Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Systém monitorování technologického procesu pro EW S. A.

číslo 6/2002

Systém monitorování technologického procesu pro EW S. A.

Přínosy informačních systémů výroby, ze zahraničních pramenů známých jako Manufacturing Execution Systems (MES), pro konkurenceschopnost moderního výrobního podniku jsou často citovány, uskutečněných řešení tohoto druhu je však, alespoň v našich zeměpisných šířkách a délkách, zatím stále pomálu. Článek přibližuje úspěšnou implementaci systému kategorie MES v energetice.

Obr. 1.

Výchozí stav
Společnost Elektrociepłownie Warszawskie S. A., ve zkratce EW S. A. (Elektrárny a teplárny Varšava, a. s.; www.ewsa.com.pl), patří mezi největší energetické podniky v Polsku. Tvoří ji pět samostatných závodů – Siekierki, Żerań, Kawęczyn, Wola a Pruszków – s roční výrobou celkem asi 42 milionů GJ tepelné energie a asi 4 milionů MW·h elektrické energie (obr. 1). Tato čísla znamenají, že EW S. A. pokrývá svou výrobou asi 90 % spotřeby tepla a téměř 60 % spotřeby elektrické energie více než dvou milionů obyvatel varšavské aglomerace.

Začátkem roku 2000 byla EW S. A. privatizována. Většinovým vlastníkem se stal koncern Vatenfall. Nové vedení EW S. A. cítilo nedostatky ve stávající struktuře informačních systémů. Hlavními problémy byly:

  • slabá informační provázanost mezi jednotlivými závody, když každý závod používá jiné prostředky prezentace provozních dat;

  • nedostupnost informací o procesu výroby v reálném čase (real-time) vedoucím pracovníkům podniku: většina údajů byla dostupná jen v podobě tištěných hlášení;

  • nedostupnost historických údajů o procesu výroby: výrobní data byla archivována elektronicky jen po omezenou dobu a nejednotně (na mnoha místech a v různých formách).

Uvedené skutečnosti negativně ovlivňovaly chod podniku. Jednalo se zejména o:

  • velmi omezené možnosti koordinace výroby na úrovni celé společnosti;

  • velmi omezené možnosti ekonomické optimalizace využití jednotlivých zdrojů tepla a elektřiny;

  • nedostatečnou rychlost a kvalitu reakce na měnící se vnější podmínky (požadavky odběratelů, počasí apod.);

  • problémy související s efektivní účastí podniku v procesu liberalizace trhu energií;

  • nízkou kvalitu a dlouhou dobu zpracování analýz týkajících se vývoje provozních parametrů za delší období.

Úkol
Vzhledem k závažnosti problémů začal dispečink společnosti hledat již na začátku roku 2001 řešení, které by splnilo tyto hlavní cíle:

  • unifikovat všechna technologická data;
  • umožnit vedoucím pracovníkům podniku sledovat výrobní výkony jednotlivých jednotek v reálném čase;
  • dosáhnout podpory technicko-ekonomických analýz;
  • vybavit uživatele jednoduchými nástroji (nevyžadujícími účast profesionálních informatiků) pro tvorbu a modifikaci grafických zobrazení (schémat technologie) a tiskových sestav (zpráv, bilancí apod.);

  • poskytovat data i jiným informačním systémům, např. optimalizačním matematickým modelům, expertním systémům apod.

Přitom bylo třeba dosáhnout zejména těchto vlastností řešení:

  • schopnost sběru dat ze všech výrobních jednotek, z tepelné i elektrické sítě (v první fázi 21 různých systémů);

  • schopnost dlouhodobé (minimálně po dobu tří let) archivace všech výrobních dat s přesností, s jakou pracují systémy řízení, a s dobou přístupu k libovolnému historickému období kratší než 10 s;

  • možnost prezentace výrobních dat v reálném čase v dynamických grafických schématech;

  • možnost prezentace výsledků v podobě periodických zpráv (denních, měsíčních, ročních apod.);

  • možnost využít stávající kancelářskou síť PC (bez nutnosti dodatečných investic do technického vybavení uživatelů).

Obr. 2.

Takto definované zadání dostalo pracovní název Systém pro monitorování technologického procesu (System monitorowania procesu technologicznego – SMPT) a začalo se s hledáním informační technologie vhodné pro jeho realizaci.

Řešení
V průběhu roku 2001 se uskutečnilo výběrové řízení, ve kterém byl jako základ řešení vybrán systém PI firmy OSI Software a vývoj a implementace řešení byly svěřeny firmě R.T.S. cs, spol. s r. o.

Společnost R.T.S. cs je dlouholetým partnerem firmy OSI Software ve střední Evropě s mnoha úspěšnými implementacemi systému PI v různých průmyslových odvětvích (výroba skla – koncern Glaverbel v šesti evropských zemích, hutnictví – VPO Ostrava, ŽĎAS Žďár nad Sázavou, papírenství – JIP Větřní aj.).

