Описание проблемы. РУСАЛ – крупнейший в мире производитель алюминия и один из крупнейших производителей глинозема

Введение.

РУСАЛ – крупнейший в мире производитель алюминия и один из крупнейших производителей глинозема

Компания создана в марте 2007 года в результате объединения РУСАЛа и СУАЛа с глиноземными активами швейцарской Glencore.

В состав компании входят 15 алюминиевых и 11 глиноземных заводов, 8 предприятий по добыче бокситов, 3 завода по производству порошковой продукции, 2 предприятия по производству кремния, 2 завода по производству вторичного алюминия, 4 фольгопрокатных предприятия, 2 криолитовых и 1 катодный завод.

«Ру́сский алюми́ний» («РУСАЛ») — до марта 2007 года крупнейшая российская алюминиевая компания, третий по величине производитель алюминия в мире (10 % мирового производства металла). Штаб-квартира —в Москве. Полное наименование — Открытое акционерное общество «Русский алюминий». Создана в 2000. В марте 2007 года активы «Русского алюминия» были объединены с активами «Сибирско-уральской алюминиевой компании» швейцарского сырьевого трейдера Glencore International в крупнейшую в мире алюминиевую компанию «Российский алюминий».

Структура РУСАЛа основана на принципах децентрализации управления и максимальной концентрации на каждом из направлений деятельности компании.

Основной структурной единицей РУСАЛа является дивизион – подразделение, имеющее четкую специализацию и обладающее высокой степенью автономности, в задачи которого входит реализация конкретных направлений стратегии развития компании.

Севуралбокситруда – СУБР

ОАО «Севуралбокситруда» ведёт свою историю со 2 апреля 1934 года, и по сей день остаётся ведущим предприятием по добыче боксита для алюминиевой промышленности России. На долю ОАО «СУБР» приходится более 70% добываемого в России боксита. Боксит марки ГБ-1, с содержанием глинозёма не ниже 50%, поставляется на алюминиевые заводы Урала: Богословский (ОАО “БАЗ”) и Уральский (ОАО “УАЗ”). Боксит марки ВКБ, с содержанием глинозема не ниже 37%, добывается и реализуется на металлургические предприятия Свердловской области. Добыча боксита производится подземным и открытым способами. На руднике открытой добычи кроме боксита добывают и известняк, который используется в технологических процессах, как на алюминиевых, так и на металлургических заводах России. На известняк получено гигиеническое заключение о пригодности известняка для строительства дорог.

С 2001 года предприятие входит в состав ОАО «СУАЛ-Холдинг». Численность работающих: 9102 человека. В 1999 – 2001 г.г. ОАО «СУБР» вошло в число 20 наиболее динамично развивающихся предприятий России. Предприятие является лауреатом Всероссийского конкурса “Российская организация высокой социальной эффективности”. В Свердловской области ОАО «СУБР» неоднократно присуждалось звание «Лидер в бизнесе», награждалось грамотами Губернатора Свердловской области.

В нашем случае необходимо создать scada-систему для управления на шахте

Данная система необходима для:

· контроля блокировок безопасности;

· поддержания заданных температур воздуха подаваемых в стволы шахт;

· визуализации измеряемых параметров;

· сохранения данных и формирование отчетов;

· внедрения 5 удаленных систем в сеть предприятия;

· создания удаленных диспетчерских рабочих мест.

Рисунок 1 - SCADA-клиенты на сетевой основе получают доступ к платформонезависимому SCADA-серверу

Применение SCADA-технологий для нашей АСУТП позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации. Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI), предоставляемого SCADA - системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность "рычагов" управления, удобство пользования подсказками и справочной системой и т. д. - повышает эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки при управлении.

На современном уровне развития информационных технологий в области промышленной автоматизации уже ни у кого не возникает вопрос о необходимости систем диспетчерского управления и сбора данных — SCADA-систем (Supervisory Control And Data Acquisition). Теперь перед пользователями стоит другая проблема: какую SCADA-систему выбрать? На российском рынке сейчас достаточно активно продвигается более десятка различных систем и рекламно-технические материалы каждой компании-производителя убедительно доказывают, что именно их SCADA наилучшим образом удовлетворит все потребности заказчика.

