MM 03-04/2011 by Farewell

Cover_MM_3-4_2011.qxd

24.03.2011

13:17

Page 1

Украинский промышленный журнал Ко П мп пр ро он о и Да гра ент зв Си тч мм ы одс ст ик и ин тв ем и ру ду е ы ра ем с нн уп сх ы три ым ра од е л а о вл а ог ль бо е те и но р ни хн че го уд я ол ск эл ов ог ие ек ан ич ко тр ие ес нт оп м ки ро р х лл ив ср е од ед ры а

д х Т т мо и е яе рч и ущ во ор во пр уд о ок а т G я б фр п од Fo Дл Ци DS об N в

ор

R С

Пл ат ф

CSTB

з ра

я ти ви

3 4 (136) март апрель 2011

www.mmdt.com.ua

Спецпроект: ст ро е т ОД рг е Ц е ед в и нв ив ки ст ко к -TV пр ов ыто н у V T S м та кр IP IM че с т и ии : к ти у ы о г TV ло ик ос эр 020 го но аф нн сы -2 но ех тр бе ок зы ль т део со рад гро О ви . па еру й ы ы вер s — Киб н ь ер ak с e e- ikiL W

г ин с ор

Также в номере: Автоматизированные системы управления насосными агрегатами и котельными

Промышленная автоматизация

ИТ в процессах производства Оснащение технологического оборудования средствами автоматизации — экономичный и эффективный путь повышения конкурентоспособности продукции

Устройства контроля расхода технологических сред

Выгоды специализации: использование приводных контроллеров снижает затраты на АСУ ПЛК: спектр моделей для различных целевых групп индустриальной автоматизации

лу o ні о б Н ар м рам ма му зе rld тр 'є про чте смо ния ви C ен д н тра PD х on ди нах F-ф а о а д итс йлов с о gre н я н Acr а д oba ці ss иск t R ац е e в пап a d e r 7 ій ке .0 и Rea ли der в ы ше .

но нт

+С D

АСУ ТП-дайджест в системах водоснабжения, компоненты частотно-регулируемого электропривода, кинетические накопители энергии для ИБП

m3-02-soder.qxd

24.03.2011

15:33

Page 2

СОДЕРЖАНИЕ март—апрель 2011

14 16

Зеркало рынка 4 4

В Украине Роботизированные комплексы для украинских АЭС. ОАО «Фармак» внедряет SAP ERP. Компания Phoenix Contact оснастила в трех вузах Украины лаборатории для подготовки специалистов по про мышленной автоматизации

Тактика внедрения

В мире «ИнСАТ» автоматизирует монито ринг объектов МП «Водоканал» в Лыткарино (Московская обл.). Немецкая компания mayr выпус кает тормоза, предотвращающие критические ситуации при работе с тяжелыми грузами на верти кальных осях. Концерн LANXESS разработал новые материалы для электротехнической и электрон ной промышленности Продукты и ноу-хау Новые приводные преобразова тели MOVIDRIVE MDX 60/61В компании SEW EURODRIVE. Расширение линейки логических модулей концерна Siemens AG — Logo!12/24 RCE и Logo!230 RCE. Реле PSR FSP производства ком пании Phoenix Contact

16 19

Электроснабжение Источники бесперебойного питания: международная классификация и возможности используемых технологий

17 22

Измерительная техника Датчики расхода технологических сред: принципы работы, области применения, точность измерений

18 25

Гибкие производственные системы Роботы в технологических про цессах: от узкоспециализирован ных агрегатов до универсальных комплексов

Форум 19 28

Отраслевые объединения На украинском рынке средств промышленной автоматизации начинается объединение компаний производителей и поставщиков в отраслевую ассоциацию

21 30

Мнение эксперта Интервью с директором по развитию бизнеса ЗАО «Мицубиси Электрик Юроп Б. В.» (Москва) Сергеем Зубовым

23 31

Анонс Читайте в следующем номере журнала «ДиТ»

Тема номера 8 10 Промышленная автоматизация Системы управления насосными станциями и котельными: эффек тивные ресурсы снижения стои мости отопления и водоснабжения 12 14

Компоненты АСУ ТП Обзор программируемых логиче ских контроллеров для различ ных объектно ориентированных систем управления

Электропривод Использование контроллеров MOVI PLC позволяет повысить производительность систем управления, облегчить и ускорить наладку приводных систем

РЕКЛАМА В НОМЕРЕ

Geiss AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3, Kirchgeorg Werkzeug Maschinen . . . . 23, PHOENIX CONTACT . . . . . . . . . . . . . . . 7, Renz Eiro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11, SEV eurodrive . . . . . . . . . . . . . . . . . 13, Антап Украина . . . . . . . . . . . . . . . . . 23,

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

3 33 7 13 15 33

ЗарубежЭкспо . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Интернет аукцион . . . . . . . . . . . . . . 20, Крымские выставки . . . . . . . . . . . . . . 5, Машиностроение . . . . . . . . . . . . . . 14, Новейшие технологии . . . . . . . . . . . 10, ПТА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24,

34 21 6 31 12 5

ТАСК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Термокипконтрол . . . . . . 10,15,17 12,17,23 Технолинк Украина . . . . . . . . . . . . . . 9, 11 Энергетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6, 31 Энергопро . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23, 33 Энерго стар . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16, 19

m3-03-editorial.qxd

24.03.2011

17:24

Page 3

ОТ РЕДАКЦИИ

Цель и средства бщее определение цели, как известно, заключается в представлении образа желаемого будущего в виде идеального результата, к которому необходимо стремиться. Для руководства промышленного предприятия таким идеальным результатом является получение прибыли, позволяющей не только удовлетворить материальные запросы рабочего персонала и акционеров, но и обеспечить долговременное стабильное развитие бизнеса. Локальные задачи для достижения этой «глобальной» цели распределены по всем подразделениям завода: служба маркетинга должна определить потребности целевых групп покупателей в ассортименте и объеме товаров конкурентоспособного качества и ценовых диапазонов, а затем организовать их успешное продвижение на рынке; производственные участки должны выполнить утвержденные директором задания маркетинга по выпуску продукции; отделы энергетики и снабжения должны поставить производству в требуемых количествах энергоносители, материалы и комплектующие.

Главное средство выполнения производственных планов — это, безусловно, инженерно-технический персонал. Уровень же его квалификации определяется не только способностью решения текущих технологических задач, но и профессиональным кругозором в области инновационного оборудования, оснащение которым может расширить возможности предприятия в повышении производительности и качества выпускаемых товаров при снижении их энергоемкости. Последний показатель — самый «драматичный» для отечественной промышленности, поэтому задача его уменьшения у нас должна быть решена в первую очередь. А средства ее решения — модернизация парка технологического оборудования и внедрение АСУ ТП и в отдельные установки, и в системы, включающие линии, участки и цеха. Для производственников самые убедительные аргументы в пользу автоматизации как инструмента снижения энергоемкости продукции — примеры отраслевых решений, которые читатели могут найти и в предлагаемом номере, и в полной подшивке нашего журнала за 11 лет его работы на украинском рынке.

Алексей РЫБКА, главный редактор, rybka@mmdt.com.ua

Желаю удачи!

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

m3-04-news_ukr.qxd

24.03.2011

17:28

Page 4

ЗЕРКАЛО РЫНКА в Украине КОРОТКО

Компания «Лан сервис» за вершила внедрение системы электронного документообо рота и управления взаимо действием DIRECTUM в ЗАО «Северодонецкий ОРГХИМ». Компания «Инком» ввела в эксплуатацию систему видео конференцсвязи, охватываю щую центральный офис и три тепловые электростанции ОАО «Днепроэнерго», благодаря чему обеспечена командная работа и оперативное принятие совмес тных решений специалистами территориально распределен ных подразделений, как внутри ОАО «Днепроэнерго», так и при взаимодействии с управляющей компанией — ДТЕК. По данным Нацэкоинвеста гентства Украины, в 2010 году на заседаниях Межведомствен ной рабочей группы рассмотре ны и рекомендованы к одобре нию 640 проектов по тепловой санации зданий социального значения в восьми областях Ук раины. Первая очередь — 238 проектов в Луганской, Сумской областях и АР Крым — согласо вана Министерством финансов и премьер министром Украины. В декабре Нацэкоинвестагент ством проведен тендер, на кото ром определены исполнители работ в Сумской области и АР Крым. В начале 2011 года япон ский контрагент — государс твенная организация NEDO — согласовала еще 125 проектов экологических инвестиций для объектов образования и здраво охранения. На Ровненской АЭС старто вал пилотный проект внедре ния методики неразрушающего контроля корпусов реакторов с применением роботизирован ных комплексов. Проект осу ществляется в рамках сотруд ничества между Европейским союзом и Украиной при учас тии экспертов консорциума RWE (Германия), компании Westinghouse (США), програм мы технической помощи TACIS, НАЭК «Энергоатом», отечест венных предприятий ядерной отрасли «Атомремонтсервис» и «Научно технический центр». В течение трех лет аналогичные проекты будут реализованы на Запорожской, Южно Украин ской и Хмельницкой АЭС. Источник — www.panoptikon.org

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

Бизнес-управлению — мировой уровень В ОАО «Фармак» начались работы по выполнению первого этапа внедрения автоматизированной системы управления предприятием SAP ERP. Основные цели проекта: • обеспечение оперативного доступа ко всей необходимой информации; • создание единой интегрированной платформы для снижения общей стоимости управления;

• повышение уровня автоматизации и информационной поддержки бизнесфункций компании; • максимальная формализация, оптимизация и стандартизация бизнес-процессов; • повышение качества процессов управления за счет устранения потерь и дублирования данных в бизнес-процессах благодаря использованию единой

непротиворечивой информации о деятельности компании на всех уровнях принятий решений. Услуги по внедрению решения предоставляет компания CONIM — партнер компании SAP по внедрению комплексных решений автоматизации бизнес-решений. Введение системы SAP ERP в промышленную эксплуатацию планируется с 1 января 2012 года.

О целях и задачах проекта внедрения SAP ERP в ОАО «Фармак» рассказали на пресс конференции исполнительный директор компании CONIM Юрий Назаров, директор компании SAP Украина Максим Матяш, руководитель департамента стратегического развития ОАО «Фармак» Дина Немирович, руководитель департамента информационных технологий ОАО «Фармак» Георгий Кондрашихин

Украинским вузам — европейское оборудование В 2007 году компания Phoenix Contact создала международную образовательную сеть EduNet для подготовки специалистов по промышленной автоматизации по единым стандартам обучения. Для разработки и поддержки этих стандартов компания проводит с участием преподавателей вузов семинары и конференции, на которых обсуждаются и принимаются подходы к обучению и диагностике знаний. 25 ноября 2010 года лаборатория EduNet открыта в Одесской национальной морской академии. Переданное ООО «Феникс Контакт» оборудование позволяет создавать широкий спектр систем автоматического управления. На первом этапе в лаборатории будут использоваться шесть стендов ILC 130 Starterkit, предназначенных для обучения программированию контроллеров и предоставленных на условиях безоплатной аренды на два года, после чего они перейдут в собственность академии. Проект предусматривает поощрение активных участников, в том числе путем предоставления в пользование дополнительного оборудования и программного обеспечения.

ООО «Феникс Контакт» открыло в трех вузах Украины лаборатории, оснащенные средствами автоматизации производства германской компании Phoenix Contact 17 декабря 2010 года такая же лаборатория открыта в Харьковском национальном университете радиоэлектроники. 27 января 2011 года учебно-исследовательская лаборатория EduNet открыта в Одесском политехническом университете.

m3-reklama.qxd

24.03.2011

15:50

Page 5

NEWS.qxd

25.03.2011

11:16

Page 6

ЗЕРКАЛО РЫНКА в мире КОРОТКО

Компания «ИнСАТ» (Москва) сдала в промышленную эксплу атацию первую очередь автома тизированной системы монито ринга объектов МП «Водоканал» (Лыткарино, Московская обл.), предназначенной для сбора, об работки и предоставления раз личным службам предприятия информации о режимах работы технологического оборудования и объемах выкачанной и подан ной в городскую сеть воды. В качестве коммуникационной платформы использована сото вая связь с протоколом GPRS. Немецкий концерн по произ водству специальной химичес кой продукции LANXESS разра ботал легкотекучие материалы Pocan Xtreme Flow, позволяю щие производить пластиковые детали для электротехнической, электронной и бытовой техники с более тонкими стенками, меньшей массой и деформиру емостью. Детали, изготовлен ные из этих материалов, обес печивают повышенный уровень надежности и более длитель ный срок службы приборов в том числе благодаря высокой огнестойкости пластиков.

Страховочный тормоз Перемещаемые по верти- ции, которые могут случитькали грузы, особенно если они являются тяжелыми блоками, такими как электродвигатели или редукторы, представляют собой серьезную опасность при отказе электропитания, вызывающем их самопроизвольное ускорение или неконтролируемое падение. Компания mayr (Германия) разработала тормоз ROBAtopstop, предотвращающий любые критические ситуа-

ся при эксплуатации вертикальных осей (критические ситуации определены в стандарте DIN EN 954-1, категории 1-3). Модульный тормоз универсален и может использоваться, например, в комбинации с валом, полым валом, упругой муфтой, дополнительной предохранительной муфтой для уменьшения крутящего момента или с двумя отдельными тормозами.

Благодаря согласованным размерам фланца тормоз ROBA topstop может встраиваться в существующие конструкции между серводвигателем и контрфланцем

Склад высокоскоростной выдачи информации Компания Transcend анонсировала выпуск твердотельных накопителей (SSD), обеспечивающих скорости последовательного чтения и записи 260 и 240 МБ/с, а скорости произвольного чтения и записи — 40 и 27 МБ/с. Такое повышение производительности не только снижает среднее

время загрузки операционой системы, но и обеспечивает лучшую отзывчивость, стабильность и отсутствие задержек при работе компьютеров. Статический механизм отслеживания износа ячеек памяти, равномерно распределяющий нагрузку между флеш-ячейками при записи

Объем памяти SSD накопителей — 32, 64, 128 и 256 ГБ

m3-16-produkt.qxd

24.03.2011

13:58

Page 7

ЗЕРКАЛО РЫНКА продукты и ноу хау

Приводные преобразователи MOVIDRIVE MDX 60/61В — новое поколение приводных преобразователей производства компании SEW-EURODRIVE. Они характеризуются расширенным набором базовых функций, компактным исполнением для приводов малой мощности, повышенной перегрузочной способностью и модульной концепцией системы. В диапазоне мощности от 0,55 до 166 кВт цифровая преобразовательная техника открывает возможность расширения области применения электропровода переменного тока. Например, с помощью преобразователей MOVIDRIVE для асинхронных двигателей переменного тока реализуются динамические характеристики и качество регулирования, ранее достижимые только для сервопривода или двигателей постоянного тока. Благодаря интегрированным функциям управления и возможности расширения с помощью дополнительных устройств могут быть созданы приводные системы, обладающие высокой рентабельностью в широкой сфере применения, при проектировании, вводе в эксплуатацию и работе. О приводных контроллерах читайте также на с. 14.

