КАМАЗ

В декабре прошлого года предприятие ООО «ЭнергоТехПроект» осуществило полномасштабный запуск системы «МОДЕРНИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ГЛАВНОГО СБОРОЧНОГО КОНВЕЙЕРА 2 (ГСК-2)»

Система управления конвейерами Главного сборочного конвейера №2 (ГСК 2) была смонтирована в 1978 году и не претерпела значительных изменений. Межфункциональной группой по оценке технического состояния и соответствия условиям готовности интеграции СУ ГСК 2 к системе верхнего уровня выявлены ряд существенных отклонений, решение которых без замены силовой и аппаратно-программной части невозможно:

• Отсутствие синхронизации между конвейерами;
• Отсутствие автоматической настройки базы тележек ГСК 2;
• Отсутствие автоматической регулировки скорости и синхронизации скоростей конвейеров групп;
• Ограничение возможности оперативного регулирования скорости движения конвейера;
• Отсутствие автоматической визуализации состояния конвейера и его агрегатов и механизмов в реальном масштабе времени визуализации и АРМ по управлению работой конвейера;
• Неудовлетворительные возможности и решения по немедленной реакции на события на рабочих постах (аварийная остановка, остановка по событиям производственного характера);
• Невозможность интеграции СУ ГСК 2 с системой верхнего уровня информационными системами предприятия по типовым ETHERNET каналам коммуникации;
• Невозможность интеграции с МЭС системой.

Автоматизированная система Главного сборочного конвейера 2 (далее, ГСК-2) предназначена для управления и контроля работы приводов и механизмов, автоматизации управления хода производства, а также обеспечения взаимодействия со смежными средствами автоматизации второй линии сборки автомобилей КАМАЗ.

Модернизация системы управления ГСК-2 предусматривала следующие цели

• обеспечение оперативного управления скоростью главного конвейера, синхронизации скоростей между конвейерами групп;
• обеспечение контроля за выпуском тележек с регулировкой базы в соответствии с программой закладки рам;
• обеспечение визуализации процесса управления и контроля работы главного конвейера, контроль работоспособности и диагностика состояния оборудования автоматизации;
• обеспечение системы технологических, предупреждающих и аварийных сообщений, с глубиной архивации до 1 месяца;
• определение текущего фактического местоположения собираемого автомобиля, отображение текущего состояния конвейеров в реальном масштабе времени
• обеспечение аварийной остановки конвейера при возникновении угрозы жизни оператора или повреждения оборудования;
• визуализация информации о возможных проблемах на конвейере в процессе сборки;
• автоматическая остановка конвейера при превышении времени цикла на такт.

Основной целью модернизации ГСК-2 было - повысить эффективность, надежность, управляемость работы конвейера за счет внедрения автоматизированной системы управления группами конвейеров ГСК-2.

Второстепенными целями создания системы являлись:

• Модернизировать систему управления выпуском тележек с учетом изменяющихся в ходе производства требований по закладке автомобилей.
• Обеспечить оперативное управление скоростью и синхронизацией конвейеров.
• Обеспечить визуализацию процесса управления и контроль за состоянием и работоспособностью и диагностикой оборудования.
• Обеспечить техническую возможность и совместную работу по заданному алгоритму ГСК 2 и различного технологического оборудования.
• Обеспечить интеграцию СУ ГСК 2 с информационными системами предприятия.
  
  

При создании АС ГСК-2 предусмотрены исполнительные механизмы, средства автоматизации, серверное и программное обеспечение, необходимые для достижения заявленных целей.

Работы по подключению и испытаниям отдельных агрегатов проводились во время корпоративных отпусков согласно регламенту работы ПАО «КАМАЗ» и во время простоя конвейеров, с предварительным согласованием с ПАО «КАМАЗ», с исключением риска влияния для производств связанных со сборкой автомобилей КамАЗ.

Модернизация системы управления ГСК-2 реализована в следующих направлениях

• реализация базовой подсистемы автоматизации на базе программируемых логических контроллеров компании Siemens и силовой части с применением асинхронных электродвигателей со встроенным электромагнитным тормозом.
• реализация системы визуализации;
• реализация подсистемы управления работой сборочного конвейера;
• реализация подсистемы информационного управления хода производством;
• реализация подсистемы слежения и сопровождения сборочной единицы;
• обеспечение возможности  интеграции  со смежными  системами автоматизации,  а также с системой управления предприятием;
• обеспечение регулирования базы в подсистеме выпуска тележек.

Применяемые аппаратные и программные средства обеспечили возможность расширения функционала системы.

