeregowÈ RS232. Ponadto komunikacja
z kilkoma obiektami realizowana jest przez DSLowe modemy telefoniczne.
Do zbudowania sieci wykorzystano akcesoria sieciowe Þrmy Korenix oraz radiomodemy SATEL.
Akwizycja danych
Duĝa liczba urzÈdzeñ od róĝnych producentów,
z których informacje gromadzone sÈ w centralnej
bazie danych, wymusiïa potrzebÚ zastosowania
wielu róĝnych protokoïów komunikacyjnych. Ponadto w licznych przypadkach zrealizowanie komunikacji ze specyÞcznymi urzÈdzeniami (np. zasilaczami awaryjnymi UPS), wymagaïo napisania
dedykowanego programu komunikacyjnego w jÚzyku programowania Delphi oraz zastosowania
transferu plików z danymi przemysïowymi z wykorzystaniem FTP.
Jednak gïównym ěródïem danych sÈ przemysïowe systemy sterowania, w duĝej czÚĂci oparte na
rozwiÈzaniu GE Intelligent Platforms, umoĝliwiajÈce ïatwÈ komunikacjÚ i dostÚp do danych przez
standardowe programy komunikacyjne.
BIZNES I PRODUKCJA, nr 2 (1/2010)
Przemysłowa baza danych – gromadzenie
i archiwizacja danych
Dane zebrane z systemów automatyki oraz urzÈdzeñ pomiarowych sÈ gromadzone za pomocÈ sieci telemetrycznej w Wonderware Historian.
RozwiÈzanie to stanowi centralny system danych
historycznych automatycznie gromadzÈcy i archiwizujÈcy ogromne iloĂci szybko zmieniajÈcych siÚ
wartoĂci. Zapis danych przez Wonderware Historian zapewnia osiÈgniÚcie dokïadnoĂci przechowywania danych na poziomie 3.3 ms. ¥wiadczy to
o duĝej uniwersalnoĂci zastosowania zarówno do
gromadzenia danych z procesów, w których dane
zmieniajÈ siÚ stosunkowo rzadko, jak i przy procesach charakteryzujÈcych siÚ szybkÈ i czÚstÈ zmia-
Połączenie dużej rozległości
zakładów z troską
o bezpieczeństwo pracy
i właściwe kontrolowanie
procesów powoduje
konieczność monitoringu
wszelkich mediów
produkcyjnych.
nÈ wartoĂci parametrów. Z kolei zoptymalizowane sposoby zapisywania gromadzonych wartoĂci
powodujÈ, ĝe Wonderware Historian moĝe zostaÊ
zainstalowany na klasycznym komputerze bez koniecznoĂci stosowania zaawansowanych technicznie rozwiÈzañ sprzÚtowych.
Analiza danych i raportowanie
Do analizy danych i raportowania wykorzystywane sÈ programy raportowe Wonderware Active Factory oraz stacje wizualizacyjne InTouch. Zastosowanie wspomnianych programów pozwala
na dostÚp do bieĝÈcych danych i analizÚ danych
historycznych, uïatwiajÈc pracÚ kadrze pracowniczej zarówno bezpoĂrednio zwiÈzanej z produkcjÈ (operatorom, technologom, kierownikom
centrów produkcyjnych), jak i osobom odpowiedzialnym za rozliczenia zuĝycia mediów. Analizy
wykonywane sÈ na bieĝÈco (ad hoc) oraz w oparciu
o przygotowane szablony raportów, których uruchomienie powoduje automatyczne pozyskiwanie
danych bezpoĂrednio z Wonderware Historian.
InstalacjÚ telemetrii i monitoringu mediów w Azotach Tarnów w caïoĂci wdroĝyïa Þrma Automatyka Sp. z o.o. z Tarnowa. Firma zajmuje siÚ obsïugÈ, montaĝem i rozruchami przemysïowych
systemów pomiarów i sterowania, wykonywaniem oprogramowania sterowników i komputerowych systemów sterowania oraz wizualizacjÈ
procesów przemysïowych w róĝnych branĝach,
w szczególnoĂci branĝy chemicznej. ‡