Kopalnia KWK Knurów, która ma ponad 108 lat tradycji, zrobiła milowy krok w zarządzaniu – od rozproszonego sterowania urządzeniami w zakładzie, do jednego z najnowocześniejszych na Śląsku rozwiązań, umożliwiającego centralne zarządzanie całą linią produkcyjną.
Zadaniem Zakładu Przeróbki Mechanicznej Węgla jest oddzielenie węgla od kamienia z urobku wydobytego w kopalni, przy pomocy szeregu procesów technologicznych. Linie technologiczne, składające się z kilkuset urządzeń, pozwalają na przeprowadzenie procesu wzbogacania węgla do mikronowej wielkości ziaren. Węgiel wzbogacony i posortowany zgodnie z wymogami jakościowymi odbiorców zostaje załadowany do wagonów kolejowych i wyekspediowany.
Wyzwanie
Przed modernizacją każdy z etapów technologicznych sterowany był oddzielnie, w oparciu o odmienne, nie współpracujące ze sobą, standardy. Tworzyło to zbędne koszty eksploatacji i modernizacji maszyn, a także zwiększało ryzyko usterek i związane z nimi wydatki. „Dawna dyspozytornia przypominała sklep z monitorami. W przypadku awarii czasem trudno było odnaleźć właściwy kabel wśród setek przewodów” – obrazowo ujmuje sytuację Eugeniusz Górka, Sztygar Zmianowy w Ruchu Knurów.
Jednak nie tylko brak unifikacji i anachroniczna infrastruktura stanowiły problem dla służb utrzymania ruchu kopalni. Optymalizację procesu produkcyjnego, nie ograniczającego się jedynie do utrzymania ruchu w zakładzie, dodatkowo utrudniał brak dokładnych danych o jego przebiegu.
Realizacja
Dwa lata temu, zamiast finansowania jedynie bieżących napraw serwisowych systemów sterowania produkcją, jak miało to miejsce do tej pory, kopalnia zdecydowała się całościowo zmodernizować sterowanie ciągami technologicznymi w zakładzie. W wyniku szeroko zakrojonych prac inwestycyjnych, rozproszone systemy zastąpiła jednolita sieć przemysłowa, zbudowana od podstaw w oparciu o spójny standard. Podstawowym elementem zastosowanym w automatycznym zarządzaniu cyklem technologicznym stały się kontrolery PACSystems RX3i od GE Intelligent Platforms – dedykowane dla rozwiązań i gałęzi przemysłu, gdzie liczy się niezawodność. Podobnie, spośród funkcjonujących w zakładzie standardów informatycznego zarządzania produkcją wybrano jeden – Platformę Systemową Wonderware. Ten wybór pozwolił szybko wdrożyć inwestycję i spełnia oczekiwania co do łatwości obsługi oraz niezawodności funkcjonowania.
Nowa infrastruktura techniczna umieszczona została
w specjalnie przygotowanych pomieszczeniach – oprogramowanie Wonderware zainstalowano na serwerach w klimatyzowanych szafach nowej serwerowni. Serwerownia posiada podwójną instalację zasilającą, światłowodową, system gaszenia i zdalnej kontroli otoczenia, co sprawia, że do minimum ograniczone zostało ryzyko awarii systemu.
Najbardziej wyeksponowanym, a zarazem widowiskowym elementem inwestycji jest nowoczesne Centrum Zarządzania Ruchem ZPMW Centrum, czerpiące dane z aplikacji będących częścią Platformy Systemowej Wonderware. Aplikacja Wonderware Historian Client gromadzi i analizuje dane procesowe. Natomiast Wonderware InTouch umożliwia wizualizację pracy urządzeń w zakładzie i śledzenie produkcji, włącznie z przebiegiem i jakością procesów oraz kontrolą wydajności maszyn. Pomieszczenie nowej sterowni wyposażono w ścianę graficzną – tzw. „videowall” – na której wyświetlany jest w czasie rzeczywistym przebieg całego procesu technologicznego w zakładzie.
