Интегрированная автоматизированная система управления (ИАСУ)

В составе данного курса дается краткая информация об интегрированной автоматизированной системе управления производством (ИАСУ). Данная информация включает основные сведения о назначении, составе и структуре построения системы.

Интегрированная автоматизированная система оперативного управления и учета производства (ИАСУ) предназначена для управления металлургическим заводом, связи отдельных систем управления, охватывающих все стороны деятельности завода, повышения качества управления, повышения эффективности производства и упорядочения финансово-хозяйственной деятельности.

ИАСУ создается для:

оперативного получения информации и повышения достоверности данных при принятии управляющих решений;

повышения точности обработки плановых заданий;

совершенствования учета и анализа результатов производства;

совершенствования технологии производства;

совершенствования систем управления производством;

синхронизации работы основных и вспомогательных цехов;

сокращения удельных расходов основных, вспомогательных материалов и энергоносителей;

улучшения условий труда персонала за счёт повышения информативности и доступности объектов управления и контроля.

ИАСУ состоит из комплекса взаимосвязанных АСУ разных уровней управления. ИАСУ имеет многоуровневую иерархическую структуру.

Верхний уровень координирует управление на нижних уровнях в интересах выполнения производственных заданий по номенклатуре, объёму, качеству, срокам, обеспечению сырьем и энергоресурсами, отгрузке готовой продукции.

Каждый последующий уровень управления должен поддерживать значения директивных параметров, задаваемых вышестоящим уровнем, и, в свою очередь, устанавливать критерии и ограничения для подчиненного ему уровня управления.

Иерархия функциональной структуры ИАСУ предусматривает следующие основные уровни управления:

- Система нижних уровней - автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП);

- Система верхних уровней:

автоматизированные системы управления (АСУП) цехов;

АСУП предприятия в целом.

Системы нижних уровней - автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) включают:

Уровень 0 АСУ ТП - полевое оборудование;

Уровень 1 - базисная автоматизация;

Уровень 2 - контроль и управление основными агрегатами.

Уровень 0 - полевое оборудование - служит для получения и выдачи системам автоматизации входных и выходных данных с объектов управления. Для этого будут использоваться:

средства КИПиА и электроавтоматики, устанавливаемые на технологическом и энергетическом оборудовании и трубопроводах (датчики, выключатели, исполнительные механизмы, двигатели и др.);

технологические и измерительные системы (расходомеры, преобразователи и др.);

стенды датчиков;

щиты электроаппаратуры, преобразователей и др.;

местные пульты управления.

Уровень 1 - базисная автоматизация - служит для сбора данных от датчиков и преобразователей, расчёта и масштабирования контролируемых параметров, регулирования и управления исполнительными механизмами основных и вспомогательных объектов управления. Локальные системы базовой автоматизации основных и вспомогательных объектов будут реализовываться на программируемых логических контроллерах (ПЛК), включенных в контроллерные сети.

Уровень 2 - контроль и управление основными агрегатами - служит для наблюдения за ходом процессов на агрегатах, обработки и представления данных о процессе и продукции в реальном времени, а также для централизованного управления (под наблюдением оператора) агрегатами путем выдачи заданий в системы уровня 1.

Системы уровня 2 будут реализовываться с помощью операторских станций, устанавливаемых на постах управления и связываемых с ПЛК и с другими операторскими станциями с помощью вычислительной сети.

Операторские станции будут реализовываться на базе промышленных персональных компьютеров с видеотерминалами и принтерами для распечатки оперативных и протокольных документов о технологическом процессе.

Автоматизированные системы управления производством АСУП цехов состоят из двух уровней - уровня 3 и уровня 4.

Уровень 3 - контроль за работой основных агрегатов и участков служит для организации и ведения работ по всем участкам и агрегатам, для контроля качества выпускаемой продукции, наладки и ремонта вышедшего из строя оборудования и систем технологической автоматизации. Рабочие станции устанавливаются в служебных помещениях управляющего персонала, помещениях КИП и технологической автоматики, других помещениях и соединяются между собой с помощью цеховой вычислительной сети.

Уровень 4 - планирование, управление и учет производства служит для составления сменно-суточных графиков работы производственных участков и для слежения за их реализацией, а также для корректировки при отклонениях. На этом уровне будет обеспечиваться сквозное слежение по мере последовательной обработки на различных агрегатах и участках.

АСУП предприятия служит для управления предприятием в целом, включая управление производственно-технической, финансово-коммерческой и административной деятельностью. АСУП предприятия включает решение задач по следующим основным вопросам:

производство, технология и качество продукции;

технико-экономическое планирование;

коммерция, финансы и бухгалтерский учет;

маркетинг, заказы, снабжение и сбыт;

энергоснабжение;

ремонтные работы;

транспортное обслуживание;

развитие производства и капитальное строительство;

кадры, социальное развитие, безопасность и др.

Иерархическая структура АСУП предприятия включает два уровня управления. Первый уровень управления - дирекция, в которую входят генеральный директор и директора по отдельным направлениям деятельности предприятия. Второй уровень управления - руководители основных производственных подразделений, начальники отделов и служб заводоуправления, которые подчиняются соответствующим директорам.