Многофункциональная логика Концерн Siemens AG приступил к выпуску но вых логических модулей Logo!12/24 RCE (для пос тоянного напряжения пи тания) и Logo!230 RCE (для переменного напря жения питания) со встро енным интерфейсом Ethernet и емкостью прог раммы до 400 функциональных блоков. В устройствах реализован ряд новых функций, таких как макрофункция для повторяющихся сегментов программы, функция архивирования данных для задач документирования и анализа. Посредством стандартных сетевых коммутаторов возможно обьединение в сеть Ethernet до восьми логических модулей. Ширина модулей с интерфейсом Ethernet и слотом для SD карто чек составляет 108 мм, что соответствует 6 MW (modular width, модульная ширина). Логические модули легко интегрируются в существующие систе мы посредством Ethernet и могут быть подключены, например, к ПК, ЦПУ Si matic S7 или Simatic HMI (компонентам человеко машинного интерфейса). В новых устройствах серии Logo! встроен «суперконденсатор», который буферизирует встроенные часы реального времени до 20 суток в случае сбоя в питании, и осуществлена возможность хранения данных на SD кар точке памяти (опция), которая может использоваться для копирования программ, а также для хранения данных, проектов и комментариев. Новые функциональные блоки определяют минимум и максимум ве личины, вычисляют ее среднее значение, выполняют функцию секундо мера, с помощью которой, например, может быть измерена продолжи тельность производственного процесса. Оснащение астрономическим временным триггером, который включается/выключается с восхо дом/заходом солнца соответственно, помогает сэкономить энергию в системах освещения, а использование аналогового фильтра минимизи рует влияние помех. О других контроллерах класса ПЛК читайте на с. 16. ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

m3-16-produkt.qxd

24.03.2011

14:09

Page 8

ЗЕРКАЛО РЫНКА продукты и ноу хау

Регулятор двойного назначения Приборы РМ1 производства компании «Регмик» предназначены для автоматического регулирования мощности активной нагрузки или автоматического поддержания температуры совместно с терморегуляторами (например, РД1, РП1 и др.). Для задания мощности на вход прибора подается управляющий сигнал: аналоговое напряжение (0—10 В); аналоговый ток (4—20 мА); цифровой сигнал интерфейса связи RS-485 с протоколом Modbus. Для предотвращения резких перегрузок питающей сети в приборе предусмотрен плавный выход на заданный уровень мощности. При скачкообразном изменении уровня сигнала на управляющем входе прибора мощность в нагрузке возрастает не скачкообразно, а плавно. Время выхода на заданную мощность регулируется в пределах от 0,1 до 60 с, которое задается с помощью ручки на передней панели прибора. Прибор имеет функцию блокировки, позволяющую организовать аварийное или технологическое отключение нагрузки. Входной сигнал «блокировка» запрещает запуск импульсов управления. При его снятии происходит плавный выход на заданный уровень мощности. В качестве источника сигнала «блокировка» могут применяться транзистор n-p-n-типа с открытым коллекторным выходом или контакты кнопки, тумблера, геркона или реле. Режим работы отображается на передней панели прибора и изменяется программным способом. На заводе-изготовителе производится начальная калибровка аналоговых входов с сохранением заводских настроек. Если пользователю необходимы другие значения аналоговых управляющих сигналов, например, 0-5мА или 0-1В, то он сможет самостоятельно откалибровать прибор для минимально и максимального значения входного сигнала.

• • •

Техника безопасности Реле PSR FSP производства компании Phoenix Contact для сис тем промышленной безопасности — промежуточное реле, разрабо танное для применения в системах управления с повышенными требованиями к отказоустойчивости, на объектах промышленной автоматизации. Устройство предназначено для использования в приложениях, соответствующих уровню эксплуатационной безопасности до уровня SIL 3 (SIL — Safety Integrity Level) в соответствии со стандартом МЭК 61508. Реле отвечает требованиям отказоустойчивого контроля и управ ления, совместимо с «проверочным импульсом», который подается на выходы контроля безопас ности PLC или DCS (Distributed Control System — распределенная система управления), и имеет встроенный предохранитель. Устройство имеет ширину 17,5 мм с нормально разомкнутым резер вированным безопасным контактом и нормально замкнутым сигнальным контактом. Максималь ный коммутируемый ток для нормально разомкнутого контакта — 5 А. Встроенный в реле предох ранитель стандарта 5 х 20 мм защищает контакты нагрузки, а разъемные и кодированные клеммы с винтовым или пружинным типом подключения обеспечивают простое подключение.

Автомат-красильщик Окрасочные роботы компании «Дюрр» (Гер мания) обеспечивают возможности мгновен ной смены краски, высокой производственной безопасности и повышения суммарной площа ди окраски поверхности изделий без необхо димости ее финишной доработки. Роботы при меняются в автомобилестроительной и

• • • • •

Питание без перебоев Источники бесперебойного питания Liebert GXT3 производства компании Emer son Network Power мощностью 10 кВА предназначены для обеспечения качествен ного бесперебойного питания критической нагрузки — телекоммуникационного оборудования, в том числе IP телефонии, серверных шкафов с критически важны ми базами данных и приложениями, технологического оборудования и систем промышленной автоматизации. ИБП построены по технологии двойного преобра зования (on line), имеют встроенные байпас, а запас времени автономной работы может наращиваться до необходимой величины увеличением батарейных отсеков. ИБП Liebert GXT3 10000T230 имеют интерфейс подключения к серверам или компьютерам для включения в единую систему мониторинга, оповещения и управления инженер ным оборудованием. Способны передавать информацию о состоянии силовых модулей и батарей, давать сигнал тревоги в случае поломки. Базовые характеристики: коэффициент мощности при номинальном напряжении и полной нагрузке — при одной фазе не мене 0,99, при трех фазах не менее 0,95; перегрузочная способность — 105—130 % (1 мин), 131—150 % (10 с), 151—200 % (1 с); рабочая температура — 0 до 40 °С; относительная влажность — 0—95 % без образования конденсата. О характеристиках различных классов ИБП читайте на с. 19.

• • • •

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

авиакосмической промышленности, в ветро энергетике и производстве железнодорожного оборудования. В Германии установлено свыше 1000 этих роботов, на заводах германских производителей в разных странах мира — бо лее 1100, в Китае — 800. Ассортимент роботов компании «Дюрр» включает: стационарные роботы; роботы, установленные на высоко располо женных шинах; роботы на передвижных осях; роботы манипуляторы для открывания две рей и капота на время внутренней окраски автомобиля; роботы с поворотной рукой для внутренней окраски грузовых автомобилей. Подробнее о роботах читайте на с. 25.

m3-reklama.qxd

24.03.2011

15:51

Page 9

m3-06-scada.qxd

24.03.2011

14:12

Page 10

ТЕМА НОМЕРА АСУ ТП

Центры снижения расходов

Автоматизация систем водоснабжения Снижение потребления топлива и электроэнергии, продление ресурса работы технологического оборудования, уменьшение затрат на эксплуатацию и ремонт — все эти задачи решаются благодаря использованию автоматизированных систем управления и диспетчеризации объектов холодного и горячего водоснабжения Валерий ЛЮСТИК асосные станции и котельные — важнейшие объекты жизнеобеспечения промышленных предприятий, жилых и административных зданий. На них приходится львиная доля затрат энергоносителей в общем потреблении топливно-энергетических ресурсов Украины. Поэтому повышение эффективности и безаварийности их работы весьма ощутимо снижает финансовую нагрузку как на производство, так и на каждого жителя страны. В предлагаемой статье приведены два примера решения этих задач с помощью автоматизированных систем управления и диспетчеризации.

Станция управления насосными агрегатами второго и третьего уровней подъема, разработанная ООО «НТ-Проект» (www.novitech.com.ua, Киев), предназначена для автоматизации управления от двух до шести насосных агрегатов (НА) с асинхронными электродвигателями мощностью до 315 кВт, обеспечивающей поддержание заданного давления воды в магистрали. Станция управления (далее — станция) разработана в двух вариантах: станция управления насосами автоматическая (СУНА) и станция привода насосов (СПН). Система мониторинга и управления, созданная на платформе SCADA/HMI-системы Trace Mode 6, обеспечивает: A N N O TAT I O N

SCADA for water supply and water heating systems

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

• • • •

Техника подачи воды

• сбор информации о состоянии параметров входной и выходной магистрали; • дистанционное управление станциями привода групп НА и сбор информации о состоянии каждого объекта управления; • отображение информации о состоянии объектов на экране

• • • • • •

диспетчерского пункта. Система содержит модули: мониторинга удаленных датчиков давления; управления поворотными затворами и задвижками; управления НА (обеспечивает поддержание заданного давления в магистрали за счет изменения производительности регулируемого насоса и подключения дополнительного насоса). Состав станций: преобразователь частоты (ПЧ) фирмы КЕВ (Германия), включенный в контур регулирования давления, обеспечивает управление производительностью насосов; ПЛК фирмы FATEK (Тайвань) выполняет заданный управляющий алгоритм и управляет ПЧ и группой магнитных пускателей; ПЛК фирмы Brainchild (Тайвань) реализует заданный алгоритм управления (ПИД-регулирования и fuzzy-логики) и имеет электронное табло индикации текущего и заданного значения давления; дроссель (НЧ-фильтр) фирмы КЕВ защищает ПЧ от воздействия изменений параметров питающего напряжения; автоматы защиты сети по количеству блоков управления и насосных агрегатов; группа магнитных пускателей силовой коммутации с тепловыми реле защиты электродвигателей насосов; выносной датчик давления;

m3-06-scada.qxd

24.03.2011

14:00

Page 11

ТЕМА НОМЕРА АСУ ТП

• датчики-реле давления.

Режимы работы — автоматический, резервный 1, резервный 2 и ручной. В автоматическом режиме станция выполняет функции: определения количества работающих НА; частотного регулирования последним из включенных НА для точного поддержания давления, а также для снижения гидроударов в магистрали и бросков тока в сети; перехода на уставку по давлению для ночного режима (ночью система управления позволяет снижать давление в точке регулирования при обеспечении необходимого давления в общей магистрали); расчета времени включения дополнительного насоса в зависимости от уровня давления в магистрали; перехода в релейный режим в зависимости от состояния ПЧ и датчика. Станция может работать с различными типами датчиков (давления, расхода, температуры) с выходами по току или напряжению и имеет два гальванически развязанных входа, что позволяет производить регулирование по разности их показаний. Настройка станции на параметры трубопроводных линий производится с лицевой панели шкафа управления изменением параметров цифрового измерительного контроллера. Алгоритм включения дополнительных насосов. Перед включением каждого последующего насоса регулируемый НА выводится на полную производительность, после чего из состояния вращения переключается напрямую к питающей сети. После переключения насоса ПЧ производит плавный запуск следующего по приоритету разрешенного для работы насоса. Алгоритм отключения насосов. Отключение НА производится в обратной последовательности. Регулируемый насос переводится в режим минимальной производительности и отключается от преобразователя. Предыдущий НА, работающий напрямую от сети, отключается от нее и в режиме самовращения подключается к выходу ПЧ. При этом режим модуляции ПЧ включается на той частоте вращения двигателя насосного агрегата, которая обеспечивает поддержание заданного давления в магистрали (режим автоподхвата вращающегося двигателя. Подключение и отключение дополнительных НА, реализованные в станции управления, сводят к минимуму гидроудары в магистрали. Станция имеет возможность настройки на параметры двух типов трубопроводных линий: «длинные» линии, с которыми, как правило, работают станции второго и третьего уровней подъема. Такие линии имеют большую протяженность, которая определяет длительное время переходных процессов, и для них характерно наличие длиннопериодических волновых колебаний. При работе с «длинными» линиями станция имеет пониженную чувствительность к таким колебаниям и, как следствие, увеличенное время реакции на изменение параметров давления. Настройка на «длинные» линии позволяет избежать «раскачки» станции при возникновении длиннопериодических колебаний в трубопроводе («прямая» и «обратная» волна); «короткие» линии, с которыми работают станции третьего и четвертого уровней подъема, используемые на подкачке в непосредственной близости от потребителя (дом, технологический объект). В этом режиме система имеет повышенную чувствительность к изменению давления, то есть короткое время реакции на управляющий сигнал. Станция производит контроль состояния НА по следующим параметрам:

• • • • •

•

• увеличение потребляемого электродвигателем тока выше установленного значения; • снижение потребляемого тока ниже задаваемого значения (холостой ход электродвигателя — опция); • отсутствие перепада давления на НА;

Станция автоматически контролирует входную и выходную магистраль, а также осуществляет защиту от обрыва датчика с одновременной индикацией этого состояния. Контроль входной магистрали реализуется по командам датчика-реле давления с целью исключения сухого хода НА, то есть работы системы от подающей магистрали с давлением ниже установленного. Контроль выходной магистрали осуществляется по временному интервалу работы всех НА на максимальном режиме и по уровню давления ниже заданного. Для равномерной выработки ресурса НА станция автоматически осуществляет их чередование, то есть через заданный промежуток времени начало отсчета насосов сдвигается в сторону увеличения их порядкового номера. При отказе ПЧ станция автоматически переходит в резервный режим, заданный оператором перед включением станции. В резервном режиме 1 включается на постоянную работу от сети только один НА. В резервном режиме 2 производится поддержание величины заданного давления регулированием количества подключаемых насосов. Включение НА производится релейно-управляющим контроллером по командам программируемого измерительного контроллера без участия ПЧ. В этом режиме также один раз в трое суток производится изменение порядка чередования работы НА. Таким образом, станция имеет дополнительный резервный канал управления, что повышает ее надежность. В резервных режимах 1 и 2 станция производит контроль входной магистрали, а в резервном режиме 2 — контроль выходной магистрали и состояния датчика. В этих режимах также может производиться управление электроприводами задвижек, которые открываются после запуска НА и закрываются перед его остановом. Информация об открытии и закрытии задвижек снимается с «сухих контактов» концевых выключателей. Станция обеспечивает: экономию потребления электроэнергии (50—65 %) и воды; ограничение пусковых токов в сети; увеличение ресурса электродвигателей насосов; исключение гидроударов в магистрали, уменьшение количества аварий и связанных с ними потерь;

• • • •

•

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

m3-06-scada.qxd

24.03.2011

14:00

Page 12

ТЕМА НОМЕРА АСУ ТП

• уменьшение количества дежурного и ремонтного персонала; • плавный пуск НА при их последовательном включении; • частотное регулирование каждым насосным агрегатом; • безударное подключение НА к сети из состояния вращения; • автоподхват вращающегося НА в режиме последовательно• • • • • • • • • • • • • • • • •

го отключения насосов на частоте вращения, необходимой для поддержания давления; подключение дополнительного насосного агрегата в зависимости от давления в магистрали, отключение — по сигналу ПИД-регулятора; релейный режим работы обеспечивает функцию поддержания заданного давления при отказе ПЧ (две станции — частотная и релейная в одной); оригинальный алгоритм контроля работоспособности НА исключает их ложную браковку, а также отказ ПЧ из-за отказа нагрузки; расчетное время подключения и отключения дополнительных насосных агрегатов в зависимости от величины текущего давления (опция); уставка ночного режима; возможность задания до 20 уставок по давлению для дневного режима (опция); возможность коррекции величины заданного давления по сигналам датчика, установленного в контрольной точке (опция); возможность настройки на параметры «длинных» и «коротких» линий трубопроводов; наличие входного дросселя (НЧ-фильтр); распределенная структура построения системы обеспечивает функциональное резервирование, а также возможность работы с различными ПЧ без изменения программного обеспечения; цифровая индикация значений текущего и заданного давления; наличие двух гальванически развязанных входов для подключения аналоговых датчиков предоставляет возможность работы по разности давлений; возможность реализации системы мониторинга и дистанционного управления в управляющем контроллере; возможность непосредственного мониторинга и управления станцией по интерфейсу RS232; учет электромагнитной совместимости работы оборудования; считывание информации о регистрируемых двумя датчиками параметрах в цифровом виде по интерфейсу RS485 в систему мониторинга верхнего уровня; регулируемое по температуре включение и отключение вентилятора обдува НА.