Powyższe rozwiązanie umożliwia – z poziomu Centrum Zarządzania Ruchem – centralne sterowanie procesami produkcyjnymi. Dzięki temu można szczegółowo analizować wybrany fragment procesu i automatycznie go bilansować, a także prześledzić cykl technologiczny od początku – czyli od taśmy transportującej wydobyty urobek aż po załadunek węgla na wagony kolejowe. Jak już wspomniano, aplikacje Wonderware pozwalają na połączenie sterowania z wizualizacją i archiwizacją danych. Informacje gromadzone są w jednej przemysłowej bazie danych Wonderware Historian i udostępniane w formie zestawień i raportów, z której mogą korzystać również użytkownicy pozostałych systemów informatycznych funkcjonujących w KWK Knurów–Szczygłowice. Mimo, że wszystkie elementy systemu zintegrowano w jedno spójne rozwiązanie, całość jest przejrzysta, elastyczna i otwarta, co oznacza możliwość modyfikacji oraz szybkiego włączania dodatkowych urządzeń do procesu technologicznego.
Kluczowym etapem inwestycji był dobór i zakup elementów, z których wykonano system. Zdecydowano się na zakup towarów od jednego dostawcy, ze względu na gwarancję łatwej konfiguracji sprzętu, zapewnienie kompatybilności poszczególnych komponentów, a także optymalizację serwisowania i zdalnego sterowania.
Głównym wykonawcą i integratorem systemu jest firma Carboautomatyka S.A., która posiada potencjał techniczny oraz wykwalifikowaną kadrę inżynierską w celu kompleksowej realizacji obiektów przemysłowych pod klucz.
Na etapie doboru elementów rozwiązania pomocą służyli także eksperci ASTOR. Ułatwiło to uzyskanie zakładanej funkcjonalności systemu, a także skompletowanie właściwych urządzeń do zasilania, sterowania oraz wizualizacji pracy obiektów, czy obsługi funkcji ruchu oraz komunikacji przemysłowej.
Korzyści
“Obecnie zakład dysponuje jednym z najnowocześniejszych na Śląsku rozwiązań do zarządzania produkcją. Mamy pełniejsze dane, dzięki czemu możemy szybciej podejmować decyzje. Stworzyliśmy platformę, która ułatwi rozwój zakładu” – podsumowuje Andrzej Molenda, Główny Inżynier Działu Przeróbki Mechanicznej Węgla Kopalni Knurów–Szczygłowice.
Oprogramowanie Wonderware daje możliwość przejrzystego monitorowania pracy maszyn oraz automatycznego gromadzenia danych produkcyjnych, co pozwala na szybki wgląd w wiarygodne informacje. Twórcy systemu dołożyli starań, by dane były łatwo dostępne, dlatego też praca urządzeń raportowana jest w formie arkuszy kalkulacyjnych Excel oraz plików Word wbudowanych w Platformę Systemową Wonderware. Dane do raportów, przebiegów pracy i zestawień przedstawione są w postaci wykresów i tabel ułatwiających analizę. Ponadto przemysłowa baza danych Wonderware Historian jest zintegrowana z pakietem Microsoft Office, co dodatkowo upraszcza tworzenie dokumentów i przetwarzanie wiadomości.
„Efekt końcowy pozwala klientowi na oszczędności ekonomiczne, bo to o nie głównie chodzi. Przejawia się to w zwiększonej efektywności produkcji, zmniejszeniu zużycia energii oraz surowców niezbędnych do produkcji węgla, szybszej reakcji na zaistniałe zdarzenia oraz poprawie jakości produkowanego węgla” – podsumowuje Marek Wyżykowski, Dyrektor Zakładu Realizacji Inwestycji Przemysłowych Carboautomatyka SA.
Fot.: Astor
