Azoty Tarnów system telemetrii i monitoringu mediów produkcyjnych Zakłady Azotowe w Tarnowie-Mościcach S.A. to firma z branży chemicznej, zajmująca się produkcją tworzyw sztucznych, nawozów mineralnych i chemikaliów dla przemysłu chemicznego. Firma łączy ponad 80-letnią tradycję z nowoczesnością, stale udoskonalając technologię i podnosząc jakość, oferowanych produktów, wysoko cenionych na rynkach krajowych i zagranicznych. Specyfika przedsiębiorstwa branży chemicznej i szeroki zakres produkcji powodują, iż zakład operuje mediami produkcyjnymi o właściwościach toksycznych, palnych lub wybuchowych, jak również wysoko kosztownymi mediami energetycznymi, stosując w procesie produkcji skrajne ciśnienia oraz ekstremalne temperatury. To w połączeniu z dużą rozległością zakładów, dbaniem o bezpieczeństwo pracy i przestrzeganie norm, a tym samym właściwe kontrolowanie procesów produkcyjnych powoduje konieczność ciągłego monitoringu kluczowych parametrów wszelkich mediów produkcyjnych. Użytkownik systemu: Zakłady Azotowe w Tarnowie- Mościcach S.A. Integrator systemu: Automatyka Sp. z o.o. Wykorzystane produkty: Wonderware: InTouch Historian SATEL: Radiomodemy Korenix: Akcesoria sieciowe Zakłady Azotowe, do gromadzenia danych stosowały lokalne monitorowanie, w tym celu wykorzystując zainstalowane wcześniej informatyczne systemy przemysłowe, jakimi były stacje wizualizacyjne Wonderware InTouch. Struktury te pozwalały na archiwizację podstawowych parametrów zużycia głównych mediów energetycznych, czyli metanu oraz pary, jak również ścieków. Pozytywne doświadczenia użytkowników rozwiązania, zaowocowały podjęciem działań przez Zarząd Techniczny Zakładów Azotowych, mających na celu wdrożenie kompleksowego systemu monitoringu mediów dla zakładu. Inwestycja zakładała pełny monitoring mediów energetycznych i produkcyjnych oraz stworzenie centralnego archiwum danych i raportów o ich jakości i zużyciu. Media produkcyjne i energetyczne Monitoringiem zostały objęte następujące media: energia elektryczna, Azoty Tarnów system telemetrii i monitoringu mediów produkcyjnych Strona 1 z 5
powietrze technologiczne i sterownicze, woda technologiczna, grzewcza oraz pitna, para o różnym stopniu kompresji, gospodarka wodno-ściekowa, amoniak, metan, z prognozowaniem zużycia tego medium, w związku z limitami zakupu i grożącymi w związku z tym wysokimi karami umownymi. Docelowo monitoringiem objęto wszelkie instalacje związane z dostarczaniem, produkcją oraz zużyciem mediów, co pozwoliło na zwiększenie ekonomiki poboru, racjonalizację zużycia i zmniejszenie kosztów ich wytwarzania. Do systemu monitoringu włączono kilkadziesiąt obiektów, w tym duże centra produkcyjne: elektrociepłownię, wraz ze stacją uzdatniania wody dla elektrociepłowni, podstacje elektryczne linii wysokiego i średniego napięcia, gdzie monitorowane są parametry energii elektrycznej, na podstawie informacji zbieranych z liczników energii, centralną oczyszczalnię ścieków, chemiczną oczyszczalnię ścieków oraz kolektory ściekowe zakładu, pompownię wody technologicznej i pitnej oraz stacje uzdatniania wody, generator azotu firmy AirLiquid, stację sprężarek powietrza technologicznego, stacje osuszania powietrza sterowniczego, sprężania powietrza i wytwórni ciekłego CO2, instalację sprężonego kwasu azotowego oraz rozkładnię metanu, zasilacze awaryjne UPS, wszystkie wydziały produkcyjne. Azoty Tarnów system telemetrii i monitoringu mediów produkcyjnych Strona 2 z 5
Dodatkowo, do systemu monitoringu włączona została stacja meteo oraz ciepłomierze. Stacja meteo dostarcza dane o ciśnieniu, temperaturze i wilgotności powietrza oraz kierunku i sile wiatru, które to parametry stanowią bardzo ważny element systemu monitoringu. Na ich podstawie bowiem, w przypadku alarmu o chemicznym skażeniu gazowym, wytyczane są kierunki ewakuacji pracowników. Z kolei monitoring ciepłomierzy zapewnia możliwość rozliczeń z zewnętrznym odbiorcą energii cieplnej, czyli Miejskim Przedsiębiorstwem Energetyki Cieplnej w Tarnowie. Budowa sieci telemetrycznej Duża powierzchnia zakładu wymagała zaprojektowania rozległej sieci przemysłowej, koniecznej do akwizycji danych z systemów automatyki przemysłowej oraz urządzeń pomiarowych rozmieszczonych na różnych obiektach. W zależności od uwarunkowań terenowych, potrzeb i możliwości komunikacyjnych urządzeń, zastosowano różne standardy wymiany danych. Szkielet sieci telemetrycznej oparty został o ring światłowodowy, do którego zbiegają trasy światłowodowe oraz miedziana skrętka. Fragmenty sieci komunikacyjnej z kolei, oparte są o sieć szeregową RS485, połączoną z siecią Ethernet, za pomocą konwerterów lub bezpośrednio z komputerami komunikującymi się