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

Сотовый мониторинг Компания «ТермоКИПконтрол» (www.termokip.com.ua, Киев) разработала и ввела в эксплуатацию в ЗАО «Горловкатеплосеть» систему удаленного мониторинга группы котельных с использованием GSM-канала связи, основными функциями которой являются: оповещение обслуживающего персонала о возникновении аварийных и предаварийных ситуаций на объекте путем передачи SMS-сообщений на мобильные телефоны; отправка SMS-сообщений о состоянии дискретных и аналоговых параметров объекта по запросу с мобильного телефона; обеспечение удаленного сбора данных с каждого объекта для ведения архива. При выборе технических средств и ПО разработчики учитывали следующие факторы: наличие отработанного ПО и удобного интерфейса для использования GSM-каналов связи; доступность логики ПЛК для коррекции на разных уровнях (оператор, наладчик, программист, разработчик), что особенно важно при наладке и переходе с зимнего на летний режимы и обратно; возможность визуализации и изменения параметров и настроек с помощью дисплеев и кнопок контроллеров на объекте; возможность наращивания информационной мощности системы без приобретения дополнительного оборудования (только за счет использования более совершенного ПО); надежность и рациональное соотношение цена/качество оборудования и ПО; присутствие на рынке Украины поставщика оборудования и ПО с должным уровнем технической поддержки; возможность подключения теплосчетчиков Danfoss типа Sonometer2000 к контроллерам; неравномерность финансирования работ и ограниченный срок внедрения первой очереди. В итоге в качестве технической платформы системы диспетчеризации были выбраны контроллеры Unitronis M91-2-R1 и V120-22-R1 Vision и терминальные модемы Siemens TC35iT и MC35iT, которые удовлетворяют всем указанным требованиям. Использование контроллеров Unitronics предопределяет применение на верхнем уровне (на диспетчерском пункте) SCADA/HMI-системы InTouch v.9.5 (производитель — компания Wonderware) и шлюза GSM-control SMS Gateway (Klinkmann). Такая конфигурация позволяет создать автоматическую систему сбора и архивирования данных в режиме SMS-сообщений. Однако ее использование экономически обосновано при подключении десяти и более удаленных объектов, а на

• • • • • • • • • • •

m3-06-scada.qxd

24.03.2011

16:04

Page 13

ТЕМА НОМЕРА АСУ ТП СПРАВКА

Визуальное отображение технологических процессов Операторская панель для жестких условий эксплуатации RX751 компании Horner разработана на базе высококонтрастного TFT QVGA-дисплея (LCD-экран с подсветкой) с диагональю 5,7’, разрешением 320х240 и возможностью

воспроизведения палитры, состоящей из 32 768 оттенков цветов. Встроенный программируемый логический контроллер позволяет обрабатывать логику со скоростью 0,2 мс/1 Кб инструкций и имеет функции работы с плавающей запятой, ПИД-регулирования и работы со строковыми значениями. Ethernet-порт предоставляет возможность удаленного программирования и доступа к данным, хостинга htmlстраниц и ftp-обмена файлами. Карта памяти MicroSD объемом до 2 ГБ обеспечивает хранение как программного обеспечения, так и технологических данных. Панель RX751 помещена в металлический корпус и предназначена для рабо-

первом этапе проекта осуществлялся мониторинг двух котельных и сбор данных осуществлялся в ручном режиме с помощью бесплатной утилиты Remote Access и дозвона по GSM-каналу. В качестве датчиков температуры в системе используются устройства ТСМУ-001 и ТСМУ-002 с выходом 4—20 мА производства компании «Регмик» (www.regmik.com, Равнополье, Черниговской обл.) а для их питания — блоки стабилизированного питания фирмы «Микрол» (www.microl.com.ua, ИваноФранковск). При возникновении аварийных ситуаций система мониторинга передает SMS-сообщения на шесть мобильных телефонов обслуживающего персонала, причем SMS-сообщения становятся в очередь при двух и более аварийных ситуациях. При запросе с мобильного телефона по команде, например, Test, в ответ приходит SMS-сообщение о состоянии пяти аналоговых и восьми дискретных переменных. Для параметра «Дверь» используется пароль «для своих». Контролируемые системой дискретные параметры: дверь котельной, «Авария» при состоянии «Дверь открыта»; содержание метана, «Авария» при состоянии «Метан выше нормы»; электроэнергия, «Авария» при состоянии «Отсутствие электроэнергии» (при отключении электросети подключается источник бесперебойного питания); котел №1 (работа, останов); котел №2 (работа, останов); насос №1 (работа, останов); насос №2 (работа, останов); пожар в котельной, «Пожар». Контролируемые системой аналоговые параметры: температура на входе в котельную 0—100 °С (4—20 мА), «Авария» при t < 30 °С; температура на выходе из котельной 0—100 °С (4—20 мА), «Авария» при t >95 °С; давление воды «подача общая» 0— +10 бар (4—20 мА), «Авария» при p < 1,8 бар; давление воды «обратка общая» 0— +10 бар (4—20 мА), «Авария» при p < 0,9 бар;

• • • • • • • • • • • •

ты в условиях высоких ударных и вибрационных нагрузок Характеристики: ресурс экрана — 40 000 час; пять программируемых и одна системная клавиши рассчитаны на 30 млн нажатий; коммуникационные порты — два порта RS232/RS485, Ethernet- и USB-порты; расширение памяти — карта MicroSD; питание — 10—30 В постоянного тока (потребляемый ток — 0,8 А при 24 В, 2 А при 10 В); габариты — 151x195x61 мм; степень защиты — NEMA 4X, IP66; рабочий диапазон температур — -30 — +60 °С; влажность 5—95 % (без конденсата).

• • • • • • • • •

• давление воды «подача Д/С» 0— +10 бар (4—20 мА), «Авария» при p < 1,8 бар; • давление воды «обратка Д/С» 0— +10 бар (4—20 мА), «Авария» при p при < 0,9 бар; • давление воды «подача Ж/Д» 0— +10 бар (4—20 мА), «Авария» при p < 1,8 бар; • давление воды «обратка Ж/Д» 0— +10 бар (4—20 мА), «Авария» при p < 0,9 бар; • давление газа в котельной 0— +6 кПа (4—20 мА), «Авария»

при p < 0,7 кПа. Уставки аварийных пределов можно менять на объекте или удаленно по GSM-каналу в режиме дозвона из «Remote Access» (Д/С — детский сад, Ж/Д — жилой дом). Подключение двух теплосчетчиков Danfoss типа Sonometer 2000 (вычислитель Infocal 5 OS) осуществляется с помощью платы расширения 087H0110 и подачи импульсов по тепловой энергии на счетные входы контроллера V12022-R1. Один импульс соответствует 0,01 Гкал, а период следования импульсов таков, что можно подавать сигнал на любой дискретный вход контроллера с учетом n-p-n-выхода платы расширения (все дискретные входы контроллера ком& мутируют «минус»).Д&Т

Опиливание

Циклевание

Полировка

Торцевание

RENZ Многофункциональные электроинструменты Для всех видов шлифовки (от шерохования до полировки). Удобные сменные насадки для опиливания, полировки и шлифовки. Длина хода от 0 до 20 мм RENZ EIRO, Apparatebau und Vertrieb Postfach 11 04, 73258 Reichenbach/Fils, Germany Teл. +49 71 53/5 11 44, Факс +49 71 53/5 49 73 Internet: www.renz eiro.de, e mail: info@renz eiro.de

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

m3-07-drive.qxd

24.03.2011

17:26

Page 14

ТЕМА НОМЕРА компоненты электропривода

Разделение труда

Приводные контроллеры Принцип разделения труда сыграл в истории человеческого общества выдающуюся роль. Благодаря ему удалось обеспечить повышение производительности ручного труда, а в последнее столетие он стал концептуальной основой создания средств автоматизации производственных процессов. Какие выгоды сулит применение этого принципа в «нечеловеческой среде» автоматизированных систем управления? Сергей МЕЛЬНИЧЕНКО ольшинство разработчиков систем управления технологическими процессами, как правило, стараются решить все задачи на верхнем уровне центрального контроллера или промышленного компьютера. Но ряд задач можно делегировать на более низкий уровень управления, например,

A N N O TAT I O N

Controllers for electric drive systems

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

на преобразователи частоты (ПЧ), управляющие двигателями какого-то узла оборудования, поскольку современные ПЧ обладают достаточным уровнем «интеллекта» для решения сложных задач управления электроприводными системами. Обычно это собственно приводные задачи, например, стабилизация скорости и синхронизация нескольких приводов (как по скорости, так и по положению), а также задачи позиционирования. Такой «перенос ответственности» позволяет разгрузить главный кон-

троллер от специфических задач, которые на уровне приводного преобразователя решаются проще и эффективнее. Например, внешний контроллер в этом случае может выполнять функцию «надсмотрщика» верхнего уровня управления — дать команду на начало работы программы (например, позиционирование в определенной точке) и следить за ее выполнением. Кроме того, в ряде задач можно отказаться от контроллера верхнего уровня вообще, существенно снизив затраты на управляющее оборудование и средства ком-

m3-07-drive.qxd

24.03.2011

17:26

Page 15

ТЕМА НОМЕРА компоненты электропривода муникации между контроллером и преобразователем. На примере преобразователей SEW-EURODRIVE можно выделить два возможных уровня управления: встроенная в преобразователи серии MOVITRAC и MOVIDRIVE система программирования IPOS позволяет им выполнять ряд функций контрол-

•

контроллер от решения приводных задач. MOVI-PLC может устанавливаться как модуль в преобразователи MOVITRAC и MOVIDRIVE или как отдельный модуль. Контроллер MOVI-PLC может управлять несколькими осями приводов MOVIDRIVE, связанными между собой по внутренней шине S-Bus, без применения

Использование в приводных контроллерах готовых программных технологических модулей позволяет вместо программирования выполнять их пара метрирование для большинства задач автоматизации

•

лера. Несложный набор специальных команд дает возможность организовать циклическую обработку текущей информации привода и внешних команд, контроль состояния входов и выходов, позиционирование привода, выдержки времени и т. п.; полноценный контроллер MOVI-PLC со стандартным языком программирования позволяет решать достаточно сложные задачи управления без использования внешних контроллеров или разгрузить внешний

дорогостоящих коммуникационных модулей промышленных шин (Profibus, CANopen и др.) Наличие в IPOS и MOVI-PLC большой библиотеки готовых программ управления приводом позволяет существенно сократить расходы на разработку программ управления. Кроме того, использование готовых программных технологических модулей позволяет выполнять вместо программирования параметрирование, то есть ввод параметров процесса в диалоговом окне и

использование встроенных средств отладки и визуализации, например, для следующих типовых задач привода: позиционирование для механизмов с линейным перемещением; «летучая пила»; позиционирование для поворотных механизмов; мерная подача «бесконечного» материала; «электронный кулачок»; внутренняя синхронизация; намотка/размотка с постоянным натяжением. Таким образом, если в АСУ ТП, включающей электроприводные системы, решение задач, связанных с их управлением, выполняют приводные контроллеры, это позволяет: разгрузить контроллер верхнего уровня, благодаря чему может быть повышена его производительность; упростить и, соответственно, ускорить наладку АСУ приводами (при этом оператор может не иметь навыков программирования); в ряде случаев появляется возможность исключения из структуры управления контроллера верхнего & уровня.Д&Т

• • • • • • •

• • •

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

m3-08-plc.qxd

24.03.2011

14:15

Page 16

ТЕМА НОМЕРА техническая платформа АСУ ТП

Ключевое звено Программируемые логические контроллеры Применение средств автоматизации технологических процессов, напрямую влияющее на сокращение издержек и повышение качества продукции — ключевое звено развития промышленного производства Дмитрий ЛИСИЦКИЙ

Открытые протоколы и стандартизация отдельных компонентов стирают различия между категориями ПЛК и даже между изделиями разных марок. Это позволяет собирать управляющие комплексы на базе микропроцессоров нового поколения из модулей разных производителей. Ниже представлены краткие описания ПЛК различной целевой направленности овременное производственное предприятие наряду с полностью автоматизированными или роботизированными линиями также включает в себя отдельные автономные и полуавтономные участки — станки с ЧПУ, транспортные системы, системы блокировки и аварийной защиты, подачи воды и воздуха, очистные сооружения, погрузочноразгрузочные и складские терминалы и т. п. Функции автоматизированного управления для всех этих и других агрегатов (технологических и обслуживающих производство) выполняют программно-технические комплексы (ПТК), содержащие средства измерения и контроля и исполнительные механизмы, управляемые промышленными компьютерами с помощью специализированного ПО или программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), объединенными в сеть. Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) объединяют различные объекты и устройства, локальные и удаленные, в единый комплекс и позволяют контролировать и программировать их работу как в целом, так и по отдельности с помощью SCADA-систем. Этим обеспечиваются максимальная эффективность и безопасность производства, возможность оперативной наладки и переналадки, учет и планирование показателей операционной деятельности, оптимизация бизнес-процессов. В настоящее время все более широкое распространение в промышленной автоматизации получают своего рода «тандемные решения» — ПЛК, связанные с персональным компьютером (естественно, в индустриальном исполнении). Применяемые в таких системах программируемые логические контроллеры называют ПК-совместимыми (в англоязычной технической литературе они обозначаются как PC-based PLC).

