АСУТП цеха производства галлия

АСУТП цеха производства галлия
Введение
Химический элемент галлий является важной составляющей в производстве
современной полупроводниковой техники. Его стоимость на мировом рынке составляет
приблизительно 320$ за килограмм. Автоматизация производства галлия с помощью
современной техники позволила бы модернизировать процесс изготовления продукта,
отойти от старых способов контроля (показывающих приборов, самописцев т.д.),
повысить конкурентоспособность предлагаемой продукции на мировом рынке,
облегчить работу обслуживающего персонала. Такие задачи ставились перед
разработкой программного обеспечения (ПО).
Постановка задачи
Производства галлия можно условно разделить на две части: первая, участок
подготовки цементируемой смеси и, вторая, участок цементации. На каждом этапе по
заданному алгоритму работу протекают сложные процессы, от результата которых
зависит качество исходного продукта. На каждом объекте регулирования необходим
четкий контроль над протекающими процессами. Особенностью данной АСУТП является
то, что, не смотря на однотипность объектов автоматизации (12 мешалок, 17
цементаторов, 3 карбонизатора, 24 насоса) присутствовала многогранность их
управления. При разработке автоматической системы управления были поставлены
следующие требования:
- Сжатые сроки проектирования, изготовления и ввода в действие АСУТП,
выполненной на современном технологическом уровне;
- Обеспечение простоты освоения установленных технических средств (ТС) и ПО и
возможность эксплуатации их небольшим штатом специалистов;
- Масштабируемость и легкость модернизации системы (без потери
функциональности и привлечения специалистов сторонних организаций);
- Качественная документация
Реализация.
Верхний уровень АСУТП цеха производства галлия реализована на SCADA-системе
FIX32 версии 7.0. компании Intellution Inc. (США). Информационная емкость
автоматической системы управления верхнего уровня составляет:
- 141 контролируемый аналоговый сигнал
- 90 контролируемых дискретных сигналов
- 49 дискретных управляющих сигналов
1/3
АСУТП цеха производства галлия
Кроме того, в АСУТП осуществляется следующие процессы регулирования:
- регулирование температуры в карбонизаторах и мешалках, посредством подачи
пара и промводы;
- регулирование расхода печного газа в карбонизаторах;
- регулирование расхода сжатого воздуха в карбонизатрах;
- регулирование потенциала в цементаторах;
- регулирование температуры в цементаторах, посредством подачи промводы
В связи с тем, что на объекте автоматизации процессом получения исходного
продукта управляют одновременно два оператора-технолога, было предусмотрено
разделение на соответственное количество панелей управления: участок подготовки
цементируемой смеси (нижний уровень) и участок цементации.
Участок подготовки цементируемой смеси.
Рис.1 Мнемосхема нижнего уровня.
Внешний вид мнемосхемы нижнего уровня показан на рис.1. Изображение на
мнемосхеме позволяет оператору достаточно быстро фиксировать текущие изменения.
Внешний вид емкостей по размеру и форме пропорционален натуральным. Таким
образом, мимолетный взгляд оператора на объект не заставляет проводить анализ
определения типа емкости, а непосредственно фиксирует параметры объекта. Вблизи
каждой емкости расположены параметры данного объекта: температуры, уровни,
регулирующие клапана и т.д. Щелчок мыши по величине параметра позволяет вызвать
его графическое изображение (см. рис.2.).
Для удобства настройки и
возможности будущей модернизации АСУТП был разработан динамический элемент
(Dynamo). Данный элемент позволяет быстро, используя несколько щелчков мыши,
добавить необходимый параметр и его тренд (см. свойство динамического элемента на
рис. 3.)
Меню, расположенное в верхней части экрана мнемосхемы, предоставляет
возможность оператору осуществить переход к любой панели управления. Эта
операция необходима для того, чтобы в случае возникновения нештатной ситуации
была взаимозаменяемость операторов-технологов.
2/3
АСУТП цеха производства галлия
Рис.2 Вызов тренда параметров
Рис.Участок
3 Свойство
динамического
элемента.
цементации.
одинаковые
происходила
копировалась
Участок
цементации
на
настройка
всецементаторов
остальные.
работающие
состоит
работы
алгоритма
из
Внешний
17
посмеси).
цементаторов.
одному
вид
на одном
алгоритму.
цементатора
цементаторе,
Онидинамического
По
представляют
показан
этому
апри
после
на пуско-наладке
рис.
собой
4. же(см.
участок
Контроль
параметров,
панели
организовано
управления
подготовки
работы
собъекты,
расположенных
помощью
цементирующей
регуляторами.
универсально
ниже
осуществляется
Графическое
мнемосхемы
разработанного
цементатора
изображение
по показаниям
и параметров
синформационных
использованием
элемента
так
Рис Документация
4правом
Внешний
вид
цементатора.
операторского
интерфейса.
ответов
"ПОМОЩЬ".
происходит
работы
обеспечения
Подробная
срок
программным
В
подготовить
программы.
на возникающие
документация
вызов
htmlL
обеспечением.
При
верхнем
операторов,
нажатии
инструкции
Help
Документация
углу
вопросы.
Workshop.
о
на
Контекстная
работе
эту
каждой
оператору-технологу,
знакомых
кнопку
Внешний
изготовлена
программного
панели
или
с помощь
ОС
вид
на
управления
"Windows",
функциональную
синструкции
помощью
интерфейса
значительно
где подробно
расположена
к современного
работе
показан
позволила
облегчила
клавишу
сописаны
данным
на кнопка
рис
программного
в"F1"
поиск
короткий
.5.
правила
Рис Выводы.
5 Внешний
вид
инструкции
оператору
технологу
функций,
позволяет
обслуживающего
Разработанный
разработки
высококвалифицированных
изменение
короткие
современных
возможность
Созданная
сроки
обеспечивающих
технологических
ПО,
повысить
аппаратных
реализовать
переподготовить
динамический
автоматизированная
но иперсонала
предоставил
качество
ипомимо
определенный
программных
специалистов
параметров).
информацией
изготавливаемого
элемент
обслуживающий
основных,
возможность
система
средств
Подробная
вносить
омножество
управления
технологических
дополнительно
впродукта,
позволил
данной
вперсонал.
изменения
работе.
документация
дополнительных
улучшить
не
системе
Использование
только
впараметрах.
без
систему
привлечения
предоставила
ообеспечение
ускорить
ПОгаллия
(добавление,
позволила
(сервисных)
процесс
в
Автор:
Лебедев
С.В.
ООО
"Стелла"
http://www.ste.ru
, производством
E-mail:
info@ste.ru
Средний
пр.
В.О.,
86,(Dynamo)
т.комфорт
(812)-320-51-86
, 199106,
Санкт-Петербург,
3/3