Implementácia modulu údržby VOIS-TPM v Teplárni Košice

Presun základnej funkcionality systému údržby strojov a zariadení do riadiaceho systému PLC

Naša spoločnosť M-D-J, spol. s r.o. (ďalej M-D-J) má vyvinutý vlastný systém údržby VOIS-TPM (VOIS – výrobne orientovaný informačný systém, TPM – totálne produktívna údržba), ktorý spĺňa všetky funkcie moderných systémov údržby, má moduly:

 Evidencia činností údržby (preventívnych aj korektívnych)
 Implementácia autonómnej údržby – hlásenia údržby
 Natívny kalendár údržby
 Meranie a vyhodnocovanie parametrov údržby (OEE a iné)  
 Integrácia činností údržby s príslušnou dokumentáciou
 Reporting

V rámci projektu Výstavba technológie na vysokoúčinnú kombinovanú výrobu elektriny a tepla v Teplárni Košice, a.s. boli inštalované a uvedené do prevádzky 4 kogeneračné jednotky s elektrickým výkonom 4x 9,375 MWe a tepelným výkonom 4x 8,598 MWt pri teplote výstupnej horúcej vody monimálne 90°C a teplote vratnej vody maximálne 60°C. Plynové motory vyrábajú elektrickú a tepelnú energiu podľa potrieb investora s možnosťou rýchleho nábehu do prevádzky pre poskytovanie podporných služieb a potreby dodávky do horúcovodnej a elektrizačnej sústavy.

Táto nová výrobná technológia je integrovaná do existujúcej výrobnej infraštruktúry parných kotlov, turbogenerátov a elektrokotlov celoročne, aj v letnej aj v zimnej prevádzke. V UPM strome výroby a údržby bola nová technológia umiestnená na úrovni haly Strojovňa ako technologický celok Kogeneračný zdroj (ďalej KGZ), kde sú jednotlivé kogeneračné jednotky výrobnými agregátmi KGJ1 až KGJ4. Z pohľadu riadiacich systémov je celá technológia riadená prostredníctvom riadiacich systémov PLC s procesorovými modulmi ControlLogix® 1756-L85E a frekvenčných meničov PowerFlex® 753 od Rockwell Automation®, zapojených v kruhovej redundantnej sieti. Architektúra IaRS, uvedená na Obr. 1 pozostáva zo štyroch podradených riadiacich modulov pre jednotlivé kogeneračné jednotky KGJ1 až KGJ4. Každá kogeneračná jednotka z pohľadu riadenia pozostáva z generátora (G), plynového motora (PM), riadiacej jednotky generátora (GCC), riadiacej jednotky plynového motora (ECC) a súvisiacich technologických častí.

Riadiaci systém kogeneračného zdroja SKRKGZ je nadradeným centrálnym riadiacim modulom pre všetky kogeneračné jednotky. Nad systémom kogeneračného zdroja je riadiaci modul MORES (multifunkčný optimalizačný riadiaci a energetický systém), integrujúci všetky jestvujúce zdroje elektrickej a tepelnej energie SKR-KGZ a SKR-TGx, ktorý optimálne rozvrhuje výrobu elektriny a tepla na jednotlivé výrobné agregáty.

Všetky technologické veličiny sú historizované v centrálnom historizačnom systéme, nad ktorým je výrobný portál. Súčasťou výrobného portálu je aj modul údržby výrobnej technológie VOIS-TPM.

V prípade sektora energetiky, ktorý je primárnym sektorom hospodárstva je nevyhnutné mať bezodkladne vykonané všetky preventívne činnosti jednotlivých strojov a zariadení.

Navyše, kogeneračné jednotky sú pomerne sofistikované agregáty na údržbu. Korektívne činnosti údržby, ak sa vyskytnú, musia byť taktiež vyriešené veľmi efektívne, aby boli prestoje pre distribúciu tepla do mestskej siete minimálne. Väčšina systémov údržby funguje paralelne a pomerne „nezávisle“ od riadiacich systémov.

Preventívne činnosti sú do nich zadávané izolovane, činnosti sú časovo-inicializované na základe časových cyklov ich vykonania a len výnimočne sú udalostne-inicializované, napr. na základe motohodín prevádzky. V tomto projekte však bola požiadavka upraviť systém údržby tak, že celá procedurálna logika rozvrhovania činností údržby bude implementovaná priamo na úrovni centrálneho riadiaceho systému SKR-KGZ.

Pre každú preventívnu činnosť údržby bolo vytvorené trojrozmerné pole preventivna_cinnost_n[i][j][k], kde jednotlivé indexy poľa reprezentujú (Obr. 2):

i. index kogeneračnej jednotky
(0 – KGJ1, 1 – KGJ2, 2 – KGJ3, 3 – KGJ4)

j. index inicializácie preventívnej činnosti
(0 – inicializovaná pomocou motohodín, 1 – časovo inicializovaná)

k. index parametra definujúceho preventívnu činnosť
(0 – periodicita, 1 – mimo periodicity, 2 – počet jednotiek do servisu, 3 – preplánovateľná, 4 – fixný termín, 5 – servisný alarm, 6 – RFID zamestnanca, 7 – stav stroja, 8 – plánovaná dĺžka vykonania, 9 – servis vykoná)

Na úrovni Výrobného portálu sú všetky údaje preventívnych činností zobrazené priamo z historianu, kde sú historizované všetky prvky polí ako samostatné body (angl. points).

Zaradenie programovej logiky údržby priamo do centrálneho systému SKR-KGZ prinieslo niekoľko výhod:

1. Rozvrhovanie výroby energií je prepojené s presnými informáciami o plánovaných činnostiach údržby priamo v PLC, kde sa dajú podľa rozsahu elektrického výkonu jednotlivé kogeneračné jednotky radiť do prevádzky alebo vyradiť mimo prevádzky na základe servisného plánu, príp. vzhľadom na servisné hodiny a opotrebovanie.

2. Historizácia všetkých servisných technologických veličín spolu s ostatnými technologickými veličinami v jednej centrálnej databáze typu historian, bez potreby prepájania sa s inými SQL a noSQL databázami pre potreby korelácie dát. Proces evidencie činnosti údržby je takto integrovaný s udalosťami vo výrobnej technológii, čo významne zjednodušuje reporting. V tomto projekte sa napr. historizujú aj signály o otvorení a zatvorení dverí rozvodných skríň.

3. Systém notifikácií údržby prostredníctvom emailov a SMS správ pre kľúčových pracovníkov údržby priamo z Asset Framework.

Na úrovni Výrobného portálu sú všetky údaje preventívnych činností zobrazené priamo z historianu, kde sú historizované všetky prvky polí ako samostatné body (angl. points).

Na Obr. 3 je uvedený príklad servisnej obrazovky z výrobného portálu, kde sú uvedené parametre servisných činností pre jednotlivé kogeneračné jednotky.

Od roku 1993 spájame výskum a vývoj s praxou na trhu automatizácie, umelej inteligencie, robotiky a kybernetiky.

  M-D-J, spol. s r. o.

Rampová 6,
040 01 Košice, Slovensko

IČO: 31678378
IČ DPH: SK2020485511

  Prevádzky spoločností

Omská 14 a Rampová 6,
040 01 Košice, Slovensko

  Kontakty
 

 +421 55 625 6815
   mdj@mdj.sk