A N N O TAT I O N

Programmable logic controllers for industrial automation systems

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

Микроразмеры — макровозможности ПЛК торговой марки Allen-Bradley производства компании Rockwell Automation — одного из мировых лидеров на рынке промышленной автоматизации — отличаются высокой надежностью (наработка на отказ — до 400 тыс. часов), широким спектром процессорных модулей и модулей ввода/вывода, сетевых и коммуникационных интерфейсов, обеспечивающих поддержку практически любого набора индустриальных сетей (DeviceNet, ProfiBus, DH485, DH+, ControlNet, Ethernet и др.) и использующих для связи кабельные линии или радиоканал. Серия контроллеров MicroLogix предназначена для автоматизации промышленных систем малых и средних размеров. Помимо встроенных каналов аналогового и цифрового ввода/вывода, в них предоставляется возможность использования аналоговых и цифровых модулей расширения. Эти устройства оснащены последовательным интерфейсом RS-232 для связи с компьютерами для программирования или подключения работающего контроллера к SCADA-системам. Программирование их осуществляется в среде RSLOGIX 500 Starter под операционной системой Windows. Модели MicroLogix 1100 совмещают в себе все особенности, присущие компактным контроллерам: Ethernet/IP-коммуникации, онлайн-редактирование, встроенный жидкокристаллический дисплей и широкий спектр устройств ввода/вывода. Основные возможности ПЛК MicroLogix 1100: встроенный порт 10/100 Mб/с Ethernet/IP обеспечивает высокоскоростную связь между контроллерами и возможность получать к ним доступ, следить за их работой и программировать их из любого места, где есть подключение к Ethernet-сети; возможность редактирования онлайн позволяет вносить изменения в программу, которые могут быть сделаны, когда она запущена, благодаря чему можно производить тонкую настройку системы, включая контур обратной связи с

m3-08-plc.qxd

24.03.2011

14:15

Page 17

ТЕМА НОМЕРА техническая платформа АСУ ТП ПИД-регулятором, что не только сокращает время разработки, но и помогает находить неисправности; встроенный веб-сервер обеспечивает отображение на вебстранице любых данных из контроллера; порт RS-232/RS-485 реализует связь по различным сетевым протоколам; встроенный жидкокристаллический дисплей позволяет просматривать данные в контроллере, модифицировать их и взаимодействовать с управляющей программой (на дисплее отображается состояние встроенного цифрового ввода/вывода и функций контроллера). Сервисные компоненты ПЛК MicroLogix 1100: один встроенный высокоскоростной счетчик 40 кГц (в контроллерах с цифровыми входами); два высокоскоростных 40 кГц PTO/PWM (в контроллерах с цифровыми выходами); два встроенных аналоговых входа (0—10 В, разрешение 10 бит); простой операторский интерфейс для отображения сообщений и входов bit/integer. MicroLogix 1100 также поддерживает расширение ввода/вывода: можно добавить до четырех модулей 1762-I/O, которые также могут использоваться с ПЛК MicroLogix 1200, расширяя таким образом количество цифровых каналов ввода/вывода до 80.

Встраиваемые устройства Контроллеры ICP-DAS — это PC-совместимые недорогие и простые в эксплуатации устройства в модульном исполнении. Модели ICP CON выполнены на базе процессора 80188 с тактовой частотой 40 МГц, имеют DOS-совместимую операционную систему MiniOS7, ОЗУ с объемом памяти до 512 КБ и до 512 КБ флеш-памяти для хранения пользовательских программ. ICP CON содержат четырех- или восьмислотовую внутреннюю пассивную шину для подключения модулей ввода/вывода. В устройствах поддерживаются коммуникационные интерфейсы RS-232, RS-422, Ethernet, CAN. ПЛК WIN CON имеют большую вычислительную мощность (благодаря использованию в них RISC-процессора Intel StrongARM с тактовой частототй 206 МГц, ОЗУ с объемом памяти 64 МБ, 32 МБ флеш-памяти), а также установленную операционную систему Windows CE.Net. Наличие в них портов PS/2 и интерфейса VGA позволяет выполнять разработку, отладку и тестирование программ непосредственно на самом устройстве. Эти контроллеры имеют встроенную поддержку протоколов Modbus и OPC для связи с контроллерами других производителей и SCADA-системами. Основные возможности ПЛК WIN CON: 4 КБ слов памяти для пользовательских программ и 4 КБ слов для пользовательских данных; до 128 КБ для журналирования данных и 64 КБ для рецептов; поддержка электронной почты; поддержка сообщений CIP. Для небольших приложений встроенное в ПЛК устройство ввода/вывода может обеспечить необходимые требования. В контроллере имеется 10 цифровых входов, шесть цифровых выходов и два аналоговых входа, а также возможность добавлять цифровые, аналоговые и RTD-модули и модули термопар для использования их в разрабатываемых приложениях. В ПЛК с аналоговыми входами установлен высокоскоростной счетчик, а в контроллере с аналоговым выходом — два выхода PTO/PWM (pulse train outputs и pulse width modulated), что обеспечивает простые возможности управления движением.

Универсальные коммуникаторы Коммуникационные контроллеры UC-7400 компании MOXA Technologies (Тайвань) предназначены для организации взаимодействия оборудования, имеющего различные интерфейсы связи, и используются для преобразования протоколов, предоставления удаленного консольного доступа, учета и обработки событий сети, реализации механизмов сетевой безопасности. Функционально коммуникаторы предоставляют собой компьютеры с предустановленной ОС Embedded Linux. Загрузка и отладка программ производится через telnet-консоль или RS-232. Программирование UC-7400 для решения конкретных задач осуществляется при помощи языков C/C++. Для хранения пользовательских программ предусмотрен встроенный флеш-диск с объемом памяти 2 МБ (возможна установка CompactFlash для увеличения дискового пространства). Поддерживает коммуникационные интерфейсы RS-232/422/485, USB 2.0, PCMCIA. В качестве HMI-интерфейса имеются ЖКИ-дисплей и мембранная клавиатура.

Защищенные контроллеры Семейство контроллеров SIXNET не обладает PC-совместимой архитектурой и предназначено для создания масштабируемых распределенных систем управления с возможностью резервирования как управляющих компьютеров, так и модулей ввода/вывода и сетевых шин. Системы на базе SIXNET отличает высокая надежность и способность выполнять свои функции в самых жестких промышленных условиях. Контроллеры имеют интерфейсы RS-232, RS-485, Ethernet и шину SixTRAK для подключения модулей ввода/вывода. При программировании контроллеров могут использоваться языки стандарта IEC 1131-3. Контроллеры SixTRAK построены на базе RISC-процессора Motorola с тактовой частотой 40 МГц. Модель SixTRAK IPm имеет встроенную ОС Linux, которая предоставляет пользователю возможность применять контроллер как полноценную Ethernet/Intranet рабочую станцию и программировать его не только с помощью ISaGRAF, но и на языке C/C++. Наличие в контроллере ПО для веб-сервера позволяет использовать его и в качестве клиента, и как сервер Internet.

Сервисы для разработчика ПЛК линейки Series 90-30 — семейство контроллеров, систем ввода/вывода и специальных модулей, выпускаемых компанией GE Fanuc для решения различных промышленных задач. Они построены с использованием единой централизованной структуры управления и имеют модульную конструкцию. Одним из факторов, обеспечивших широкое применение этих ПЛК, является большое разнообразие дискретных и аналого-

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

m3-08-plc.qxd

24.03.2011

14:15

Page 18

ТЕМА НОМЕРА техническая платформа АСУ ТП вых модулей ввода/вывода (более 100 устройств), а также специальных модулей. Для систем начального уровня с небольшим количеством каналов ввода/вывода центральный процессор (ЦП) встраивается в базовую плату (при этом все слоты остаются свободными). Модели ЦП среднего уровня — модульные устройства с различным объемом памяти и техническими характеристиками, обладающие расширенными функциональными возможностями. ЦП построены на базе процессора 386EX, что обеспечивает высокую скорость вычислений и производительность. Поддерживаются полевые шины и сети Ethernet, Genius, Profibus-DP, DeviceNet, Interbus-S, CsCAN. Для программирования ПЛК Series 90-30 используется ПО BC646MPS001 (Logic Developer — PLC Standard). Блок батарей обеспечивает резервное питание ОЗУ Series 90-30 длительностью до 75 месяцев. Модули питания устанавливаются в базовую плату подобно устройствам ввода/вывода. Все версии обеспечивают автоматическую настройку напряжения, что устраняет необходимость устанавливать перемычки на разные уровни входной мощности. Эти приборы также ограничивают ток короткого замыкания, при котором происходит выключение модуля питания во избежание повреждения оборудования. Среди других характеристик и элементов — усовершенствованная система диагностики и настраиваемый выключатель с плавким предохранителем. ПЛК Series 90-30 характеризуются разнообразием функций связи для распределенного управления и/или ввода/вывода. При этом разработчику предоставляются на выбор модули Ethernet EGD, Profibus-DP, Genius, DeviceNet, Interbus-S, Series 90 Protocol (SNP) и Modbus RTU. Эти устройства легко устанавливаются и быстро конфигурируются с поддержкой диагностики шины.

ПЛК с человеко-машинным интерфейсом Контроллеры серии М90/М91 производства компании Unitronics оснащены текстовым дисплеем и клавиатурой. В системе логики М90/М91 встроены функции обмена данных и связи (GSM/SMS, GSM-data, проводные модемы, шина CAN и Modbus). В дополнение к базовым функциям ПЛК осуществляют таймерное управление, ПИД-регулирование, привязку и сбор данных, а также имеют часы реального времени и быстродействующий счетчик. СПРАВКА

Главные позиции выбора ПЛК При выборе программируемого логического контроллера необходимо учитывать следующие факторы: характер применения (автономно, в качестве станции в распределенной сети, в качестве удаленной станции); функциональное назначение (ПИД-регулирование, управление системами тепло- и водоснабжения, измерение и счет данных, терморегулирование, аварийная защита и блокировка и т. д.); количество входов/выходов (цифровых и аналоговых); требуемая скорость передачи данных; наличие автономного счетчика времени; условия регистрации и хранения данных; возможность самодиагностики; требования к панели оператора; язык программирования; интерфейс; физические каналы связи (проводной, беспроводной); режим и условия эксплуатации.

• • • • • • • • • • • •

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

Устройства серии VersaMax производства компании GE Fanuc в качестве ПЛК, модулей ввода/вывода и как элементы распределенной системы управления Логические схемы М90/М91 подходят для использования как на отдельных небольших объектах, так и в составе крупных автоматических приложений на основе сетей мобильной связи и/или полевой шины. Наиболее популярной является модель М90-19-В1А. Несмотря на отсутствие в ней возможности расширения входов/выходов, вполне достаточно десяти дискретных входов (в том числе два входа под счетчик или энкодер), одного аналогового и шести релейных выходов для реализации простых задач управления. Наличие простого и удобного интерфейса для программирования задач GSM-связи, возможность программирования до 80 дисплеев для создания узкопрофильного контроллера с разным уровнем доступа для обслуживающего персонала (уровень «Оператор», уровень «Наладчик», уровень «Разработчик»), свободное программирование клавиш — все это позволяет считать М90-19-В1А оптимальным решением для управления и мониторинга необслуживаемых объектов автоматизации. В комплект поставки этой модели программируемого логического контроллера входит специализированное ПО. Контроллеры серии Vision (V) оснащены графическим терминалом и клавиатурой. В устройствах содержится от 17 до 50 внутренних цифровых и/или аналоговых вводов/выводов, существует возможность расширения до 160 входов/выходов посредством внешних модулей ввода/вывода. В дополнение к логическим функциям М90 (GSM/SMS, GSM-data, проводные модемы, шина CAN и шина Modbus), контроллеры серии Vision снабжены интерфейсами Ethernet и GPRS, предоставляют возможность организации множества программируемых последовательных портов ввода/вывода для подключения различных измерительных приборов, имеют 24 контура ПИД-регулирования, внутреннюю оперативную память данных 120 кБ/RAM и 64 кБ/Flash. Возможности контроллеров: 2 pnp/npn счетных входа — шифраторы углового положения/высокоскоростные счетчики/частотомеры (10 кГц); 2 pnp/npn высокоскоростных выхода с широтно-импульсной модуляцией для управления шаговым двигателем или работы в режиме ПИД (50 кГц (для npn-выходов)); привязка до 150 изображений/сообщений к каждой переменной; отображение до 16 переменных на экране; отображение графической информации с использованием «Библиотеки изображений»; диагностика через операторскую панель; возможность создания и импорта любого изображения; встроенная поддержка модема для передачи SMS-сообщений; использование гистограммы для отображения информации в реальном масштабе времени. Устройства серии Vision в широкомасштабных сетях соединяются посредством Ethernet- и GPRS-каналов с различны& ми диспетчерскими системами и системами отчетности.Д&Т

m3-10-ups.qxd

24.03.2011

16:28

Page 19

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ электроснабжение производства

Требуется синусоида! Источники бесперебойного питания Применение новых технологий в архитектуре ИБП привело к появлению на рынке продуктов с повышенными потребительскими характеристиками и свойствами Александр ТЕПЛОВ роблемы из-за сбоев в электропитании в офисе, конечно, неприятны и в результате могут привести к материальным потерям. Но они несравнимы с последствиями, которые могут возникнуть при исчезновении электропитания на промышленных объектах, где речь может идти не только о многомиллионных убытках, но и человеческих жизнях. По данным энергоаудита промышленных предприятий в странах Европейского союза, проведенного в 2009 году информационным центром Leonardo Power Quality Initiative (LPQI, «Леонардо «Инициатива качества электропитания», www.leonardo-energy.org), суммарные финансовые потери в Европе, обусловленные провалами напряжения и кратковременными сбоями электропитания, составили около 85 млрд евро. В том, что на отечественных промышленных предприятиях качество электричества оставляет желать лучшего, у энергетиков нет сомнений. А значит, и при введении в эксплуатацию нового технологического оборудования необходимо знать, как оно может повлиять на «порядок в сети», и принять упреждающие меры по компенсации вносимого им вредного влияния на сеть. Одним из самых распространенных решений по исключению различного вида помех и сбоев в электропитания, как известно, является использование источников бесперебойного питания (ИБП). В ИБП в настоящее время используется семь разновидностей входных схем с различными коэффициентами нелинейных искажений (КНИ) потребляемого из сети тока: шестиполупериодный выпрямитель (КНИ — 28—30 %); шестиполупериодный выпрямитель с фильтром (КНИ — от 8 до 15 %);

• двенадцатиполупериодный выпрямитель (КНИ — 10—12 %); • двенадцатиполупериодный выпрямитель с фильтром (КНИ — от 5 до 7 %); • активный выпрямитель (КНИ — 2—6 %); • выпрямитель с технологией преобразования напряжения Booster (КНИ —8—12 %); • активный фильтр (КНИ — 3—10 %).