Система спроектирована как иерархически распределенная система с использованием стандартных протоколов межуровневого обмена. Компоненты ПТК разрабатывались на основе принципов модульности программного и аппаратного обеспечения и открытости программных и аппаратных стандартов. Открытость стандартов означает отсутствие патентов или авторских прав на спецификацию стандарта и его расширение, отсутствие лицензионной платы за их использование в период эксплуатации, широкую доступность продукции, выполненной на основе этих стандартов.

Комплекс системы обладает гибкой архитектурой, дружественностью пользовательского  интерфейса, возможностью взаимодействия с другими системами за счет совместимости широкого спектра стандартизованных изделий и программ на разных уровнях.

Базовая система автоматизации обеспечивает выполнение следующих функций

• оперативное и дистанционное управление скоростью конвейеров;
• синхронизацию скорости и положения между конвейерами;
• визуализацию процесса на локальных панелях оператора;
• формирование данных для подсистемы визуализации;
• обеспечение функций диагностики аппаратных средств, формирования соответствующих сообщений для систем визуализации;
• реализацию алгоритма контроля выпуска тележек, с регулировкой базы в соответствии с программой закладки рам;
• взаимодействие со  смежными  системами  автоматизации,  а  также  с  системой управления предприятием.
  
  

СУ ГСК 2 обеспечивает выполнение следующих алгоритмов и функций:

• контроль аварийных выключателей конвейеров, расположенных вдоль всей сборочной линии;
• контроль состояния электрооборудования приводных станций конвейеров;
• контроль состояния электрооборудования натяжных станций конвейеров;
• контроль и управление маслонасосами приводов конвейеров;
• контроль и управление вентиляторами двигателей приводов конвейеров.
  
  

Применяемый тип центрального процессора контроллера и его коммуникационные возможности обеспечивают запас производительности, с целью расширения функциональности системы (например, установку и включение в систему дополнительных устройств идентификации вдоль линии конвейера).

Электроснабжение оборудования системы конвейеров ГСК-2  обеспечивается  от двух вводов трехфазного напряжения 380В (±5%), 50 Гц – основного и резервного. Система электроснабжения системы управления конвейера обеспечивает функции автоматического включения резерва при пропадании напряжения на выбранном в работу вводе электроснабжения. При этом предусмотрен режим ручного переключения рабочего ввода электроснабжения.

Управление системой конвейеров ГСК-2 осуществляется оператором посредством  АРМ  оператора  или  операторских  панелей  на  шкафах  управления.

Управление  приводами  системы  конвейеров  с  операторских  панелей  на  шкафах управления используется в экстренных случаях при отказе АРМ оператора.

Функционал базовой системы управления  предусматривает два режима работы: автоматический и наладочный. В наладочном режиме предусматривается возможность включения конвейера в обратном направлении. При этом разрешение на включение конвейера в обратном направлении обеспечивается аппаратной блокировкой с помощью ключа на шкафу частотно-регулируемого преобразователя, а также пользовательской аутентификацией на панели управления соответствующей группой.

Система конвейеров ГСК-2 запускается и останавливается в автоматическом режиме согласно закладываемого графика работы и имеет возможность управления запуска или остановки как оператором из зала управления, так и с АРМ оператора основного (или резервного), установленного на месте диспетчера.

При организации сети базовой системы автоматизации предусмотрена установка сетевых коммутаторов с наличием резервных портов с целью возможного подключения дополнительных систем и устройств автоматики при дальнейшем развитии системы.

Система визуализации состоит из следующих подсистем:

• Подсистема управления работой сборочного конвейера.
• Подсистема информационного управления хода производством.
  
  

На экране АРМ системы управления работой сборочного конвейера отображается следующая информация:

• главный сборочный конвейер;
• выпуск тележек;
• приводные станции;
• кнопки управления (изменение скорости конвейера, настройка, журнал простоев, журнал аварий, график задания скоростей по времени, автоматический/наладочный режим управления, проверка состояния I/O узлов и механизмов);
• состояние аварийных и технологических кнопок.
  
  

С целью наиболее полной реализации функции автоматического управления в процессе сборки автомобилей, возможностей дальнейшего расширения системы, проектируемая система управления ГСК-2 обеспечивает интерфейсы взаимодействия со сторонними системами сборочного конвейера.

Взаимодействие с информационными системами ПАО «КАМАЗ» организовано на основе стандартизированных протоколов  обмена данными. Программное обеспечение системы управления содержит интерфейс взаимодействия с информационными системами предприятия.

