Автоматизированное оперативно-диспетчерское управление (АСОДУЭ) основными объектами системы энергоснабжения и Автоматизированная система технического учёта энергоресурсов (АСТУЭ) Ачинского глинозёмного комбината (АГК) и Саяногорского алюминиевого завода (САЗ) Объединённой компании «РУСАЛ»
Ситуация
РУСАЛ - один из крупнейших в мире производителей первичного алюминия и глинозёма. К концу 10-ых годов было принято решение о старте большой программы сквозной автоматизации всех заводов глинозёмного и алюминиевого дивизионов.
В процессе подготовки программы проявилась проблема слабого контроля и управления за энергетическим хозяйством заводов. Одно из ярких проявлений – остановы электролизеров из-за медленного (ручного) переключения центров питания и ошибочного маршрута диспетчера для аварийной бригады. Помимо многомиллионных потерь вследствие остановов, существовали и другие сложности ручного управления (физические обходы объектов, ручной сбор данных со счётчиков, некачественные данные и тому подобные проблемы).
В связи с этими проблемами блок «Энергетика» был включен в состав Программы «Сквозной автоматизации 2019-2023 гг» в следующем функциональном объёме:
-
Централизованное оперативно-диспетчерское управление электроснабжением предприятия
-
Учет энергоресурсов (электроэнергия, пар, вода, мазут, газ и т.д.)
-
Мониторинг энергопотребления и ТЭР в режиме онлайн
-
Сведение энергобалансов.
Целевая структура сквозной автоматизации РУСАЛа
Сквозная автоматизация охватывает заводы АГК, САЗ, БрАЗ, КрАЗ и др. – порядка 15 предприятий алюминиевого и глинозёмного дивизионов. АГК и САЗ выбраны в качестве пилотных объектов.
Задачи
Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления энергопотреблением предназначена для предоставления актуальной комплексной информации, для контроля и управления технологическими процессами, оперативного принятия качественных управленческих решений, выработки управляющих воздействий как в штатных, так и в аварийных ситуациях:
-
Первичная диагностика и контроль работоспособности оборудования;
-
Предупреждение и фиксация аварийных ситуаций;
-
Выдача рекомендаций и контроль действий оперативного (дежурного) персонала;
-
Архивация и анализ потока информации от всех объектов системы диспетчеризации;
-
Обеспечение надежной работы оборудования за счет оперативного выявления нештатных ситуаций и их локализации;
-
Формирование отчётов, сводок, графиков и трендов по аварийным ситуациям.
-
Предоставление данных в смежные автоматизированные системы управления производством, существующие на предприятии.
Автоматизированная система технического учета энергоресурсов предназначена для автоматического учёта потребления/отпуска электрической энергии (мощности) и всех видов энергоресурсов предприятия
-
Автоматизация процессов обработки информации по энергопотреблению;
-
Создание единой информационной платформы для мониторинга выработки, потребления и распределения энергоресурсов;
-
Создание прозрачной системы учёта энергоресурсов, расчёта балансов по производственным объектам и видам энергоресурсов;
-
Повышение эффективности использования энергоресурсов, снижение удельных затрат;
-
Выявление основных источников потерь, снижения перерасхода, оптимизации распределения приобретённых и собственных энергоресурсов;
-
Повышение точности планирования потребления энергетических ресурсов на основе результатов анализа информации о фактических нормах потребления за предыдущие периоды;
-
Формирование отчётных и статистических документов по заданным формам;
-
Предоставление данных в смежные автоматизированные системы управления производством, существующие на предприятии. («Систему комплексного информационно-аналитического обеспечения производственных процессов» проект «Сквозной функционал MES»)
Решение
АСОДУЭ АО «РУСАЛ Ачинск» (АГК) и АСОДУЭ АО «РУСАЛ Саяногорск» (САЗ) представляют собой двухуровневые автоматизированные информационные системы с распределенной функцией сбора информации, имеющие нижний и верхний уровни иерархии.
Системы реализованы на базе унифицированного технического решения, предполагающего:
-
совместное использование МИП, устанавливаемых в рамках создания АСОДУЭ;
-
совместное использование отдельных компонентов (оборудования и линий связи) коммуникационных подсистем АСТУЭ и АСОДУЭ;
-
совместное использование СХД для серверов АСТУЭ и АСОДУЭ;
-
совместное использование прикладного программного обеспечения верхнего уровня систем – SEDMAX.
Системы охватывают основные объекты распределения электроэнергии предприятий: в АГК порядка 55 объектов (РП, ГРУ, ЗРУ), в САЗе – порядка 22 объектов (ОРУ, КПП, ЦРП).