Очевидно, что чем совершенней технология преобразования напряжения с точки зрения воздействия выпрямителя на сеть и, в конечном счете, на других потребителей, тем дороже ИБП, в котором она использована. Но за поддержание качества электричества в сети на должном уровне, безусловно, доплатить стоит. В противном случае, обеспечивая защиту ответственного потребителя с помощью ИБП, вносящего в сеть дополнительные к уже существующим в ней гармонические составляющие, можно вызвать цепную реакцию отказов и даже выход из строя другого электрооборудования. Источники бесперебойного питания Socomec Green Power производства французской компании Socomec Sicon UPS обеспечивают практически чистое синусоидальное (THDU < 2,5 %) ста-

• •

A N N O TAT I O N

Uninterruptible Power Supply for industrial applications

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

m3-10-ups.qxd

24.03.2011

14:18

Page 20

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ электроснабжение производства

Путь к надежности

СПРАВКА

Международная классификация ИБП В стандарте международной электротехнической комиссии (МЭК) IEC 62040 3 приведены требования к источникам бесперебойного питания, их архитектуре и режимам работы. Согласно классификации МЭК первые символы определяют выходные характеристики ИБП в режиме обычной работы: VFI (Voltage Frequency Independent) — выходные параметры ИБП не за висят от входного напряжения и частоты; VFD (Voltage Frequency Dependent) — выходные параметры ИБП напря мую зависят от входного напряжения и частоты; VI (Voltage Independent) — выходные параметры ИБП напрямую зависят только от частоты. Вторая характеристика — форма волны на выходе (первая буква — обычный или байпасный режим, вторая буква — режим работы от аккумуляторных батарей): S — чистая синусоида; X — искаженная синусоида; Y — несинусоидальная форма волны — трапеция, меандр и т. д. Третья группа показателей — динамические характеристики выходно го напряжения при различных режимах работы: 1 — класс 1 — перерывы в питании отсут ствуют; 2 — класс 2 — перерывы в питании не более 1 мс; 3 — класс 3 — перерывы в питании не более 10 мс.

• • • • • • • • •

Основная цель использования ИБП заключается в обеспечении подключенного к нему оборудования автономным электроснабжением с тем, чтобы нагрузка не подвергалась воздействию случайных кратких или длительных отключений электропитания. Характеристики ИБП Socomec Green Power на выходе: в случае изменения режимов работы (нормальный, байпасный, с использованием аккумуляторных батарей) — неизменны, без прерываний и нулевого напряжения (класс 1); в условиях изменения нагрузки — неизменны, без прерываний и нулевого напряжения (класс 1); в условиях изменения нелинейной нагрузки — неизменны, без прерываний и нулевого напряжения (класс 1). Максимально полную защиту потребителей и непрерывность электропитания в настоящее время обеспечивают ИБП с технологией двойного преобразования, соответствующие классификации VFI-SS-111. ИБП Socomec соответствуют нормативным требованиям стандарта Международной электротехнической комиссии IEC 62040-3 и обеспечивают безопасность и непрерывность качественного электропитания.

• • •

Новый накопитель бильное напряжение с погрешностью не более ±1 % и коэффициент мощности не менее 0,99. Архитектура класса on-line с двойным преобразованием VFISS-111, применяемая в ИБП Socomec Green Power, обеспечивает отсутствие влияния изменения параметров входной сети на качество генерируемой электроэнергии. При этом стабильность параметров обеспечивается даже при работе с «неудобными нагрузками» — стопроцентно нелинейными и стопроцентно разбалансированными. Архитектура двойного преобразования исключает попадание вредных гармоник во входную сеть, уменьшая общее потребление тока и снижая затраты на электроэнергию. Socomec Green Power имеет минимальные потери и обладает КПД — 96 % в режиме полной защиты онлайн. Совокупность этих потребительских качеств превращают ИБП в инструмент для внедрения энергосберегающих мероприятий.

Производители ИБП вынуждены мириться с недостатками электрохимических накопителей энергии. Недолговечность, строгие требования к температурным режимам, большой вес и размеры, нелинейные разрядные характеристики, цена — неполный перечень негативных характеристик аккумуляторов, используемых для поддержания автономной работы источников бесперебойного питания. Созданные компанией Socomec Sicon UPS системы управления состоянием аккумуляторных батарей с интеллектуальным управлением EBS (Expert Battery System) выбирали оптимальный метод зарядки, изменяли параметры зарядного тока в зависимости от температуры, контролировали напряжение на элементах, не допуская чрезмерного разряда. Управляемый выпрямитель позволял работать ИБП в широком диапазоне входного напряжения (до -40 %, то есть практически при его отсутствии), без переключения на батареи.

СПРАВКА

Конец электрохимической монополии Окончанием срока службы аккумуляторной батареи (АБ) считается момент времени, когда ее отдаваемая емкость составляет около 80 % от номинальной. По классификации Ассоциации европейских производителей аккумуляторов (Eurobat) выделяют четыре категории оборудования. Срок службы аккумуляторов специального назначения составляет 12 и более лет, основные области их применения — телекоммуникации и связь, атомные и другие электростанции, нефтехимическая и газовая промышленности. Ресурс батарей с улучшенными характеристиками составляет до 10 лет. В основном эта продукция соответствует предыдущей группе, но требования к ней по техническим характеристикам и надежности не столь высоки. Устройство аккумулирования энергии динамического типа Flywheell VSS+DC снимает ограничения, связанные с использованием традиционных аккумуляторов, и обладает следующими потребительскими свойствами:

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

уровень надежности (в этом электромеханическом • высокий аккумуляторе нет трущихся элементов); срок службы — более 20 лет; • плотность мощности — • высокая 200 кВА на 0,56 м ; время зарядки — до 7 мин.; • вес — 590 кг; • • потребляемая мощность в режиме ожидания — 290 Вт. 2

m3-10-ups.qxd

24.03.2011

14:18

Page 21

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ электроснабжение производства Система Socomec BHC (Battery Health Check) следила за «здоровьем» аккумуляторов, делала профилактику, предупреждая возможные «заболевания». То есть все делалось для того, чтобы продлить жизнь капризным єлектрохимическим «складам электроэнергии». У традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов (а они наиболее распространенные во всех сферах электропотребления) есть ряд недостатков, которые устранить принципиально невозможно: электрохимическую батарею нужно заменять на новую через 6—7 лет; потери электроэнергии при ее промежуточном аккумулировании составляют 10—20 %; рекомендуемая производителями температура эксплуатации — +20 °С (отклонения от этого значения и в сторону уменьшения, и в сторону увеличения приводят к сокращению срока службы и снижению эффективности накопления и сохранения энергии); утилизация электрохимических аккумуляторов требует существенных затрат времени и средств; сложности в обслуживании больших массивов аккумуляторных модулей высокой мощности. В электромеханических же накопителях энергии все эти недостатки исключены. В них электрическая энергия преобразуется с помощью электродвигателя в кинетическую энергию массивного маховика, которая при необходимости может быть использована для вращения вала электрогенератора, вырабатывающего электрический ток. Однако для реализации этой простой на первый взгляд идеи требуется высокий уровень развития технологий метал-

• • •

• •

лообработки, поскольку нужно создать механизм, который должен безостановочно работать в течение длительного времени. Такое оборудование, способное обеспечить высокую точность соблюдения размеров и допусков при массовом производстве, появилось в европейских странах около тридцати лет назад. И тогда началось изготовление кинетических аккумуляторов электроэнергии (КАЭЭ), предназначенных для использования в системах бесперебойного электроснабжения производственного оборудования. КАЭЭ могут работать в температурном диапазоне от -20 до +50 °С без снижения эффективности. Вследствие герметичности корпуса они не требовательны к окружающей атмосфере (наличию влаги, пыли и взрывоопасных газов), а их коэффициент преобразования достигает 99,8 %. И еще одна полезная особенность инерционного накопителя: он может служить устройством запуска дизель-генераторной установки. Для этого вал КАЭЭ при пропадании напряжения в сети соединяется муфтой с валом ДГУ. То есть в дизель-генераторе исключается необходимость использования стартера и питающего его традиционного электрохимического аккумулятора. В обзорах «ДиТ», посвященных рынку компонентов систем бесперебойного электропитания, мы уже рассказывали об инерционном вращающемся накопителе энергии Powerbridge производства компании Piller (Германия, www.piller.com). Недавно в Украине появился еще один аналогичный агрегат — электромеханические устройства накопления энергии Flywell VSS+DC, разработанные Socomec Sicon UPS (Франция, www.socomec.com) совместно с корпорацией Pentadyne Power & (США, www.pentadyne.com).Д&Т

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

m3-09-sensor.qxd

24.03.2011

14:19

Page 22

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ контрольно измерительная техника

ПротокоМетрия Датчики расхода технологических сред Процессы получения композиционных материалов основаны на смешивании различных компонентов в строго определенных соотношениях, нарушение которых приводит к снижению качества конечного продукта. Для контроля за соблюдением требуемых пропорций используются данные измерений массы или объема компонентов в потоке Валерий ЛЮСТИК

змерение расхода и массы веществ (жидких, газообразных, сыпучих, твердых, паров) широко применяется при контроле, регулировании и управлении технологическими процессами. Расход вещества — это масса или объем вещества, проходящего через сечение канала средства измерения в единицу времени. В зависимости от того, в каких единицах он измеряется, различают объемный и массовый расход. Расход вещества измеряется с помощью приборов, называемых расходомерами. Некоторые из таких устройств предназначены не только для контроля за текущим расходом, но и для измерения массы или объема вещества, проходящего через них в течение произвольно взятого промежутка времени. В этом случае они называются расходомерами со счетчиками или просто счетчиками. Расходомеры, применяемые в промышленности, по принципу действия разделяются на следующие основные группы: переменного перепада давления; обтекания (постоянного перепада давления); тахометрические; электромагнитные; переменного уровня; тепловые; вихревые; акустические. В производственных процессах также применяются расходомеры, основанные на других принципах действия — резонансные, оптические, ионизационные, меточные, кориолисовы и другие.

• • • • • • • •

Расходомеры переменного перепада давления Одним из наиболее распространенных средств измерений расхода жидкостей и газов (паров), протекающих по трубопроводам, являются расходомеры переменного перепада давления, состоящие из стандартного сужающего устройства, дифференциального манометра, приборов для измерения параметров среA N N O TAT I O N

Sensors of flow rate for technologies medium control

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

ды и соединительных линий. В комплект расходомерного устройства также входят прямые участки трубопроводов до и после сужающего устройства с местными сопротивлениями. Сужающее устройство является первичным измерительным преобразователем, в котором в результате уменьшения сечения потока измеряемой среды (жидкости, газа, пара) образуется перепад (разность) давления, зависящий от скорости потока. В качестве стандартных (нормализованных) сужающих устройств применяются измерительные сопла, диафрагмы, сопла и трубы Вентури. Измерительными приборами в таких расходомерах являются различные дифференциальные манометры, снабженные показывающими, записывающими, интегрирующими, сигнализирующими и другими устройствами, обеспечивающими выдачу измерительной информации о расходе в соответствующей форме и виде. Измерительная диафрагма представляет собой диск, установленный так, что центр его лежит на оси трубопровода. При протекании потока жидкости или газа в трубопроводе с диафрагмой сужение его начинается до диафрагмы. На некотором расстоянии за ней под действием сил инерции поток сужается до минимального сечения, а далее постепенно расширяется до полного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и после нее образуются зоны завихрения. Давление струи около стенки вначале возрастает из-за подпора перед диафрагмой, а за диафрагмой — снижается до минимума, затем снова повышается, но не достигает прежнего значения, так как вследствие трения и завихрений происходит потеря давления. Таким образом, часть потенциальной энергии давления потока переходит в кинетическую. В результате средняя скорость потока в суженном сечении повышается, а статическое давление в нем становится меньше статического давления перед сужающим устройством. Разность этих давлений (перепад) служит мерой расхода протекающей через сужающее устройство жидкости или газа.

Расходомеры обтекания Принцип действия расходомеров обтекания основан на зависимости перемещения тела, находящегося в потоке и воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока,

m3-09-sensor.qxd

24.03.2011

14:23

Page 23

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ контрольно измерительная техника от расхода вещества. Широко распространенными расходомерами обтекания являются расходомеры постоянного перепада давления — ротаметры, поплавковые и поршневые. Принцип действия этих устройств основан на зависимости от расхода вещества вертикального перемещения Двухканальный ультразвуковой счетчик с поплавка, находящегоавтономным питанием «Эргомера 125.АП.Б» ся в потоке и изменяюпроизводства НПП «Эргомера» предназначен для измерения среднего и суммарного щего при этом площадь объемного (массового) расхода, в том числе проходного отверстия реверсивного, а также температуры воды прибора таким обра(питьевой, технической, морской), горючих, зом, что перепад давлеагрессивных и вязких жидкостей. Погрешность ния по обе стороны измерения расхода (объема) —1 % поплавка остается поспри скоростях потока от 0,1 до 10,0 м/с, тоянным. В некоторых температура жидкости — 0—150 °С расходомерах, называемых расходомерами обтекания компенсационного типа, перемещение тела обтекания измеряется по величине давления, создающего усилие, приложенное к телу и уравновешивающее динамическое давление потока на него. Ротаметры применяются для измерения расходов однородных потоков чистых и слабозагрязненных жидкостей и газов. Устройства содержат длинную коническую трубку, располагаемую вертикально, вдоль которой под действием движущегося снизу вверх потока перемещается поплавок. Он перемещается до тех пор, пока площадь кольцевого отверстия между поплавком и внутренней поверхностью конусной трубки не достигнет такого размера, при котором перепад давления по обе стороны поплавка не станет равным расчетному. При этом действующие на поплавок силы уравновешиваются и он устанавливается на высоте, соответствующей определенному значению расхода. Поплавковый расходомер постоянного перепада давления состоит из поплавка и конического седла, расположенных в корпусе прибора. Коническое седло выполняет ту же роль, что и коническая трубка ротаметра. Различие заключается в том, что длина и диаметр седла примерно равны, а у ротаметров длина конической трубки значительно больше ее диаметра. В поршневом расходомере чувствительным элементом является поршень, перемещающийся внутри втулки. Она имеет входное и выходное отверстие (последнее представляет собой диафрагму переменного сечения). Поршень с помощью штока соединен с сердечником передающего преобразователя. Протекающая через расходомер жидкость поступает под поршень и поднимает его. Жидкость одновременно заполняет пространство над поршнем, что создает противодействующее усилие, величина которого пропорциональна расходу измеряемой среды.

подвижных элементов, отмеривающих или отсекающих при своем движении определенные объемы жидкости или газа. Существует большое число конструкций камерных расходомеров жидкостей и газов, среди которых наибольшее распространение получил овально-шестеренчатый счетчик жидкостей, состоящий из двух одинаковых овальных шестерен, вращающихся под действием перепада давления жидкости, протекающей через его корпус. Выпускаются счетчики, обеспечивающие измерение в диапазоне от 0,8 до 36 м3/ч с классом точности 0,5 и 1,0.