Следует отметить, что концепция SCADA, основу которой составляет автоматизированная разработка систем управления, позволяет решить еще ряд задач, долгое время считавшихся неразрешимыми: сократить сроки разработки проектов по автоматизации и прямые финансовые затраты на их разработку, поэтому проблема выбрать SCADA-системы, применение которой будет наиболее эффективно для нашей организации.
Диагностика проблемы.

Результаты регулярно предпринимаемых попыток независимого (часто лишь внешне) и всеобъемлющего сравнения различных систем имеют очень ограниченную практическую ценность. Профессионалы знают, что детально ознакомиться со SCADA-системой, узнать все ее тонкости, ограничения, сильные стороны и недостатки можно лишь после многих месяцев ее интенсивного использования и нескольких реализованных в ней проектов. При этом компании-разработчики непрерывно усовершенствуют свои продукты, повышая производительность и эффективность, добавляя новые функциональные возможности и устраняя выявленные недостатки. Таким образом, пользователю приходится воспринимать отсутствие возможности полного и объективного сопоставления всех представленных на рынке программных HMI-систем как объективную реальность. Это, однако, не мешает производить сравнительный анализ отдельных аспектов таких систем: функциональных возможностей, ресурсных требований, удобства использования, возможности работы в реальном времени и т.п.

К сожалению, отсутствуют методики определения надежности SCADA–систем, хотя важность этого критерия составляет, по оценкам специалистов, около 70 %. Косвенными показателями надежности пока считается количество инсталляций.

Рисунок 2 – Алгоритм определения наилучшей SCADA–системы

Немаловажной стороны SCADA-систем является их открытость. Открытость программных комплексов уже расценивается не как их преимущество, а как априорное требование. Открытость SCADA-систем не является самоцелью или данью модной тенденции. Основной причиной, по которой открытая система всегда является более предпочтительной, чем закрытая — это неизбежная функциональная ограниченность любого, даже очень большого и универсального программного продукта. Ни один программный комплекс в принципе не может удовлетворить всех потребностей пользователей, т.к. всегда найдется экзотичный контроллер, для которого не подходит ни один из сотен предлагаемых разработчиком драйверов ввода-вывода, и всегда найдется уникальная программа, с которой абсолютно необходимо наладить взаимодействие, но которая не имеет ни одного из общепринятых интерфейсов. В качестве конкретного примера можно привести часто возникающую задачу связи SCADA-системы с интеллектуальными источниками бесперебойного питания Smart-UPS. Каждый производитель UPS предоставляет свою уникальную программу, получить от которой данные из SCADA-системы иногда очень непросто, если вообще возможно.

Не менее важно и то обстоятельство, что концепция открытости делает SCADA-систему независимой от производителя аппаратного обеспечения, что стимулирует конкуренцию в этой области рынка. К примеру, пользователь, имеющий контроллеры SIMATIC вовсе не обязан приобретать "родную" SCADA-систему Siemens — WinCC, он вправе предпочесть широкоизвестный InTouch, хотя на практике большинство заказчиков не желает рисковать и по-прежнему часто покупает "все в одном флаконе".

Значимость SCADA-систем обусловлена необходимостью их интеграции с программными системами как нижнего, так и верхнего уровней иерархии.

Сбор данных и передача управляющих воздействий являются неотъемлемыми функциями SCADA, поэтому разработчики прилагают максимум усилий для того, чтобы в состав их систем было включено достаточное количество драйверов для легкого подключения большинства известных контроллеров и устройств интеллектуальной периферии. Это расширяет круг потенциальных пользователей системы и дает большую свободу действий системным интеграторам. Некоторые производители SCADA-систем пытаются ее облегчить, например, Siemens предлагает специальный пакет для создания пользовательских канальных драйверов — CDK (Channel Development Kit). Во-вторых, возможно имеет смысл написать интерфейсную программу, самостоятельно общающуюся с устройством и записывающую необходимую информацию напрямую в SCADA-систему. В-третьих, можно попытаться найти или купить ПО, которое берет на себя ответственность за взаимодействие с данной конкретной аппаратурой, представляя SCADA-системе какой-либо стандартный интерфейс для доступа к данным. Многие производители аппаратного обеспечения в комплекте со своими изделиями поставляют серверы DDE (Dynamic Data Exchange) или OPC (OLE for Process Control).

Даже у открытости ПО есть своя оборотная сторона. Во-первых, наличие большого числа интерфейсов данных и API автоматически делает систему более уязвимой. Во-вторых, в проблемах при использовании абсолютно закрытой системы может быть виноват либо пользователь, либо разработчик. Поиск же причин ненормального поведения системы, включающей программные компоненты десятка независимых производителей, может оказаться долгим и утомительным занятием.