Také s novým úkolem si R.T.S. poradila velmi rychle a kvalitně. Od podpisu smlouvy k předání díla uplynulo pouhých šest měsíců, kdy specialisté firmy R.T.S. realizovali mj. tyto práce:

  • vyvinuli celkem šest rozhraní pro konkrétní potřeby projektu SMPT (např. rozhraní pro systémy ABB Maestro, Siemens DG C300, FAST 2000 aj.);
  • připojili (většinou obousměrně) 21 zdrojů dat, a to prostřednictvím:
    • standardních rozhraní od firmy OSI (např. pro servery OPC, pro systémy Westinghouse atd.),
    • rozhraní vyvinutých jinými partnery firmy OSI (např. pro systém Siemens Teleperm ME),
    • rozhraní vyvinutých pro konkrétní potřeby projektu SMPT;
  • nakonfigurovali a oživili v centrální databázi systému PI prostor pro více než 2 500 měřených veličin, původem z daných 21 zdrojů dat;

  • zavedli a nakonfigurovali do centrální databáze systému PI asi 500 kalkulovaných veličin z daných zdrojů dat (výpočty s různou úrovní složitosti od jednoduchého průměrování nebo sečítání několika naměřených hodnot po výpočty entalpie s použitím specializované knihovny procedur);

  • vytvořili 30 real-time zobrazení (technologických schémat jednotlivých výrobních jednotek, přehledů o emisích, tepelné a elektrické síti atd. – viz např. obr. 2);

  • vytvořili 12 real-time výrobních zpráv v prostředí Microsoft Excel pro potřeby vedení podniku.

Obr. 3.

Veškerá data a informace obsažené v SMPT jsou v reálném čase k dispozici na více než dvaceti klientských počítačích v běžné kancelářské síti, a to ve všech závodech EW S. A. současně (obr. 3).

Data jsou také poskytována navazujícímu systému optimalizace výroby tepla Energy Optima 2000.

Váhu, kterou projektu přisoudilo vedení EW S. A., dokládá i proškolení více než 50 pracovníků EW S. A. včetně vrcholových vedoucích.

Jak snadné je pracovat se systémem PI a jeho aplikacemi, dokládá skutečnost, že jeden běh školení trval pouze dva dny. Tento rozsah je naprosto dostačující nejen pro pasivní používání hotových aplikací SMPT, ale také pro samostatné využívání nástrojů systému PI pro každodenní práci (analýzy časových průběhů, přepočty, bilance, vyhledávání souvislostí apod.). Takovýto způsob práce přispívá k průběžné aktualizaci a k dalšímu rozvoji SMPT.

Přínosy řešení
SMPT je v provozu příliš krátce, aby bylo možné všechny jeho přínosy exaktně vyčíslit. Přesto lze již nyní s jistotou potvrdit, že splnil vysoké požadavky kladené zákazníkem a potvrdil správnost výběru použité technologie.

Přesvědčivé jsou z pohledu uživatele zejména:

  • rychlost implementace: pouhých šest měsíců uplynulo od podpisu smlouvy do zahájení plného provozu, bylo implementováno řešení zahrnující instalaci a zkonfigurování serveru systému PI pro asi 3 000 veličin a další práce podrobněji rozepsané v předchozím odstavci, mj. na implementaci rozhraní pro 21 zdrojů dat, mezi nimiž jsou např. výrobní jednotky, síť rozvodu tepla, elektrické rozvodny, zařízení pro měření emisí a systém optimalizace výroby tepla;

  • unifikace, neboť rozmanitost řídicích systémů provozovaných v jednotlivých výrobních jednotkách EW S. A. byla v minulosti vnímána jako velká překážka integrace provozních dat: SMPT tento problém odstranil a nabízí jednotný pohled na veškeré provozní údaje ze všech připojených zdrojů;

  • přístup k datům v reálném čase: v běžné kancelářské síti jsou k dispozici údaje o všech provozech ve stejné kvalitě jako v řídicích systémech;

  • podpora technicko-ekonomických analýz: aktuální i dlouhodobě archivovaná data jsou dostupná pro použití v MS Excel a dalších nástrojích, se kterými uživatelé běžně pracují, včetně přenosů do optimalizačních a expertních systémů apod.;

  • snadný další rozvoj, neboť uživatelé samostatně modifikují aplikace vyvinuté dodávající firmou R.T.S. cs a popř. tvoří i zcela nové pohledy na provoz svého podniku.

Závěr
Dosud získané zkušenosti potvrzují poznatky mnoha dřívějších uživatelů oceňujících na systému PI jeho značnou pružnost a především nízké provozní náklady.

Při závěrečných předávacích testech SMPT bylo shledáno, že:

  • doba potřebná k přístupu k datům je kratší než požadovaná,
  • zatížení sítě je minimální, a tudíž není nutné ji posilovat,
  • systém lze snadno obsluhovat i modifikovat způsobem pro uživatele velmi přijatelným.

Implementace informačního systému výroby v EW S. A. tedy splnila očekávání zákazníka a jeho provoz zřejmě brzy přinese i konkrétní ekonomické efekty, tak jako je tomu u jiných zákazníků používajících řešení založená na systému PI.

Ing. Igor Stonawski, R.T.S. cs, spol. s r. o.
igor.stonawski@rtscs.cz

R. T. S. cs, spol. s r. o.
Novinářská 3
709 00 Ostrava
tel.: 069/745 02 19
fax: 069/745 02 47
http://www.rtscs.cz

Inzerce zpět