Электромагнитные расходомеры Электромагнитные (индукционные) расходомеры предназначены для измерения расхода различных жидких сред, в том числе пульп с мелкодисперсными неферромагнитными частицами, с электрической проводимостью не ниже 5—10 См/м, протекающих в закрытых, полностью заполненных, трубопроводах. Эти устройства выполняются в виде двух отдельных блоков: измерительного преобразователя расхода и измерительного блока (передающего преобразователя), в котором осуществляется приведение сигнала, полученного от измерительного преобразователя, к стандартизованному виду, удобному для дальнейшего использования. Измерительный преобразователь прибора состоит из участка трубопровода, изготовленного из диамагнитного материала, с нанесенными на нем токосъемными электродами и ярмом электромагнита с обмоткой возбуждения, охватывающего трубопровод. При протекании электропроводящих жидкостей по трубопроводу через однородное магнитное поле, создаваемое магнитом, в жидкости, которую можно представить как движущийся проводник, возникает электродвижущая сила, пропорциональная средней скорости потока.

Расходомеры переменного уровня Эти приборы применяются для измерения расхода загрязненных жидкостей, известкового молока, диффузионного сока, сусла-самотека и т. п. Принцип их действия основан на зависимости уровня жидкости в сосуде от расхода при свободном истечении ее через калиброванное отверстие (щель) в дне или боковой стенке. Профиль и диаметр отверстия рассчитываются таким образом, чтобы указанная зависимость была линейной. Щелевой расходомер с калиброванным незатопленным отверстием в стенке корпуса представляет собой емкость, разделенную перегородкой с профилированной щелью. В левой части корпуса, куда подается измеряемая жидкость через подводящий патрубок, производится измерение ее уровня с помощью пьезометрической уровнемерной трубки и измерительного

Тахометрические расходомеры Принцип действия устройств этой группы основан на использовании зависимостей скорости движения тел (чувствительных элементов, помещаемых в поток) от расхода веществ, протекающих через эти расходомеры. Известно множество разновидностей тахометрических расходомеров, однако на практике широко распространены турбинные, шариковые и камерные расходомеры. Последние содержат один или несколько ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

m3-09-sensor.qxd

24.03.2011

14:23

Page 24

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ контрольно измерительная техника прибора — дифференциального манометра. Жидкость, поступающая в левый отсек корпуса, заполняет его, переливается через профилированную щель, через слив уходит в приемник и далее — по назначению. Другой тип расходомера с отверстием в дне сосуда состоит из приемника, корпуса, выходного отверстия с калиброванной диафрагмой или соплом. Высота столба жидкости над калиброванным отверстием измеряется с помощью уровнемера-дифманометра. Щелевые расходомеры хорошо зарекомендовали себя при измерении сильно загрязненных и быстро кристаллизующихся жидкостей и растворов. Диапазон измерения 0,1—50 м3/ч, основная погрешность — ±3,5%.

Тепловые расходомеры Тепловые расходомеры могут применяться при измерении небольших расходов практически любых сред при различных их параметрах. Кроме того, они весьма перспективны для измерения расхода очень вязких материалов. Принцип их действия основан на использовании зависимости эффекта теплового воздействия на поток вещества от его массового расхода. Устройства выполняются по трем принципиальным схемам: калориметрические, основанные на нагреве или охлаждении потока посторонним источником энергии, создающим в потоке разность температур; теплового слоя, основанные на создании разности температур с двух сторон пограничного слоя; термоанемометрические, в которых используется зависимость между количеством теплоты, теряемой непрерывно нагреваемым телом, помещенным в поток, и массовым расходом вещества. Выбор схемы зависит от измеряемой среды, необходимой точности, типа используемых термочувствительных элементов и режима нагрева. Для упруго-вязких пластичных веществ предпочтительным является измерение по схеме термоанемометра с постоянной температурой подогрева потока. Чувствительными элементами термоанемометрического расходомера являются два резистора, намотанные на стенке трубопровода на некотором расстоянии друг от друга. Еще два манганиновых резистора служат для создания мостовой схемы, питаемой от источника напряжения. Сигнал разбаланса, пропорциональный изменению расхода, подается на электронный усилитель, где усиливается и после этого управляет вращением реверсивного электродвигателя, который, производя перестановку движка компенсирующего переменного резистора, изменяет напряжение питания до тех пор, пока разбаланс в измерительной диагонали моста не станет равным заданному. Мерой расхода могут служить показания амперметра, ваттметра или положение движка переменного резистора. С помощью тепловых расходомеров может быть обеспечена точность измерения расхода вязких продуктов от ±2 до 2,5 %.

• • •

Вихревые расходомеры В настоящее время весьма широкие перспективы применения имеют вихревые расходомеры, принцип действия которых основан на зависимости от расхода частоты колебаний давления среды, возникающих в потоке в процессе вихреобразования. Измерительный преобразователь расходомера представляет собой завихритель, вмонтированный в трубопровод, с помощью которого поток «закручивается» и поступает в патрубок. На выходе из него в расширяющейся области установлен электроакустический преобразователь, воспринимающий и преобразующий вихревые колебания потока в электрический

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

сигнал, который приводится к нормализованному виду. Завихрения потока формируются таким образом, что внутренняя область вихря — ядро, поступая в патрубок, совершает только вращательное движение. На выходе же из патрубка в расКориолисовы расходомеры серии Promass, ширяющуюся область выпускаемые компанией Endress + Hauser, ядро теряет устойчиобеспечивают измерения расхода жидкости вость и начинает асимв диапазонах от 0—2000 до 0—350 000 кг/ч с метрично вращаться погрешностью не более 0,1 % и газов вокруг оси патрубка. с погрешностью не более 0,5 % Рабочие кромки тела обтекания самоочищаются за счет образования вихрей и остаются чистыми в условиях сильно загрязненных сред. При этом загрязнение датчика вихрей не ведет к изменению метрологических характеристик вихревого расходомера, так как полезную информацию несет частота, а не амплитуда сигнала.

Акустические расходомеры Для измерений расходов загрязненных, агрессивных и быстро кристаллизующихся жидкостей и пульп, а также потоков, в которых возможны большие пульсации расходов и даже изменения направления движения, когда не могут быть применены другие виды расходомеров, используются акустические расходомеры, чаще всего ультразвуковые. Их принцип действия основан на зависимости акустического эффекта в потоке от расхода вещества. Известно несколько методов использования звуковых (ультразвуковых) колебаний для измерения расходов жидкостей и газов. Один из них — фазовый, основан на том, что при распространении звуковой волны в движущейся среде время ее прохождения от источника до приемника определяется не только скоростью распространения звука в данной среде, но и скоростью движения среды. Если звуковая волна направлена по движению потока, скорости их складываются, если против потока — вычитаются. Разность времени прохождения звука по направлению потока и против него пропорциональна скорости движения среды, а следовательно расходу протекающей жидкости. Акустический расходомер, работающий по двухканальной фазовой схеме, состоит из ультразвукового генератора, являющегося источником питания, двух излучающих и двух приемных пьезопреобразователей, фазовращающего устройства для устранения возникающих фазовых сдвигов, электронного усилителя и измерительного прибора, который градуируется в единицах расхода. Импульсы ультразвука посылаются под углом к оси трубопровода так, что их направление в одном канале совпадает с направлением потока, а в другом направлено против потока. В последнее время получают распространение ультразвуковые расходомеры, в которых используется эффект Допплера, заключающийся в том, что ультразвуковые волны, генерируемые излучателями, отражаются от взвешенных частиц, завихрений, пузырьков газа и т. п. в потоке измеряемой среды и воспринимаются приемниками отраженных излучений. Разность между частотами излучаемых и отраженных акустических волн позволяет определить скорость потока.Д&Т

m3-13-robot.qxd

24.03.2011

14:39

Page 25

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ промышленная автоматизация

«Железный» участок

Роботы в технологических процессах Индустриальное производство в развитых странах практически полностью оснащено узкоспециализированными, универсальными и самообучающимися роботами. Когда же на украинских предприятиях придет время этих «автооператоров»? Дмитрий ЛИСИЦКИЙ течение многих десятилетий в различных отраслях промышленности сосуществовали, почти не влияя друг на друга, два вида производства. Первый — высокоавтоматизированное массовое производство, базирующееся на автоматических линиях и многоинструментальном технологическом оборудовании. Однако такое производство базировалось на специальном оборудовании, которое не обладало гибкостью, то есть способностью переналаживаться на выпуск разнообразной продукции. И в результате при смене номенклатуры изделий значительная часть технологического парка, оснастки и инструментов подлежала списанию независимо от их физического состояния. Второй вид — неавтоматизированное серийное и индивидуальное производство, базирующееся на универсальном технологическом оборудовании с ручным уп-

равлением, ручной или механизированной сборке, контроле, транспортировке и складировании изделий. Такое производство обладает высокой гибкостью с точки зрения выпуска разнообразной продукции, однако малопроизводительно, требует участия человека на всех этапах технологического процесса. Сегодня этому «сосуществованию» приходит конец, так как ни первый, ни второй вид производства уже не могут эффективно работать в сложившихся за последние годы условиях. Быстрая сменяемость объектов производства диктует революционные преобразования, происходящие в самых различных отраслях промышленности. Увеличение сроков выпуска новой модели автомобиля, трактора, электродвигателя до сроков, сопоставимых со временем предельного износа производственных установок, приводит к потере конкурентоспособности предприятия. Списание же оборудования после нескольких лет или месяцев его работы очевидно губительно

для экономики завода. Поэтому современному высокоавтоматизированному «безлюдному» массовому производству требуется гибкость, то есть возможность периодической оперативной перестройки на выпуск новой продукции. Не менее значительные преобразования должны претерпеть серийное и индивидуальное производства, и движущими силами в них являются в первую очередь социальные факторы. Ручной труд, особенно малоквалифицированный, монотонный и тяжелый, становится все более непривлекательным и непрестижным, особенно для молодежи. Поэтому тот технический арсенал средств неавтоматизированных технологий, который составляет сейчас их основу, уже в обозримом будущем станет социально неприемлемым и невозможным. A N N O TAT I O N

Robotics for industrial technology

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

m3-13-robot.qxd

24.03.2011

14:39

Page 26

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ промышленная автоматизация Иными словами, переналаживаемому производству необходимы автоматизация, «безлюдность» при выполнении и технологических, и вспомогательных процессов. Таким образом, к двум традиционным видам производства в промышленности индустриально развитых стран добавился третий — гибкое автоматизированное производство, которое обеспечивает выпуск разнообразной продукции как на универсальных станках-автоматах (без участия человека в изготовлении деталей, оператор лишь вводит в станки управляющие программы), так и на полностью автоматизированных линиях.

В центре повышенного внимания Возрастающая экспансия зарубежных товаров на рынок Украины должна обратить пристальное внимание отечественных производителей на технологии и оборудование, используемые в иностранных компаниях. К ним относятся в первую очередь автоматические системы управления на основе средств вычислительной техники и промышленные роботы (ПР), которые поднимают производство на качественно более высокий уровень. Появление и развитие ПР, безусловно, стало одним из крупнейших достижений науки и техники. Они позволили расширить работы по автоматизации технологических и вспомогательных процессов, открыли широкие перспективы создания АСУ для гибкого, переналаживаемого производства. Индустриальные роботы избежали периода недоверия, недооценки и трудностей становления. Скорее, наоборот: ни одному техническому средству, внедряемому в промышленность, не доставалось даже авансом столько восторженных похвал и не уделялось столько внимания. Казалось бы, сочетание безусловной прогрессивности и повышенного внимания должно было обеспечить триумфальное шествие роботов, их весомый вклад в решение задач интенсификации производства, сокращения ручных работ и т. п. Однако в нашей стране пока этого не происходит. На протяжении длительного времени ПР рассматривались у нас с позиций не действенного средства повышения эффективности производства, а лишь как некий эквивалентный заменитель человека на производстве, высвобождающий его от монотонных и тяжелых, непривлекательных ручных работ. Именно такая концепция робота как «железного человека» со стальными мускулами и мощным электронным мозгом, который не прогуливает,

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

трумент, например сварочный или покрасочный пистолет) и может быть прикреплена к полу, стене, потолку или к машине. Этот манипулятор приводится в движение гидравлическим, электрическим или пневматическим приводом в заранее запрограммированной последовательности движений под управлением контроллера, который, как правило, основан на микропроцессоре и способен определять положение руки благодаря устройствам обратной связи в каждом узле. Сварочные работы — одно из первых и наиболее эффективных до сих пор применений роботов в производственных технологиях не болеет и не ошибается, а работает неутомимо круглосуточно и круглогодично. Концепция «очеловечивания» промышленных роботов сыграла решающую роль на ранних этапах роботостроения благодаря простоте и наглядности, особенно для тех, кто не знал глубоко тонкости производства, но обладал правом решать. Это помогало становлению нового направления, убирало многие препятствия с пути немногих в то время энтузиастов, ускоряло разработки, создание первых поколений конструкций. На нынешнем этапе развития робототехники из всего разнообразия функций и возможностей, подвластных человеку в сфере производства, роботы в состоянии взять на себя лишь считанные из них, которые во многих случаях ненамного превышают возможности таких традиционных средств механизации и автоматизации, как ленточные транспортеры, вибрационные загрузочные устройства и манипуляторы с цикловым управлением, работающие уже десятки лет. Уровень, которого достигли сегодня ПР, пожалуй, лучше всего характеризуется понятием «механическая рука». Она снабжена специальным рабочим органом (захват или какой-нибудь инс-

Учитель и ученик ПР обычно программируют операторы, передвигая «руку» в нужной последовательности либо путем воспроизведения этой последовательности с помощью устройства дистанционного управления. Некоторые ПР могут программироваться голосом — отдачей приказаний передвинуться на заданное расстояние в заданном направлении. ПР оснащены сенсорной обратной связью и способны реагировать на различные события, происходящие вблизи них. Диапазон размеров ПР весьма велик — от миниатюрных сборочных роботов, способных маневрировать в пространстве объемом около десяти кубических сантиметров, до роботов, которые могут перемещать поковки массой до 1,5 т в пространстве объемом в несколько кубических метров. Тем не менее огромное большинство промышленных роботов можно уподобить человеку, который слеп, глух, нем, однорук, со связанными и залитыми бетоном ногами. Но несмотря на эти «увечья», ПР уже внесли выдающийся вклад в производство. И это стало возможным только благодаря тому, что среда, в которой они работают, вплоть до нашего времени специально создавалась для ПР и не является идентичной производственной среде, в которой человек выполнял ту же работу.