Для реализации функций слежения на конвейере с привязкой к идентификационному номеру, а также для реализации контроля за выпуском тележек для регулирования шага стоек в зависимости от базы и длины шасси реализовано получение данных из информационной системы предприятия.

Подключение к корпоративной сети Ethernet предприятия, для обмена данными, осуществляют сотрудники ПАО «КАМАЗ».

Организация необходимого обмена данными с информационными системами ПАО «КАМАЗ» для осуществления логистических операций производится совместно с сотрудниками ПАО «КАМАЗ».

При интеграции проектируемых систем объектов руководствовались принципами системной унификации и стандартизации. Система позволяет  обновление операционной системы, реконфигурацию, обновление алгоритмов любой сложности всех своих резервированных узлов во время плановых остановок технологического процесса.

Для обеспечения надежности хранения данных выполняется планируемое периодическое резервное копирование ответственных данных (конфигурация, настройки, архивы, отчеты и т.п.) на устройства резервного копирования.

Гарантийный срок на систему составляет не менее 24 месяцев с момента ввода системы в промышленную эксплуатацию.

Срок службы системы  - не менее 10 лет.

Созданная система является  многофункциональной, восстанавливаемой, резервируемой, непрерывного действия. Технические средства системы характеризуются показателями безотказности и ремонтопригодности по основным выполняемым функциям.

Для обеспечения характеристик надежности, требуемого срока эксплуатации и обеспечения малого времени восстановления системы предусмотрен ЗИП, достаточный для эксплуатации системы в течение не менее 3 лет, объемом не менее 10% для каждого типа изделия, включая ЗИП на период ПНР.

Система по требованиям безопасности разрабатывалась в соответствии с ГОСТ 24.104-85, действующими Нормами и Правилами и с учетом требований технического задания Заказчика.

Комфортные условия работы персонала соответствуют действующим санитарным нормам по СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 "Гигиенические требования к персональным электронным вычислительным машинам и организации работы. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы".

Защищенность информации в cистеме

Защищенность информации в cистеме достигается комплексом организационных и технических мер безопасности, которые включают в себя физическое ограничение доступа к оборудованию, аутентификацию пользователей в Системе, разграничение уровней доступа к информационным ресурсам;

Доступ к системе из информационно-вычислительных сетей общего пользования (таких как Интернет) запрещен.

Обеспечен доступ к информации только для авторизованных пользователей и разграничить их по ролям.

Обеспечен контроль изменения хранимой в ИС информации.

Информация, содержащаяся в системе,  защищена от несанкционированного доступа, потери, искажения.

Задание набора разрешённых для пользователя функций осуществляется специалистом Заказчика с правами системного администратора.

Доступ пользователей к системе осуществляется согласно установленной в ПАО «КАМАЗ» Политики информационной безопасности, с согласованием службы безопасности.

Каждая роль соответствует определенному набору разрешений на доступ в системе. Каждый элемент системы содержит определенные операции,  выполнение которых может потребовать определенные права.

Для защиты информации в случае возникновения нештатных ситуаций  применяются следующие способы защиты в зависимости от ситуации:

• полное длительное  обесточивание  всей  системы  –  в  этом  случае  источники бесперебойного питания обеспечивают питание серверов и рабочих станций на время, достаточное для штатного завершения работы системы с целью сохранения информации;
• полное кратковременное обесточивание всей Системы. Работоспособность Системы в данном  случае   поддерживается  за  счет  использования  источников бесперебойного питания;
• отказ рабочей станции не приводит к потере информации необходимой для непосредственного управления процессом в автоматическом режиме;
  
  

Временный отказ технических средств или потери электропитания не приводят к нарушению функций отображения информации на центральных экранах системы.

Система реализована  на  технических  и  программных  средствах, обладающих патентной чистотой в Российской Федерации.

Технические средства, входящие в комплект поставки системы, имеют сертификаты соответствия, выданные органами Госстандарта РФ, а также, в случае необходимости, другими лицензирующими органами РФ.

Виды обеспечения, входящие в комплект поставки технических устройств,  разработаны в соответствии с действующими нормативами и стандартами.

Унификация программного обеспечения, входящего в состав системы, согласована с Заказчиком и  направлена на максимальное использование стандартных программных средств и модулей. В ходе разработки системы использовался структурный метод программирования и принцип модульности построения программных компонентов на основе единообразных связей и интерфейсов.

Унификация компонентов технического обеспечения предусмотрена во всех системах и подсистемах, входящих в комплект поставки технических устройств, применение полностью совместимых (электрически, конструктивно,  логически, информационно) средств микропроцессорной и вычислительной техники.