Проектно-инженерный департамент:
+7 (812) 320-56-82

+7 (812) 320-56-82



 


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

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.

    Мнемосхема нижнего уровня 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.

    Вызов тренда параметров Рис.2 Вызов тренда параметров

    Свойство динамического элемента Рис. 3 Свойство динамического элемента.

    Участок цементации.
    Участок цементации состоит из 17 цементаторов. Они представляют собой одинаковые объекты, работающие по одному алгоритму. По этому при пуско-наладке происходила настройка работы алгоритма на одном цементаторе, а после копировалась на все остальные. Внешний вид цементатора показан на рис. 4. Контроль работы цементаторов осуществляется по показаниям информационных параметров, расположенных ниже мнемосхемы цементатора и с использованием панели управления регуляторами. Графическое изображение параметров так же организовано с помощью универсально разработанного динамического элемента (см. участок подготовки цементирующей смеси).

    Внешний вид цементатораРис 4 Внешний вид цементатора.

    Документация операторского интерфейса.
    В правом верхнем углу на каждой панели управления расположена кнопка "ПОМОЩЬ". При нажатии на эту кнопку или на функциональную клавишу "F1" происходит вызов инструкции оператору-технологу, где подробно описаны правила работы программы. Документация изготовлена с помощью современного программного обеспечения htmlL Help Workshop. Внешний вид инструкции показан на рис .5. Подробная документация о работе программного интерфейса позволила в короткий срок подготовить операторов, знакомых с ОС "Windows", к работе с данным программным обеспечением. Контекстная помощь значительно облегчила поиск ответов на возникающие вопросы.

    Инструкция оператору технологу Рис 5 Внешний вид инструкции оператору технологу

    Выводы.
    Созданная автоматизированная система управления производством галлия позволяет повысить качество изготавливаемого продукта, улучшить обеспечение обслуживающего персонала информацией о технологических параметрах. Разработанный динамический элемент (Dynamo) позволил не только ускорить процесс разработки ПО, но и предоставил возможность дополнительно без привлечения высококвалифицированных специалистов вносить изменения в систему (добавление, изменение технологических параметров). Подробная документация о ПО позволила в короткие сроки переподготовить обслуживающий персонал. Использование современных аппаратных и программных средств в данной системе предоставила возможность реализовать помимо основных, множество дополнительных (сервисных) функций, обеспечивающих определенный комфорт в работе.

    Автор: Лебедев С.В. ООО "Стелла" http://www.ste.ru, E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript , 199106, Санкт-Петербург, Средний пр. В.О., 86, т. (812)-320-51-86
  •