СПРАВКА

Выбор в пользу роботов Роботы применяются в промышленности для: повышения безопасности труда; обращения с опасными объектами; выполнения монотонных операций; расщирения возможностей оборудования; повышения точности выполнения техноло гических операций; круглосуточного производства. Роботы применяются не только в существу ющих на предприятии производственных про

• • • • • •

цессах с интенсивной работой, но и для введе ния новых процессов, повышающих эффектив ность производства. В связи с многообразны ми возможностями применения трудно указать типичную стоимость применения робота. Тем не менее, имеется достаточно примеров, при которых стоимость одного часа работы робота составляет около 1,60 евро, что практически эквивалентно средней оплате труда квалифи цированного рабочего в Украине.

m3-13-robot.qxd

24.03.2011

14:40

Page 27

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ промышленная автоматизация

Укладка роботами продукции на паллеты и их надежная упаковка с миллиметровой точностью и недостижимой для человека производительностью — важные элементы культуры современного производства

Выход на рабочую позицию ПР классифицируют по конструктивным признакам, по последовательности перемещений, по наличию или отсутствию следящей системы, по способу управления (контурное или позиционное) и по ряду других возможностей и характеристик. Хотя устройства, действующие по принципу «взять — положить», строго говоря, не относятся к ПР, их часто называют роботами с жесткой последовательностью перемещений. Ход их в каждом направлении движения по оси определен установкой механических жестких упоров, а датчиками, как правило, являются концевые выключатели, которые могут воспринимать только конечные точки. Такие устройства нельзя перепрограммировать на выполнение новой задачи. Они должны быть заново переналажены, как традиционные автоматические механизмы. ПР с изменяемой последовательностью перемещений могут выполнять различные задачи или последовательности операций по новой программе. Однако в настоящее время созданы устройства типа «взять — положить», которые включают различные жесткие упоры по соответствующей программе. Роботы с изменяемой последовательностью перемещений обладают способностью останавливать отдельный узел руки в любой точке траектории. Существуют два подхода к решению этой задачи. При простейшем техническом решении контроллер просто посылает энергию к узлу, как только получен сигнал, что «руке» требуется занять нужную позицию, благодаря использованию специальных электрических моторов (шаговых двигателей и т. д.).

Такой подход приемлем, но в целом управление с открытым контуром без обратной связи относительно информации о действительном положении того или иного узла весьма неточно: «рука» может где-нибудь застрять и перестать двигаться. Поэтому во всех ПР, кроме учебных, используют другое решение задачи, которое предполагает размещение на каждом узле сервомеханизма, контролирующего фактическое положение узла и положение, которое задает контроллер, чтобы узел занял именно его, а затем перемещающего «руку» до тех пор, пока положения не совпадают. Устройства, использующие управление с замкнутым контуром, называются роботами со следящей системой или сервороботами. К ним относятся ПР с позиционными и контурными системами, действующими от точки к точке и по сплошной траектории управления.

Память и аналитические способности У многих ПР первых поколений памяти хватало для запоминания лишь нескольких дискретных точек в пространстве, по которым должна двигаться рука. Траектория движения между этими точками не задавалась, и ее нередко трудно было предсказать. ПР с позиционным управлением еще широко распространены и впол-

не пригодны для таких работ, как, например, как точечная сварка. С уменьшением стоимости запоминающих устройств появилась возможность увеличить число запоминаемых точек. При этом изготовители ПР используют термин «многоточечное управление», если в компьютерной памяти можно хранить очень большое число дискретных точек. Для некоторых видов работ (покраска распылением и дуговая сварка) необходимо, чтобы «рука», следуя по траектории, управлялась непрерывно. Такие ПР с контурным управлением в действительности разбивают сплошную траекторию на большое число отдельных близко расположенных друг от друга точек. Положения точек записывают во время программирования или вычисляют при фактическом движении путем интерполяции. Эти роботы можно рассматривать как естественное развитие систем с позиционным управлением. Фактически существует «серая зона», в которой системы многоточечного управления могут аппроксимировать сплошную траекторию системы, если «рука» робота не останавливается в каждой дискретной точке, а плавно проходит через них. О более сложных, так называемых «интеллектуальных» промышленных роботах мы расскажем в следующих номе& рах нашего журнала.Д&Т

СПРАВКА

От занятных игрушек к производству За много веков до нашей эры человечество создавало в своем воображении машины, наде ленные способностью действовать и чувствовать (по крайней мере частично). В греческих мифах бога огня Гефеста сопровождали, помогая ему, две «живые» статуи из чистого золота. Позднее он построил бронзового гиганта Талуса для ох раны острова Крит от вражеского нашествия. В «Трактате о пневматике», созданном бо лее двух тысяч лет назад, описано множество автоматически движущихся фигур и поющих птиц. Интересно, что эти замечательные игруш ки оставались в то время единственным реаль ным применением пневматики. В 1500 году Леонардо да Винчи построил для Людовика XII механического льва, который при въезде короля в Милан выдвигался, разди рал когтями грудь и показывал герб Франции. Такие постоянно усложняющиеся механичес кие автоматы оставались модными и на протяже нии последующих столетий. Но слово «робот» вошло в английский, а затем и во все языки мира, лишь в начале ХХ века после того, как появилась пьеса чешского писателя и драматурга Карела Ча пека «R. U. R.» («Россумские универсальные робо ты»). В ней «роботы» выращивались биологичес ким путем и их нельзя было отличить от людей, разве что только по отсутствию эмоций. Термин

был образован от чешского слова «работа», озна чающего принудительный труд, и от слова «работ ник», означающего раб. Эти фантастические соз дания, играющие в пьесе, получили бы сегодня скорее название «андроиды», чем «роботы». Слово «роботикс» (робототехника) придума но американским писателем фантастом Айзи ком Азимовым. В рассказе «Скиталец», опубли кованном в марте 1942 года в сборнике «Поразительная научная фантастика», А. Азимов впервые сформулировал три знаменитых закона робототехники: робот не может причинить вред человеку или своим бездействием позволить причи нить вред человеку; робот должен исполнять приказы, отданные человеком, за исключением тех случаев, ког да эти приказы нарушили бы первый закон; робот должен защищать себя, если это не нарушает первого или второго законов. В то же время в печати впервые появилось слово «робототехника». Его ввел в обиход Джо Энгельбергер, основатель фирмы «Юнимейшн», считающийся отцом современной промышлен ной робототехники. Он отметил, что три закона А. Азимова навсегда должны остаться теми стан дартами, которым необходимо следовать разра ботчикам индустриальных роботов.

• • •

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

m3-17-assa.qxd

24.03.2011

15:35

Page 28

ФОРУМ отраслевые объединения

Сила организации Ассоциация промышленной автоматизации Практически во всех отраслях экономики Украины сегодня работают профильные ассоциации, в которые входят предприятия производители, поставщики и сервисные компании, продвигающие оборудование, системы и решения в соответствующем рыночном сегменте. В области же промышленной автоматизации такого объединения до сих пор не было. Что теряют в результате отсутствия такого инструмента «автоматизаторы» производства и как он может помочь им в нынешних экономических условиях? Александр ЮРЧАК аверное, каждая из компаний, предлагающая свои услуги по внедрению АСУ ТП и долгое время присутствующая на рынке, уже является участником тех или иных отраслевых ассоциаций — металлургов, химиков, стекольщиков, нефтяников, пищевиков со всеми их специализированными подотраслевыми группами производства. Эти организации созданы не только по отраслям, но и по видам деятельности, по специальностям, по очень узким профессиональным интересам и даже по хобби: от литейщиков и химиков до любителей прыжков с парашютом — люди объединяются с себе подобными (в определенном смысле это, наверно, одно из «врожденных» свойств человека). Но в основном ассоциации — это профессиональные объединения. Зачем? Практически любая ассоциация указывает в своем Уставе «… для защиты интересов своих членов». Интересы разных игроков разные, но достаточно типичными для всех отраслевых ассоциаций являются устремления игроков рынка защищать и развивать свою отрасль. Например, ИТкомпании создали несколько ассоциаций, где в отраслевые интересы включаются такие задачи, как реализация национальной стратегии ИT, облегчение импорта компонентов и способствование экспорту конечных продуктов и услуг на уровне за-

A N N O TAT I O N

Association of industrial automation

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

конодательной базы, стандартизация, предоставление маркетинговых услуг и т. п. Так почему же в Украине до сих пор нет ассоциации «автоматизаторов», то есть игроков рынка промышленной автоматизации?

А существует ли АСУ ТП как отрасль? Для начала нужно ответить на этот вопрос. Ведь какой смысл говорить об отраслевой ассоциации, если под вопросом существование самой отрасли. Ни для кого не является секретом, что рынок Украины занимал и занимает достойное место на рынке Восточной Европы. И если по объемам это может вызывать сомнение, то уж во всяком случае, это бесспорно, с учетом количества и веса игроков. Десятки крупных системных интеграторов, крупнейшие ОЕМ- и конечные заказчики со своими отделами АСУ, проектные институты, вузы — все они являются важными игроками рынка. Таким образом, мы предполагаем, что рынок промышленной автоматизации представляет собой отрасль, исходя из аргументов его размеров, однородности и количества игроков. Другой вопрос, насколько эта отрасль зрелая. Если та же ассоциация стекольщиков или сахарников своими корнями уходят в советское прошлое, то здесь о подобных вещах говорить не приходится. Более того, с начала 90-х годов рынок АСУ ТП перетерпел значительные изменения, главные из которых — выход на лидирующие позиции независимых частных компаний и практически полный переход на

оборудование западных поставщиков. То есть в силу рыночных изменений, разных интересов, принадлежности к разным категориям, разной значимости АСУ ТП в полном портфеле предоставляемых продуктов и услуг, исторического наследия и т. д., игроки рынка разобщены и не чувствуют себя участниками одной отрасли. Показательной в этом смысле также является постановка вопросов о смысле какого-либо объединения и координации в рамках рынка. Другими словами, налицо ситуация еще незрелой, формирующейся отрасли на начальном этапе.

Проблемы отрасли Продукты и услуги в области АСУ ТП — основные в деятельности системных интеграторов и специализированных производителей. Однако и для других участников рынка продукты и услуги в этой области являются жизненно важными для всего бизнеса. Уже лет 20, если не больше, автоматизация в промышленности признается как один из основных факторов повышения производительности и создания конкурентного преимущества. Логично ожидать, что ключевые игроки, прежде всего производители средств АСУ ТП и системные интеграторы, могли бы установить стандарты и критерии качества по АСУ ТП, как с учетом быстрого развития техники, так и развития рынка услуг. На деле этого пока не происходит по разным причинам, основной из которых, по-видимому, является незрелость отрасли — игроки только подходят к пониманию формирования единых критериев качества, эффективности и т. п.

m3-17-assa.qxd

24.03.2011

14:41

Page 29

ФОРУМ отраслевые объединения В целом наше видение основных проблем отрасли следующее: поскольку четких стандартов качества систем нет, то существует огромное поле для ошибок и манипуляций как со стороны потенциальных заказчиков, так и со стороны конкурирующих игроков; естественно, в худшем положении оказываются самые профессиональные игроки, ведь создание качественных систем — это дорогостоящий процесс, требующий многих лет подготовки, большого опыта и высочайшей квалификации. Если заказчик начинает сравнивать услуги таких игроков с новичками, ориентируясь в основном на цену, то результат очевиден; системные интеграторы, несмотря на быстрый рост в последнем десятилетии, отстают от эволюции заказчиков в отдельных экономических и инжиниринговых аспектах реализации проектов. Это касается, прежде всего, стандартов проектного управления, требований по подготовке ТЭО, а также соответствия стандартам обслуживания в процессе эксплуатации; в АСУ ТП работают и интеграторы из ИТ, и электротехнические пэкиджеры, и небольшие команды программистов, и крупные дистрибьюторы оборудования. Ряд компаний приобретают холдинговую структуру и претендуют на более полные пакеты предложений и на синергетические эффекты. Но поскольку четких стандартов нет, то эти расширения существенно влияют на реальное позиционирование игроков и ведут к искажениям действительности в глазах заказчиков в свете «кто что может и что собой представляет», то есть происходит периодическое размывание границ и структуры отрасли; общие проблемы крупных поставщиков оборудования касаются сужения рынка в кризис и все больших усилий по работе с заказчиками. Последние не могут четко обозначить ориентиры — чего они хотят и как они видят развитие автоматизации на своих предприятиях. Пресловутые «корпоративные стандарты», не успев толком установиться, снова съезжают в сторону краткосрочных приоритетов прежде всего ценового характера. Такой подход не учитывает многих особенностей инвестиций в АСУ ТП, которые должны иметь по своей природе и по логике хай-тэк-бизнеса среднесрочную или долгосрочную логику по возврату инвестиций, а кризис значительно усилил ориентацию на краткосрочность.

•

При этом фактор коррупции — это проклятие постсоветских экономик — никуда не исчез и только усиливает свою размывающую роль. Ведь трудно говорить о реальных и приоритетных факторах, создающих потребительскую ценность и конкурентные преимущества, если в реальной ситуации зачастую начинает доминировать один фактор — «откатный». Итак, главное, на наш взгляд, ясно — пока отрасль не определится со своими стандартами качества, она так и будет оставаться не вполне сформированной, то есть незрелой. Соответственно, от такого положения вещей не выигрывает ни один игрок, ведь непонятны «правила игры», и в целом это ведет к снижению прибыльности работы.