Уделив 10 минут при выборе SCADA-системы оценке открытости рассматриваемых продуктов, Вы сможете сэкономить человеко-месяцы труда инженеров, программистов и пуско-наладчиков.

Применение SCADA-системы при создании ППО обеспечивает:

1) возможность мнемосхемного отображения ТП в форме, удобной для восприятия не только операторами и диспетчерами, но и специалистами технологических служб предприятия. Разработка мнемосхемных отображений осуществляется с использованием выразительных технологических «образов» и мультипликантов органов управления различных типов (рисунок 3). Например: органы управления в виде кнопок управления, рубильников, ползунковых или поворотных задатчиков уставок регуляторам; экранные формы отображения параметров процесса типа цифровых табло, стрелочных, полосковых или цифровых многопозиционных индикаторов; графики изменения измеряемых величин; сигнализирующие табло различной формы и тематического содержания;

2) взаимодействие АРМ с различными типами внешних устройств, осуществляющих связь с объектом, с использованием необходимых драйверов, поддерживающих работу этих устройств;

3) поддержку функционирования ППО в реальном времени, то есть с нормированным временем отклика системы на внешние события;

4) прием от устройств, взаимодействующих с ТП, информации об измеряемых и контролируемых технологических параметрах, с фиксированием этих событий в координатах текущего времени (дата, час., мин, сек);

Рисунок 3 - Мнемосхемное представление объекта

5) обработку измерительной информации, представляемой результатами измерений требуемой размерности. Результаты измерений при этом контролируются относительно граничных значений допустимого диапазона или скорости измерения измеряемых величин, а также представляются в различных графических формах;

6) оповещение (световое, звуковое) эксплуатационного и обслуживающего персонала об аварийных событиях, о недопустимых условиях функционирования технологического оборудования или оборудования автоматики; обязательная архивная регистрация как аварийных сообщений, так и действий эксплуатационного персонала в аварийных ситуациях;

7) ведение архивов событий, происходящих при управлении ТП: формируются архивы временных состояний системы (полное или выборочное сохранение параметров процесса через заданные промежутки времени постоянно или по условию), а также архивы аварий, событий и поведения переменных процесса во времени (так называемые тренды);

8) возможность диспетчерского или операторского управления ТП или ТхО путем формирования команд управления с передачей их в адрес соответствующих УСО; фиксирование управляющих действий лица, принимающего управленческие решения, в архивах событий;

9) формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации и в требуемой форме представления;

10) непосредственное автоматическое управление ТхО по заданным алгоритмами, выполнение математических и логических вычислений при реализация алгоритмов формирования управляющих воздействий в зависимости от характеристик объекта в том числе в режимах «советчика», супервизорного управления, прямого цифрового управления, а также выбор необходимых алгоритмов из специальной библиотеки;

11) возможность защиты от несанкционированного доступа к управлению объектом;

12) возможности многооконного графического интерфейса и других очевидных функций, таких как импорт изображений, создание собственных библиотек динамических объектов, элементов мнемосхем и т. п.

Таким образом использование SCADA-технологии обеспечивает практически неограниченные возможности в реализации функций: сбора информации о ТП; автоматического управления отдельными ТхО и разных методов автоматизированного управления ТП в целом; индивидуального решения в каждом АРМ интерфейса интерактивного взаимодействия типа «человек-система» с использованием мнемонических интуитивно понятных изобразительных образов; сохранения истории изменения управляемого процесса и истории формирования управляющих воздействий; активного взаимодействия с другими средствами, позволяющими создавать изображения, которые могут быть заимствованы для решения задач визуализации в рамках конкретного проекта. Еще раз обратим внимание на то, что SCADA-технология только «обеспечивает возможности» разработчикам ППО, позволяя: сократить сроки и существенно снизить трудоемкость разработки ППО; обеспечить «прозрачность» программных решений и принцип их последовательного развития; повысить надежность принятых в ППО решений и т. д. Как эти возможности будут реализованы в рамках конкретного проекта – это уже будет зависеть от проектного решения, от способностей разработчика ППО, от возможностей выбранной SCADA-системы.

Рисунок 4 - Популярные SCADA-системы
3.Оценка альтернатив