АСУП предприятия реализуется с помощью автоматизированных рабочих мест (АРМов) на базе ПЭВМ, которыми оснащен управленческий персонал. АРМы объединены в сеть и работают под управлением главного сервера. По этой сети обеспечивается связь АСУП предприятия с системами низших уровней.

14 Современное состояние предприятий чёрной металлургии России

Ранее в лекции 1 были приведены данные об объёме производства стали в мире и в отдельных странах. Было отмечено, что в 2010 г. общее производство стали в мире составило 1413 млн. т, причем почти половина общего объёма произведена в Китае. Россия занимает четвертое место после Китая, Японии и США.

Здесь уместно вспомнить, что в конце прошлого века (до начала перестройки в 90-х годах) бывший Советский Союз уверенно занимал первое место в мире по объёму производства стали. Максимальное производство составило около 163 млн.т. Интересно отметить, что в принятом в 1961 г. основном программном документе Советского Союза - третьей Программе Коммунистической Партии ставилась задача довести объём производства стали до 250 млн. т в год. В то время эта цифра казалась чрезвычайно большой и весьма трудно достижимой, а возможно и не достижимой. В сравнении с этим особенно впечатляют показатели объёма производства стали, реально достигнутые в Китае.

За десятилетний период 1998 - 2007 гг. черная металлургия России активно развивалась, существенно увеличился объём производства основных видов продукции: чугуна на 48 %, стали на 66 %, готового проката на 69 %, стальных труб в 3, 1 раза. Одновременно происходило повышение технического уровня производства и улучшение экономических показателей. В то же время в 2007 г. еще не были достигнуты объёмы производства, имевшие место в 1990 г. до начала перестройки.

За этот период произошло повышение технического уровня производства. Доля конвертерной и электростали в общем объёме производства превысила 90 % и составила 91, 5 %. Существенно возросла доля непрерывной разливки стали и достигла 81, 7 %. На прежнем уровне (43, 5 %) сохранилась доля листового проката в общем объёме производства готового проката и доля холоднокатаного проката в общем объёме производства листового проката (31.4 %). Несколько возросла (до 41 %) доля листового проката с защитными покрытиями в общем объёме производства холоднокатаного листа. За этот же период сократился средний расходный коэффициент стали на прокат с 1175 до 1112 кг/т, средний удельный расход электроэнергии на производство электростали на 31 % и на производство готового проката на 19 %, удельный расход топлива на производство готового проката на 38 %. Средняя производительность труда возросла в 1, 8 раза. Возрос коэффициент использования производственных мощностей в сталеплавильном производстве до 63 % и прокатном производстве до 89 %.

В то же время к концу указанного периода в целом по отрасли по сравнению с промышленно развитыми странами средний расходный коэффициент стали на прокат был выше примерно на 50 кг/т, средний удельный расход энергетических ресурсов выше на 15-25 %, средняя производительность труда ниже примерно в 2-2, 5 раза.

В 2008-2009 гг. сказались кризисные явления и объём производства по сравнению с 2007 г. несколько сократился. В 2010 г. объём производства возрос и вплотную приблизился к уровню 2007 г. Производство чугуна составило 48, 5 млн. т против 51, 5 млн. т в 2007 г., производство стали 66, 3 против 72, 4, готового проката 57, 8 против 59, 6. Производство труб даже увеличилось и составило 9, 1 против 8, 7 млн. т в 2007 г.

Основные направления потребления продукции черной металлургии России, %: машиностроение - около 40, строительство - около 30, топливо-энергетический комплекс около - 10, прочие около - 20. Таким образом, около 70 % продукции черной металлургии страны потребляются в машиностроении и строительстве.

Выше были указаны основные показатели в среднем по отрасли черной металлургии. В то же время состояние дел на отдельных металлургических предприятиях различно. В России имеется большое количество металлургических предприятий, отличающихся производственной мощностью, уровнем используемой технологии, характеристикой применяемого оборудования. Воспользуемся классификацией металлургических предприятий России, предложенной профессором О.В. Юзовым с кафедры прикладной экономики МИСиС. Предлагается распределение металлургических предприятий на три группы.

В первую группу отнесены три основные наиболее крупные металлургические комбината, технический и технологический уровень которых полностью соответствует современным требованиям: Магнитогорский, Новолипецкий и Череповецкий (ОАО “Северсталь”). Во вторую группу включены предприятия с полным циклом с достаточно высоким техническим и технологическим уровнем, но несколько уступающие предприятиям первой группы. Во вторую группу включены: ЗСМК, НТМК, Уральская сталь (ОХМК), ОЭМК, Мечел (Челябинский металлургический комбинат)..

В третью группу включены все остальные металлургические предприятия, представляющие собой в основном передельные металлургические заводы.

Далее приводится краткая характеристика отдельных металлургических предприятий при этом главное внимание уделяется особенностям состава завода, применяемых оборудования и технологии, характеристике производимой продукции.