Наилучший эффект при полной автоматизации производства дает внедрение полноценых систем автоматизированного управления инженерными системами на производственных и складских помещениях. Здесь, увеличение скорости и качества работы инженерных систем дает ожидаемый результат. В этой статье мы кратко раскроем секрет того, как работает концепция умного производства по части автоматизации инженерных систем и насколько сложно им управлять на примере прессово-рамного производства ГАЗа. Применение этой концепции позволяет организовать работу всех инженерных систем в автоматизированном режиме, а управление осуществляется с помощью универсальной автоматической системы. В результате каждый подключенный к системе узел имеет свой собственный интеллект. Между узлами происходит обмен информацией – это делает систему гибкой.
Причем, при желании к ней можно подключить другие подсистемы, то есть увеличить ее функциональность. Многофункциональная система умного производства, принцип работы которой основан на технологии распределенного интеллекта, понимает запросы своего владельца. Это принципиально новый стиль управления. Всего нажатием одной кнопки можно установить в помещениях желаемую температуру, открыть ворота или выключить освещение в неиспользуемых в данных момент помещениях. Все происходит быстро. Это дает существенную экономию энергоресурсов.
Управление инженерными коммуникациями
- Дистанционное управление отоплением (радиаторы, теплые полы): выключение и отключение, контроль и изменение температур, создание сценариев.
- Освещение и электрика. Плавная регулировка уровня яркости освещения, дистанционное и автоматическое управление освещением и электрооборудованием (розетки, жалюзи, шторы, электрозамки т.д.).
- Кондиционирование и вентиляция. Создание уютного микроклимата по сигналам датчиков температуры и влажности.
- Безопасность и охранно-пожарная сигнализация. Постоянный мониторинг безопасности помещений. Оповещение о важных событиях для оперативного решения возникших проблем.
- Управление системой видеонаблюдения и домофоном: удаленный просмотр видео в режиме реального времени на мобильном устройстве, запись видео, его отправка на электронную почту или хранение на домашнем сервере.
Команда прессово-рамного завода ГАЗа показала, как подобную систему можно внедрять на производстве для снижения себестоимости продукции. Понятие «умного дома», в котором автоматика управляет хозяйством без участия человека, все больше на слуху. Команда во главе с главным энергетиком прессово-рамного завода (ПРЗ) Андреем Юдовым доказала, что подобную систему можно с успехом внедрять и на производстве в целях эффективного использования энергоресурсов для снижения себестоимости продукции.
– Идея «умного цеха» появилась в рамках разработки программы инновационного развития (ПИР) ПРЗ в 2022 году, – рассказывает Андрей Юдов. – Тема оказалась настолько интересной и обширной, что в 2023-м открыли отдельный проект. В условиях постоянного роста цен на энергоносители их экономия все более актуальна.
Концепция «умного цеха» предполагает снижение затрат на топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) путем внедрения на производстве систем управления энергетическим оборудованием. С помощью датчиков температуры и освещения, таймеров и других приспособлений подача ресурсов регулируется без непосредственного участия человека.
– Чтобы не зависеть от человеческого фактора, акцент в проекте «Умный цех» сделан на автоматизации процессов, – отмечает Андрей Юдов. – Оборудование будет само экономить энергоресурсы под контролем специалистов.
Как и при разработке программы развития ПРЗ, в проекте «Умный цех» активно использовались инструменты теории решения изобретательских задач (ТРИЗ).
– Наша команда рассмотрела завод как техническую систему, стремящуюся к идеалу, провела анализ ее развития, оценила возможные вызовы, определила мероприятия, которые обеспечат конкурентоспособность производства в будущем, – говорит главный специалист отдела внедрения ТРИЗ «Нижегородских Автокомпонентов» Сергей Кузнецов. – Снижение потребления энергоресурсов – один из важных факторов в этом направлении. Они должны расходоваться только тогда, когда это необходимо.
Пилотная площадка
В рамках проекта «Умный цех» на ПРЗ уже реализован с минимальными затратами целый ряд энергосберегающих мероприятий, прежде всего – в цехе по производству колес и труб (ЦПКТ), который выбран в качестве пилотной площадки.
