От первого контроллера до АСУТП

Автоматизация на предприятии прошла несколько этапов эволюций. В советские годы были установлены автоматические системы на основе пневматических устройств. Им на замену пришла вычислительная и микропроцессорная техника, позволяющая в разы повысить эффективность технологических процессов, методов и средств контроля и управления. Сегодня на "СИБУР Тольятти" нет такого производства, которое не затронула бы современная автоматизация. За последние пять лет ее уровень удвоился и сегодня достигает 85%.

Высокий уровень автоматизации на предприятии, специализирующемся на производстве синтетических каучуков, высокооктановых компонентов к бензину и других продуктов с высокой добавленной стоимостью, обеспечивается реализацией целевых программ по автоматизации шести основных производств "СИБУР Тольятти". Системы разворачиваются, в основном, на базе решений компании Emerson и Yokogawa.

"Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессам (АСУ ТП), созданных на основе высоконадежной микропроцессорной техники, позволяет повысить стабильность производственного процесса и качество выпускаемой продукции, - пояснил директор по производству "СИБУР Тольятти" Павел Кубряков. - Также в составе АСУ ТП внедряются современные системы противоаварийной защиты, предназначенные для поддержания технологического оборудования в стабильном состоянии, что делает его работу максимально безопасной для людей и окружающей среды".

Последним реализованным крупномасштабным проектом является проект реконструкции производства изопрена, выполняющийся на протяжении четырех лет,  с 2014 года. Замене подверглось более пяти тысяч средств измерения и автоматизации. Введены в эксплуатацию четыре АСУТП, объединенные в одну систему, с организацией управления из единой операторной. 

Сегодня полностью автоматизированные системы управления технологическими процессами внедрены на производстве изобутан-изобутиленовой фракции, бутилкаучука, бутадиен-стирольного каучука, изопрена.

Новые возможности системы

Как рассказал главный метролог предприятия Дмитрий Турченко, есть три уровня автоматизации установки. Первый - одноканальный, который управляет одним исполнительным устройством, по первичному измерительному параметру. Второй уровень - локальный, когда устанавливаются многоканальные контроллеры, в ведении которых может быть уже несколько процессов. И третий уровень - внедрение АСУ ТП, которая объединяет все средства измерений и автоматизации установки в одну общую систему. Следующий этап автоматизации производства - объединение АСУТП нескольких установок, что позволяет создать централизованный пульт управления производством - единой операторной. Но и это уже не предел для автоматизации - наступила эпоха цифровизации, позволяющая улучшить управление технологическим процессом, основываясь на математической модели установки и производства.

Параллельно с внедрением АСУ ТП на предприятии обновляется парк "полевых" приборов и средств автоматизации. Например, за последние пять лет заменено порядка десяти тысяч датчиков и исполнительных механизмов, а это 30% от общего количества единиц оборудования. Современное оборудование на базе микропроцессорной техники практически не требует технического обслуживания и ремонта. Еще один его плюс - наличие функции самодиагностики, что позволяет прогнозировать вероятность наступления отказа оборудования, повысить уровень эксплуатационной надежности оборудования и снизить нагрузку на сотрудников ремонтного подразделения.

"АСУ ТП значительно упрощает работу технологического персонала, оптимизирует временные затраты, позволяет переориентировать людей на другие задачи, возложить на машину функции анализа и отчетности. Не отходя от рабочего места, оператор может отслеживать все этапы производства продукции и в случае необходимости быстрее принимать решения. Поэтому, внедряя автоматизированную систему управления процессом, мы получаем более эффективную работу персонала, более надежную работу контрольно-измерительных приборов, лучшую систему управления", - говорит Дмитрий Турченко.

Времена, когда приходилось раскручивать и вручную сопоставлять 5-10 бумажных диаграмм и журналов, - в прошлом. Сейчас это можно сделать на экране монитора, наложив для анализа различные графики друг на друга. Специалист может задать любые параметры, временные рамки и увидеть, что происходило с процессом, например, полгода назад. Мало того, можно открыть архив событий и увидеть, какие действия предпринимал оператор и как это повлияло на технологический процесс. Таким образом, современный технолог располагает значительно большим объемом информации и может обрабатывать больший объем разнообразных данных. Теперь с задачей, которую раньше выполняли три-пять человек, может справиться и один сотрудник.

Кроме того, на предприятии внедряются автоматизированные системы технического учета материальных потоков. Иными словами, трубопроводы и аппараты дооснащаются дополнительными средствами измерения и с помощью программного обеспечения компьютер в режиме реального времени анализирует потоки, и подсказывает на какой параметр необходимо сфокусировать внимание. Помимо учета и контроля, ЭВМ помогают определить эффективность использования сырья и энергоресурсов, за счет установки так называемых норм удельного расхода. В 2018 году современные электронные расходомеры были смонтированы на двух факельных стволах, магистральных паропроводах и трубопроводах природного газа.

Помимо этого, устанавливаются системы улучшенного управления техпроцессами. Это своеобразные надстройки над уже действующей АСУ ТП, которые позволяют на основе заданных математических моделей вести стабильный технологический режим.

"Так, на производстве бутилкаучука система оптимизирует управление технологическими параметрами, позволяя увеличивать выход целевого продукта в заданных параметрах и тем самым уменьшить потребление энергоресурсов, расход сырья и формирование отходов производства", - объясняет Дмитрий Турченко.

На страже природы

Внедрение автоматизированных систем управления технологическим процессом сопутствует процессу модернизации технологического оборудования. За последние годы модернизировано или заменено более 70 единиц насосного оборудования для исключения вероятности попадания перекачиваемой среды в атмосферу за счет установки двойного торцевого уплотнения и реализации герметичной системы освобождения оборудования в факельный коллектор. Изменения коснулись также систем противоаварийной автоматической защиты, исключающих человеческий фактор при производстве продукции на опасных производственных объектах.

Кроме оптимизации производственных процессов, автоматизация и переход на "цифру" повышают экологичность производства. Технологические параметры измеряются с более высокой точностью и анализируются в режиме реального времени. Это позволяет удерживать их в оптимальных пределах, а функция самодиагностики помогает выявлять отказы оборудования на ранних стадиях. Переход на цифровое управление позволяет сформировать отчет о технологическом процессе по всем заданным параметрам: отследить несколько сырьевых и продуктовых потоков. Уточнив, какие продукты сжигаются на факеле, специалисты смогут понять, почему они туда попадают, и скорректировать дозировку.
"Не дожидаясь, когда технологический процесс "выйдет" за пределы допустимых значений, мы начинаем принимать меры по выравниванию параметров и их возврату в оптимальное состояние. В итоге мы производим больше качественной продукции с меньшими затратами, ремонтами, отказами. Соответственно, и с меньшим воздействием на окружающую среду. Иными словами, мы выстраиваем процесс таким образом, чтобы добиться максимального вовлечения сырья в процесс производства. Ведь в нефтехимии основное сырье - это побочный продукт нефте- и газобычи, попутный нефтяной газ. Раньше его просто сжигали, а СИБУР стал перерабатывать в полезные для общества материалы. Это, например, синтетический каучук, который используется в шинной и резинотехнической отрасли", - уточняет Дмитрий Турченко.