Коммуникационная подсистема АСОДУЭ строится преимущественно на оборудовании стандарта Ethernet. Ввиду сложности и нецелесообразности на некоторых объектах АГК предусмотрено использование беспроводных каналов связи.
Обобщённая структурная схема АСОДУЭ/АСТУЭ АГК и САЗ
Функции системы
-
Автоматизированный сбор и хранение телеинформации (ТИ, ТС) на присоединениях основных объектов электроснабжения
-
Оперативно-диспетчерский контроль системы электроснабжения и распределения
-
Оперативный контроль за режимными параметрами энергоснабжения
-
Телеуправление вводными и секционными выключателями
-
Возможность отображения видеопотока на мнемосхемах для видеонаблюдения за процессом ТУ
-
Отображение информации на рабочих местах персонала и средствах коллективного отображения информации
-
Учёт объёма выработки и потребления электроэнергии и энергоресурсов на предприятии и всех основных участков производства с автоматическим формированием отчётности
-
Обеспечение контроля состояния средств измерений, диагностика коммуникационного оборудования
Системы агрегируют в себе данные:
-
телесигналы положения выключателей, срабатывания аварийной и предупредительной сигнализации контролируемых трансформаторных подстанций и распределительных пунктов;
-
телеизмерения параметров электрической сети (токи, напряжения, мощности, коэффициент мощности) по контролируемым присоединениям;
-
активной, реактивной электроэнергии по узлам учёта электроэнергии с дискретностью 30 минут
-
массы и тепловой энергии теплоносителя в узлах учета воды (ГВС) и пара нарастающим итогом и/или приращений с дискретностью 60 минут;
-
массы в узлах учёта мазута и угля нарастающим итогом и/или приращений с дискретностью 60 минут;
-
объёма в узлах учёта сжатого воздуха и воды (ХВС, оборотная вода, подшламовая вода) нарастающим итогом и/или приращений с дискретностью 60 минут.
Измеряемые среды
|
– Электроэнергия
|
– Сжатый воздух
|
Особенности проекта
В рамках проекта предусмотрен вывод телеинформации в режиме реального времени на общей мнемосхеме электроснабжения предприятия на видеостене в САЗе в Центральном диспетчерском пункте (ЦДП) в здании АБК ТМХ и в АГК в ЦДП ГПП-2 и главном щите управления ТЭЦ.
В САЗа предусмотрено видеонаблюдение за положением разъединителей 220 кВ ГПП-1, ГПП-2 и ГПП-3. Подсистема видеонаблюдения предусматривает как постоянную запись на видеосервер, так и онлайн передачу видеопотока на АРМ диспетчеров АСОДУЭ по запросу с АРМ.
Системы предусматривают возможность передачи данных в вышестоящие системы (MES/ERP) посредством стандартных общепромышленных протоколов обмена данными, поддерживаемыми ПО SEDMAX, таких как механизмы Web-API, XML-макеты, а также протокол OPC UA.
Верхний уровень подсистемы телемеханики включает в себя двухмашинный комплекс серверов, работающих в режиме «горячего резерва», внешние системы хранения данных для каждого из физических серверов системы. Каждая из систем хранения данных при этом является общей для соответствующего комплекта (основного и резервного) сервера АСОДУЭ и сервера АСТУЭ.
В соответствии с регламентами компании, «просмотр, получение данных технологических процессов или управление технологическими процессами с использованием АРМ пользователей и систем, располагающихся в ЛВС предприятия и имеющих непосредственный сетевой доступ к системам в сегментах АСУ ТП и к компонентам АСУ ТП, не допускается». В связи с этим архитектура системы предполагает разделение серверов на технологические и корпоративный с зеркалированием информации и конфигурации технологического и односторонней передачи данных от технологического в корпоративный.
Расширение проекта «Энергетика»
Параллельно с реализацией проекта АСОДУЭ и АСТУЭ наша компания участвует в создании смежных систем сектора «Энергетика»: СОТИ АССО, температурный контроль, АСУ ТС, СДКПО.
Результаты
-
Появилась полная общая наблюдаемость всей системы электроснабжения
-
Сократилось время реагирования оперативно-диспетчерского персонала на локализацию аварийных отключений (благодаря контролю в режиме онлайн технологических параметров и состояния сети ключевого участка выплавки алюминия, а также точной идентификации мест нештатных ситуаций);
-
Благодаря точным и достоверным данным выявляются причины небаланса по РП;
-
Снижен риск выхода из строя оборудования. При подключении, отключении, переводе нагрузки появилась возможность не допускать превышение нормальных режимов работы оборудования, появилось понимание загрузки оборудования и подстанций на предприятии;
-
Повысилась электробезопасность персонала (проверка снятия нагрузки при выводе оборудования по заявкам.
Видео-сюжет о проекте