dalej w sieci Ethernet. Do obiektów leżących na obrzeżach Zakładów lub obiektów o utrudnionym dostępie, zastosowano komunikację poprzez bezprzewodowe łącza Ethernet, zabezpieczone sprzętowym szyfrowaniem. Konieczne było również zastosowanie radiomodemów do bezprzewodowej transmisji danych, w oparciu o sieć szeregową RS232. Ponadto, komunikacja z kilkoma obiektami realizowana jest przez DSL-owe modemy telefoniczne. Do zbudowania sieci wykorzystano akcesoria sieciowe firmy Korenix oraz radiomodemy SATEL, dostarczone również przez firmę ASTOR. Akwizycja danych Duża liczba urządzeń od różnych producentów, z których informacje gromadzone są w centralnej bazie danych, wymusiła potrzebę zastosowania wielu różnych protokołów komunikacyjnych. Ponadto, w licznych przypadkach zrealizowanie komunikacji ze specyficznymi urządzeniami (np. zasilaczami awaryjnymi UPS), wymagała napisania dedykowanego programu komunikacyjnego, w języku programowania DELPHI oraz zastosowania transferu plików z danymi przemysłowymi, z wykorzystaniem FTP. Jednak głównym źródłem danych są przemysłowe systemy sterowania, w dużej części oparte o rozwiązania GE Inteligent Platforms, umożliwiające łatwą komunikację i dostęp do danych przez standardowe programy komunikacyjne. Azoty Tarnów system telemetrii i monitoringu mediów produkcyjnych Strona 3 z 5
Przemysłowa baza danych gromadzenie i archiwizacja danych Dane zebrane z systemów automatyki oraz urządzeń pomiarowych są gromadzone, przy pomocy sieci telemetrycznej, w Wonderware Historian. Rozwiązanie to stanowi centralny system danych historycznych, automatycznie gromadzący i archiwizujący ogromne ilości, szybko zmieniających się wartości. Zapis danych przez Wonderware Historian zapewnia osiągnięcie dokładności przechowywania danych na poziomie 3.3ms. Świadczy to o dużej uniwersalności zastosowania, zarówno do gromadzenia danych z procesów, w których dane zmieniają się stosunkowo rzadko, jak i przy procesach charakteryzujących szybką i częstą zmianą wartości parametrów. Z kolei zoptymalizowane sposoby zapisywania gromadzonych wartości powodują, że Wonderware Historian może zostać zainstalowany na klasycznym komputerze, bez konieczności stosowania zaawansowanych technicznie rozwiązań sprzętowych. Analiza danych i raportowanie Do analizy danych i raportowania wykorzystywane są programy raportowe Wonderware Active Factory oraz stacje wizualizacyjne InTouch. Zastosowanie wspomnianych programów pozwala na dostęp do bieżących danych i analizę danych historycznych, ułatwiając pracę kadrze pracowniczej, zarówno bezpośrednio związanej z produkcją (operatorom, technologom, kierownikom centrów produkcyjnych), jaki i osobom odpowiedzialnym za rozliczenia zużycia mediów. Analizy wykonywane są na bieżąco (ad hoc) oraz w oparciu o przygotowane szablony raportów, których uruchomienie powoduje automatyczne pozyskiwanie danych, bezpośrednio z Wonderware Historiana. Korzyści z wdrożenia Zastosowanie nowoczesnego sytemu telemetrii i monitoringu ma pozytywny wpływ na wiele aspektów funkcjonowania przedsiębiorstwa. Wśród najważniejszych należy wymienić obniżenie kosztów produkcji, które zostało zrealizowane poprzez: dostęp w dowolnej chwili do bieżących informacji o kluczowych parametrach jakości mediów i ich zużyciu, zabezpieczanie przed przekraczaniem limitów i wyeliminowanie kar umownych zużycia metanu, racjonalizacja zużycia energii i redukcja kosztów energetycznych, zwiększenie ekonomiki poboru mediów, zmniejszenie kosztów wytwarzania mediów, dostarczanie na bieżąco pełnych informacji dla technologów. Zastosowanie najnowszych rozwiązań technicznych i informatycznych do budowy systemu telemetrii i monitoringu świadczą o nowoczesności Zakładu Azotowego oraz trosce o wysoką jakość produktów i niskie koszty produkcji. Stan ten bezpośrednio przekłada się na Azoty Tarnów system telemetrii i monitoringu mediów produkcyjnych Strona 4 z 5
konkurencyjność oferowanych wyrobów, z uwzględnieniem ciągłego nadzoru nad bezpieczeństwem pracy oraz ochroną środowiska. Instalację telemetrii i monitoringu mediów w zakładach w Tarnowie-Mościcach S.A. w całości wdrożyła firma Automatyka Sp. z o.o. z Tarnowa, Złoty Partner firmy ASTOR. Firma zajmuje się obsługą, montażem i rozruchami przemysłowych systemów pomiarów i sterowania, wykonywaniem oprogramowania sterowników i komputerowych systemów sterowania oraz wizualizacją procesów przemysłowych w rożnych branżach, w szczególności branży chemicznej. Zdjęcia udostępnione dzięki uprzejmości Zakładów Azotowych Tarnów (www.azoty.tarnow.pl) 1. Lucjan Knapczyk Specjalista Technolog Automatyka Sp. z o.o. Azoty Tarnów system telemetrii i monitoringu mediów produkcyjnych Strona 5 z 5