Создание ассоциации Подобные вопросы неоднократно обсуждались мной с игроками отрасли в течение 2010 года. В целом, мнение игроков было единодушным — ассоциация необходима, но нужно четко определить ее цели и механизмы функционирования. В ряде совещаний с участием компаний «Группа Техинсервис» (Киев), ИПП «Триада» (Киев-Харьков), «Желдоравтоматика» (Харьков), Украинский университет пищевых технологий, «Шнейдер Электрик Украина», ДП «Сименс Украина» эти цели и механизмы были согласованы и было принято решение о создании ассоциации промышленной автоматизации Украины (АППАУ). Учредителями выступили «Группа Техинсервис», и ИПП «Триада». Цели объединения: установить (обновить) и гармонизировать с европейскими стандарты в области создания и внедрения систем промышленной автоматизации; наладить продвижение своих членов и их услуг в бизнес-среде Украины и за ее пределами; наладить сотрудничество между разными категориями игроков рынка, повысить степень доверия между разными звеньями; организовать регулярный мониторинг рынков автоматизации для выявления лучших бизнес-возможностей. Для реализации этих целей ассоциация должна играть три важные роли: координатор и аниматор — одна из важнейших ролей для налаживания конструктивного диалога между всеми игроками при совместном создании стандартов;

• • • •

•

• промоутер

членов ассоциации на уровне властных структур, государственных органов, крупных заказчиков, иностранных предприятий, инвесторов; «развитер» профессиональных качеств, прежде всего для игроков среднего бизнеса. Для выполнения двух первых ролей ассоциация предложит широкий набор информационных и маркетинговых услуг — от специализированных тематических конференций до раскрутки своего сайта и работы с государственными центральными органами. Для реализации профессионального роста ассоциация предложит маркетинговые обзоры и исследования, адаптированные под отрасль учебные программы и тренинги, прежде всего в областях нынешнего отставания игроков рынка, а также продвижения услуг и проектного управления. Преимущества, приобретаемые в перспективе членами ассоциации: укрепление рыночных позиций игроков, которые предлагают качественные продукты и сервисы; повышение качества проводимых тендеров, снижение уровня манипуляций; ускорение профессионального развития в разных областях; общее улучшение уровня доверия и взаимоотношений между основными участниками рынка; повышение эффективности в области маркетинга и продаж для среднего бизнеса — общее улучшение имиджа и позиционирования, выход на новые проекты и области рынков. В ассоциации предусмотрены три уровня членства: в действительном статусе; в ассоциированном статусе; в академическом статусе (для вузов). Украинская промышленность сегодня встречается с очень сложными вызовами, на которые вынуждены будут отвечать и игроки нашего рынка. Поэтому автоматизация нуждается в своей стратегии и концепции развития, как и любая другая значимая отрасль экономики страны. Игроки рынка промышленной автоматизации должны объединяться, чтобы вместе создавать отраслевые стандарты качества, отражать общие угрозы и преодолеть наметившиеся отставания в нетехнических аспектах, прежде всего, в концептуальных вопросах построения систем, маркетинговых аспектах и воп& росах проектного управления.Д&Т

•

• • • • •

• • •

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

m3-11-inter_mits.qxd

24.03.2011

14:49

Page 30

ФОРУМ мнение эксперта

Рыночный индикатор Средства индустриальной автоматизации Динамика спроса на оборудование промышленной автоматизации — один из важнейших объективных показателей состояния и тенденций развития производственного сектора экономики. Что сегодня показывает этот индикатор? Беседу вел Алексей РЫБКА борудование промышленной автоматизации Mitsubishi Electric применяется практически во всех отраслях мирового производства. Это глобальное присутствие на рынке позволяет компании быть экспертом, определяющим на основе анализа продаж своей продукции тенденции спроса в различных странах и отраслях производства. Такие оценки особенно важны сегодня, поскольку автоматизация технологических процессов дает возможность повысить и производительность производства, и его энергоэффективность, то есть является ключом к снижению затрат, к которому должны стремиться предприятия. О том, как эти задачи решались в 2008—2010 годах в Украине и странах СНГ, редакция «ДиТ» попросила рассказать директора по развитию бизнеса ЗАО «Мицубиси Электрик Юроп Б. В.» (Москва) Сергея Зубова. ДиТ: Какова динамика продаж продукции Mitsubishi Electric в 2008—2010 годах по сравнению с 2007 годом? Сергей Зубов: Эффект от экономического кризиса можно рассматривать с разных сторон. С одной стороны, кризис — это результат накапливавшихся долгое время противоречий и перекосов как в экономике в целом, так и в отдельных отраслях. С другой стороны, кризисная ситуация помогает найти новую точку баланса, в том числе и новый баланс долей рынка, занимаемых основными поставщиками.

A N N O TAT I O N

Interview with Sergey Zubov, Business Development Coordinator Factory Automation Mitsubishi Electric Moscow Representative Office

ММ. Деньги и Технологии Март—апрель 2011

Сейчас, по прошествии дна кризиса и на начальной стадии подъема, видно, что мы скорее выиграли от кризиса, укрепив свои позиции на рынках России и Украины. ДиТ: Какое оборудование Mitsubishi Electric было наиболее востребовано в последние три года? Сергей Зубов: Портфель нашей продукции включает в себя изделия и системы, различные не только по типу и целевым отраслям применения, но и по времени цикла внедрения. Продажи моноблочных ПЛК, преобразователей частоты малой и средней мощностей очень чутко реагируют на ситуацию на рынке. И для нас скачкообразно возросший спрос на данную продукцию в 2010 году был ожидаем, поэтому мы хорошо к нему подготовились. У нас не было задержек в поставках этого типа оборудования, что выгодно выделяло нас из ряда наших конкурентов и позволило увеличить число постоянных заказчиков и, соответственно, увеличить долю на рынке. Что касается продукции, использующейся в крупных проектах (мощные модульные контроллеры и преобразователи частоты, в том числе высоковольтные), то за время кризиса на нее обратили внимание многие проектные организации и системные интеграторы, выделяя такие ее качества, как высокое качество изготовления и надежность при умеренных ценах, что позволяет нам ожидать увеличения своего присутствия и в этих сегментах промышленности. ДиТ: За многие годы в Mitsubishi Electric накоплены знания и наработки мирового уровня по обеспечению выпуска продукции высокого качества, которые собраны в общей концепции e-F@ctory, направленной на передачу производственного опыта Mitsubishi

Electric клиентам компании. Есть ли примеры работы e-F@ctory в России, Украине, странах СНГ? Сергей Зубов: e-F@ctory представляет собой концепцию сквозной прозрачности производственных данных предприятия — от отдельных машин и промышленных установок до системы управления предприятием. Данная концепция подразумевает минимальное использование компьютерной техники на производственных участках — всеми функциями по обмену данными с серверами MES- и ERP-систем обладают непосредственно наши ПЛК и панели оператора. Разработанная в первую очередь для собственного производства Mitsubishi Electric, концепция e-F@ctory стала революционной для мира автоматизации, традиционно являющегося весьма консервативным. В настоящее время ряд предприятий машиностроения и металлургии только проводит испытания возможностей этой концепции. Однако есть и первые работающие системы. В качестве примера можно привести недавно модернизированный автоматизированный склад метизов на Минском тракторном заводе. Применение на нем концепции e-F@ctory позволило выполнить АРМ операторов склада не на обычных компьютерах, а на промышленных панелях оператора, имеющих в несколько раз больший срок службы и не подверженных таким рискам как риск поражения компьютерными вирусами или риском использования не по назначению. Система управления складом, выполненная на контроллере платформы iQ Platform непосредственно связана с сервером баз данных, что позволило значительно повысить на& дежность работы всей системы.Д&Т

m3-reklama.qxd

24.03.2011

17:29

Page 31

ТАКТИКА ВНЕДРЕНИЯ контрольно измерительная техника

ММ. Деньги и Технологии Март апрель 2011

ст ро Д ен рг ет ЦО е д е в и нв ив ки ст ко к V пр ов то V S-T му ан ры T т к IP IM че с т и ии : к ти у ы о г TV ло ик ос эр 020 н ф о ы о 2 ог хн ра ен кс ыьн те еот соб адо оз ил д О ар угр б и . р в п мо й ры — бе т ны ве s Ки О ль сер eak и об e k i L М lad Wi B

о тн

ут с

ор

Ко П мп пр ро он о и Да гра ент зв Си тч мм ы одс ст ик и ин тв ем и ру ду е ы ра ем с нн уп сх ы три ым ра од е л а о вл а ог ль бо е те и но р ни хн че го уд я ол ск эл ов ог ие ек ан ич ко тр ие ес нт оп м ки ро р х лл ив ср е од ед ры а

ции зи по

ро Д дж о с е н лід н я же но н Н во ня о г т Гу G віт о г ел

ля чн SM ні ро ек пр о о с і м за A M тех мад мАль отра тер исп хо o но сь ри нат ол д b л к нк и ьз в i о н и о l ая уйте про про га e W гічн го у С гра гра лу o і об Н мм мм ап уч зе rld тр 'є Д т рос тен е д а м и в C о н н тра я PD и х on ди ан Ук нах F-ф оди айл ас gr н ня ра тся ов A оц es а на cro у їни дис bat і s с а R к е ф ц в п eade ій ер апк r 7.0 еR и іІ e ad л и КТ er выш е.

ИТ -а

Пл ат ф

г ин с ор

Подписной центр: http://www.ht.ua/subscribe/

ля

й те се х ны ль бе ов к а евр е ии ед ин ац ш а пу из ео Укр ро а рн и д в в т в де х в ТВ т Е ес мо и е яе рч и ущ во ор во пр уд о ок а т G я б фр п од Fo Дл Ци DS об N в R

КТ уІ

нк

-дайджест

CSTB

По ді ї

ри

ия ит в з ра R

mm3_220x307_vip.podpiska_LEVAYA.indd 42

2 компакт-диска, 9 изданий

«MM Деньги и технологии VIP»!

Выписывай и читай журнал

март-апрель 2011 январь-февраль 2010

CD «Высокие

CD «Высокие технологии для бизнеса»

20 11 :у кр еп

март 2011

24.03.2011 17:30:10

m3-15-anons.qxd

24.03.2011

15:38

Page 33

www.mmdt.com.ua

3-4/2011

№ 3-4 (136), март-апрель 2011

БИРЖА

Интернет: www.mmdt.соm.ua Е-mail: mmdt@mmdt.соm.ua (информационные сообщения) Для писем: Украина, 03005, г. Киев-5, а/я 5

Подписной индекс в каталогах «Укрпошта» и «Роспечать» — 22858 Издатель: © Издательский дом СофтПресс © Copyright by MM, Vogel Business Media GmbH & Co KG. Wuerzburg, Germany Издатели: Евгений Шнурко, Владимир Табаков Главный редактор: Алексей Рыбка Ответственный секретарь: Анна Лебедева Производство: Елена Корж, Иван Таран Фото: Александр Зенич Маркетинг, распространение: Ирина Савиченко, Екатерина Островская Региональные представительства: Днепропетровск: Игорь Малахов, тел. (056) 744377336, e3mail: malahov@mercury.dp.ua Донецк: Begemot Systems, Олег Калашник, тел. (062) 312355349, факс (062) 304341358, e3mail: kalashnik@hi3tech.ua Львов: Андрей Мандич, тел. (067) 799351353, e3mail: mandych@mail.lviv.ua Тираж — 10 000 экземпляров Цена договорная Издание зарегистрировано Министерством юстиции Украины. Свидетельство о государственной регистрации печатного средства массовой информации. Серия КВ № 1520233774ПР от 12.05.2009 г. Адрес редакции и издателя: г. Киев, ул. Героев Севастополя, 10 телефон: 585382382 (многоканальный) факс: (044) 585382385 Germany: Vogel Business Media GmbH & Co KG. Wuerzburg, Tel. 049 931 418 2545, Fax 049 931 418 2640 Международные отделы: Austria: Technik & Medien Verlagsges.m.b.H., Hietzinger Kai 175, A31130 Wien Tel. 0043 1876 8379 0, Fax 0043 1876 8379 15 Great Britain: Crane Media Partners Ltd. Tel. 044 208 237 8601, Fax 044 208 748 6580 Hungary: Vogel Publishing Kft., Tel. 000361 327 4568, Fax 000361 267 9100 Poland: MM Edytor S.C.,ul. Powstancow 34, PL3403954 Katowice, Tel./Fax 0048 32 256 3277 USA and Canada: Vogel Europublishing, Inc. Tel. 001 925 648 1170, Fax 001 925 648 1171 Taiwan: Taiwan Bright Marketing & Communication Co., Ltd. Tel. 0886 22755 7901, Fax 0886 22755 7900 Turkey: Duenya Yayincilik A.S., «GLOBUS» Duenya Basinevi, 100, Yil Mah., TR334440 Bagcilar3Istanbul, Tel. 090 212 629 0808, Fax 090 212 431 3815 Czech Republic: INDUSTRIA Press s.r.o., U Seradiste 7, CZ310100 Praha, Tel. 0420 267 216 405, Fax 0420 267 216 440 Switzerland: Fachpresse Zuerich AG, Trudi Halama, Tel. 00041 1445 3333, Fax 00041 1445 3344 Japan: Mr. C. H. Yiu,Tel./Fax 00813 3488 3823 Israel: Israeli3German Chamber of Commerce and Industry, P.O.B. 3488, IL3Ramat3Gan 52 134, Tel. 009723 613 3515, Fax 009723 613 3528 Отпечатано: ООО «Юнивест Принт» 08500, Киевская обл., г. Фастов, ул. Полиграфическая, 10 Полное или частичное воспроизведение или размножение каким бы то ни было способом материалов, опубликованных в настоящем издании, допускается только с письменного разрешения ИД СофтПресс. Все упомянутые в данном издании товарные знаки и марки принадлежат их законным владельцам. Редакция не использует в материалах стандартные обозначения зарегистрированных прав. На обложке использована фотография, предоставленная компанией Siemens. За содержание рекламных материалов ответственность несет рекламодатель.

АНОНС читайте в следующем номере

Энергетика. Экология

Исполнилось пять лет с момента принятия энергетической стратегии Украины на период до 2030 года. Произошли ли за это время намеченные изменения в структуре потребления топливно3энергетических ресурсов в целом по стране и в промышленности в частности? Есть ли примеры реакции производственных предприятий на стимулы, задекларированные в законе об энергосбережении? Дал ли этот закон заметный импульс к внедрению технологий, снижающих энергоемкость отечественной продукции?

Статьи и обзоры: Теплогенераторы для отопления и горячего водоснабжения промышленных предприятий Возобновляемые источники энергии Украинский рынок технической теплоизоляции Энергосберегающие системы промышленного освещения

Три в одном: тригенерационные установки вырабатывают электричество, тепло и холод

Возможны изменения, вызванные приоритетностью публикаций ММ. Деньги и Технологии Январь–февраль 2011

m3-reklama.qxd

24.03.2011

16:57

Page 34

ВЫСТАВКА

РАИНСКАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ

ОРГАНИЗАТОРЫ: ОАО «Зарубеж-Экспо» СООРГАНИЗАТОРЫ: Торгово-промышленная палата РФ Международная Ассоциация Фондов Мира (МАФМ) ПРИ ПОДДЕРЖКЕ: Министерства иностранных дел РФ, Министерства промышленности и торговли РФ, Министерства экономического развития РФ, Отраслевых министерств РФ и Украины Торгово-промышленной палаты Украины Украинского Союза промышленников и предпринимателей ОБШИРНАЯ ДЕЛОВАЯ ПРОГРАММА: Тематические круглые столы в министерствах и ведомствах Украины

РАЗДЕЛЫ ВЫСТАВКИ: ЭНЕРГЕТИКА

5-7 СЕНТЯБРЯ 2011 г.

КИЕВ, УКРАИНА

МАШИНОСТРОЕНИЕ НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ МЕТАЛЛУРГИЯ ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО СТРОИТЕЛЬСТВО ТРАНСПОРТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЕ И ИННОВАЦИОННЫЕ ОТРАСЛИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ И СВЯЗЬ РЕГИОНАЛЬНАЯ НЕДВИЖИМОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ И СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ: «УКРАИНСКИЙ ДОМ», КРЕЩАТИК, 2. ОАО «Зарубеж-Экспо» www.exporf.ru info@zarubezhexpo.ru +7(495)637-5079, 637-3633, +7(499)766-99-17, 766-92-82 Многоканальный номер +7(495)721-32-36