Об умных домах знают уже почти все. А что насчёт «Умного завода» — системы, которая вела бы учёт всех показателей, оптимизировала потребление ресурсов и уведомляла операторов о неполадках на производстве? Об этой новой и, без преувеличения, уникальной технологии, которая появилась у нас в конце 2020 года, рассказывают инженер-программист Антон Журавлёв, инженер по энергетическим процессам Алексей Поляков и директор завода Юрий Лобанов.
Что такое «Умный завод»?
Антон Журавлёв: Это автоматизированная система сбора данных о текущем состоянии оборудования на различных объектах. Как это функционирует?
Информация в виде физических значений, например температура, обрабатывается датчиками. Далее электрический сигнал с датчика (ток или напряжение) поступает в контроллер — основное звено управления. Контроллер считывает входные параметры с помощью специально разработанной программы. В результате имеем надзор за необходимым нам процессом и управление им.
«Контроллер считывает входные параметры с помощью специально разработанной программы. В результате имеем надзор за необходимым нам процессом и управление им»
Кроме того, все собранные данные архивируются и отображаются в виде графиков. Благодаря этому мы можем проанализировать работу завода, сравнить аналогичные периоды, например зимние сезоны в разные годы, и определить, как ещё можно повысить эффективность. Для этого используются методы регрессионного анализа.
Как появилась идея создать такую систему?
Алексей Поляков: Всё началось с одной задачи в проекте «Энергоэффективность». На заводе около 30 постоянно действующих вентиляционных установок в разных помещениях. Но бывает, что им незачем работать. Например, персонал, особенно в административно-бытовом корпусе, ночью и в выходные дни не присутствует на рабочем месте. Получается, если там никого нет, вентиляционная установка потребляет тепловую и электрическую энергию вхолостую. Логично, что это надо было автоматизировать с использованием алгоритма работы по календарю.
Антон: Да, история «Умного завода» началась, когда служба эксплуатации обратилась в группу техподдержки завода с вопросом, можно ли удалённо включать и выключать системы вентиляции и контролировать их состояние. С задачей в итоге справились: разработали специальную программу. А когда составляли стратегию проекта, стало очевидно, что, помимо вентиляционных, к нему можно подключить и другие инженерные системы. Это и стало началом «Умного завода».
Какие ещё объекты работают под контролем «Умного завода»?
Юрий Лобанов: Сейчас под контролем «Умного завода», помимо вентиляционных установок, находится также семь скважин.
Есть несколько значимых моментов, которые стоит учитывать при работе с ними. Во-первых, затраты энергии на добычу и очистку кубического метра воды для каждой скважины разные. Во-вторых, на скважинах установлены лимиты по водозабору, которые нужно соблюдать и контролировать. Делать это вручную очень сложно, требуется много человеческого времени. И в-третьих, потребление воды зависит от объёмов производства и сезонности.
«Умный завод» всё это учитывает. Система включает или выключает оптимальные скважины, не допускает превышения лимитов и обеспечивает диспетчеризацию и контроль параметров. Например, потребление электроэнергии на кубический метр воды, контроль тока на насос и т. д. Система может анализировать эти показатели в реальном времени и выдавать сообщения о каких-то аномалиях, отказах и проблемах в работе скважин. Такая аналитика нужна для немедленной диагностики и своевременного ремонта.
Проект уже закончен или планируются нововведения?
Антон: То, как сейчас выглядит «Умный завод», — это первая версия, которая, можно сказать, работает в режиме бета-тестирования. Мы выявляем недостатки и накапливаем материал для скорого обновления. В целом проект имеет большой потенциал, так что это надолго. Планируем постоянно совершенствовать систему. Одно из дополнений, по сути, уже сделано.
«Проект стартовал в конце 2020 года всего с двумя вентиляционными системами, а сейчас подключены уже девятнадцать, а также скважины и три котла газовой котельной»
Юрий: «Умный завод» развивается вширь по количеству различных инженерных систем предприятия. Это и дополнительные системы вентиляции, управления скважинами, диспетчеризации котельной, управления воздушно-компрессорной станцией, тепловым пунктом и т. д.
Также он развивается вглубь в плане функциональности. Пример — проект управления электрической мощностью для значительного сокращения затрат на электроэнергию. В перспективе развития есть уже целый список новых задач.
Алексей: Есть ещё много кластеров, в которых будет задействован «Умный завод». Уже разработана программа развития. Так, в этом году мы собираемся реализовать проект управления мощностью предприятия с помощью инновационных систем для снижения тарифа на электроэнергию. Дальше — оптимизация компрессоров сжатого воздуха и система учёта.
Полностью ли автоматизирован «Умный завод» или ему всё же необходим персонал?
Антон: Мы стараемся сделать «Умный завод» максимально автоматизированным, но без участия человека не обойтись. Поэтому дополнительно разработали систему человеко-машинного интерфейса, она установлена на отдельном персональном компьютере.
Так, при необходимости можно управлять всеми системами вручную. Кроме того, дежурный оператор видит всё, что протекает на установках. Если произошла какая-то внештатная ситуация, оператор получает уведомление и принимает соответствующие меры. Это снижает время на реагирование и исправление неполадок, и мы экономим ресурсы.
Юрий: Дежурные получают информацию в СМС-сообщениях, письмах по электронной почте и непосредственно через компьютер. Самый простой пример сценария внештатной ситуации — отказ системы вентиляции в столовой. Раньше источником информации служили жалобы сотрудников, которые чувствовали неприятные запахи в помещении. Реакция персонала на устранение этой проблемы занимала часы.
«Сейчас система диспетчеризации даёт возможность немедленно получить данные об отказе системы, меры будут приняты в тот же момент. И таких ситуаций может быть много»
К каким результатам удалось прийти за полгода работы системы?
Алексей: Только благодаря управлению вентиляцией за 2021 год мы сэкономили в среднем два миллиона рублей на тепловой и электроэнергии. Такой эффект мы планировали сразу, именно он и послужил обоснованием введения системы.
Результаты проекта влияют на себестоимость нашего продукта, повышают рыночную конкурентоспособность. Кроме того, «Умный завод» и оптимизация потребления ресурсов, электроэнергии и газа, снижает антропогенный фактор: мы меньше воздействуем на окружающую среду за счёт сокращения выбросов СО2.
Есть ли аналоги «Умного завода» или это уникальная разработка?
Антон: Насколько мне известно, крупные пивоваренные компании уже применяют энергоэффективные решения, это довольно-таки распространённая стратегия. Но обычно это глобальные проекты.
Мы же работаем локально: находим решение отдельных задач и реализуем все технологии своими силами. Так что о системах, похожих на «Умный завод», на других предприятиях я не слышал, тем более в пивной отрасли.