– Колесный цех в своем роде уникален, в нем используются практически все техпроцессы ПРЗ: штамповка, сварка, окраска, термическая и механическая обработка, – говорит Андрей Юдов. – Наработанный здесь опыт можно распространять на другие наши цеха, а также заводы дивизиона «Автокомпоненты».
Приметы «умного цеха» видны уже в административно-бытовом корпусе ЦПКТ: при появлении людей яркость освещения в коридорах увеличивается, при уходе – снижается, благодаря энергосберегающим светильникам с датчиками движения. В будущем году датчики уровня освещенности планируется внедрить и на производственной площадке. Пока же для экономии электроэнергии автоматизирована единая система вытяжной вентиляции четырех сварочных кабин на участке сварки каркасов сидений.
– Раньше одновременно работали все вентиляторы, а включали и выключали их вручную, – рассказывает Андрей Юдов. – Мы закупили и установили необходимое оборудование для автоматизации регулирования расхода электроэнергии.
Теперь, когда сварщик приходит на свое место и приступает к работе, индукционный датчик подает команду на устройство согласования сигналов и на нужном воздуховоде открывается дроссельная заслонка. Частотный привод регулирует число оборотов электродвигателя в зависимости от количества сварщиков. По окончании работ вытяжная система автоматически отключается.
Специалисты компании-разработчика решений и оборудования обучили электротехников ЦПКТ, и теперь они могут сами обеспечивать функционирование новых систем.
– Было очень интересно в рамках этого проекта монтировать оборудование, а потом программировать его, налаживая режимы работы, – рассказывает электромонтер Алексей Шульпин. – Все было впервые, но люди у нас инициативные, всегда готовы обучаться новому, поэтому разобрались. Теперь автоматика действует безотказно.
Другой весьма важный ресурс – сжатый воздух. Для снижения его расхода и повышения качества в цехе установлен рефрижераторный осушитель, который удаляет лишнюю влагу. Благодаря этому также меньше изнашивается пневматическое оборудование.
Еще одно направление проекта – установка узлов теплового регулирования системы отопления цеха: при повышении температуры наружного воздуха датчик автоматически перекрывает заслонку фидера и сокращает подачу тепла.
Сотрудники ЦПКТ быстро оценили преимущества автоматического регулирования энергопотребления, которое снимает с них лишние заботы, а контролировать работу электронного оборудования несложно.
– Начальник участка сварки, мастер или бригадир может в любой момент подойти к пункту управления и увидеть, действует ли оборудование, а также вызвать специалистов, если контроллер покажет ошибку системы, хотя на практике этого пока не требовалось, – говорит начальник ЦПКТ Дмитрий Рябушкин.
Развитие продолжается
По словам Андрея Юдова, автоматизированную систему вентиляции планируется внедрять не только на сварочных, но и на других производственных участках.
– В ближайшее время будут оснащены необходимым оборудованием пять остальных вытяжных систем сварочных кабин ЦПКТ, – говорит он. – Далее на очереди – цех рулевых управлений и термической обработки, прессовый цех №3. Заинтересовались нашими разработками также на кузнечно-рессорном заводе, заводе мостов и агрегатов.
Масштабный проект рассчитан на несколько лет. Одно из перспективных направлений – установка узлов учета электроэнергии и природного газа. Это даст более детальную и корректную картину энергопотребления, что позволит своевременно изменять режимы работы оборудования. В прошлом году в пяти цехах ПРЗ установили 25 новых узлов учета электроэнергии и четыре – природного газа, в нынешнем планируется установка еще 60 узлов.
Совместно с ИТ-специалистами на ПРЗ сейчас проводится большая работа по автоматизации процессов учета и нормирования энергопотребления.
– Разрабатывается схема установки узлов учета на отходящих с трансформаторных подстанций фидерах, что позволит разделять постоянные и переменные затраты на электроэнергию, – рассказывает Андрей Юдов. – Тогда мы будем видеть, сколько потребляет каждая единица оборудования, и регулировать это потребление. Впереди у команды «Умного цеха» еще много интересной работы.
Автор: Сергей Целибеев
Источник: https://up-pro.ru/