Energia XXV
Dodatek reklamowy do RZECZPOSPOLITEJ.
nr 296 (5766) 20 grudnia 2000 r.

Integracja informacji w zarządzaniu elektrownią
Nowe zasady prawa energetycznego wymusiły konieczność szybkiego rozliczania produkcji

 

Olbrzymie tempo zmian, postęp w telekomunikacji, wszechobecna informatyka i wynikająca z nich potęga informacji determinują nasze życie pod koniec XX wieku.

Przemiany dokonujące się wokół nas odcisnęły swoje piętno również w Elektrowni Turów S.A. W wyniku przeprowadzonej modernizacji wykonano prace prowadzące do zrównoważonego i prowadzonego współbieżnie z rozwojem systemów zarządczo-ekonomicznych, wdrożenia rozwiązań informatycznych w sferze produkcyjnej.

Zarządzanie produkcją

W latach 1996 – 98 wdrożono część finansowo-ekonomiczną Zintegrowanego Systemu Zarządzania (ZSZ) firmy Prokom, w tym moduły: księgowość, finanse, środki trwałe, gospodarka magazynowa, kadry, płace. Obecnie należy ją uzupełnić o część techniczną tzw. Podsystem Zarządzania Produkcją, który powinien wspomagać zarządzanie w zakresie:

 

• kontroli eksploatacji urządzeń, analiz parametrów pracy, czasów pracy i awaryjności;
• planowania remontów;
• wyboru wykonawców, przetargów, umów;
• zamawiania materiałów na potrzeby remontowe i eksploatacyjne;
• kontroli zaawansowania remontów;
• rozliczania kosztów remontów;
• opracowywania i kontroli wykonania budżetów oraz zapewnić integrację z działającymi modułami Zintegrowanego Systemu Zarządzania. System powinien umożliwić sprzężenie harmonogramu produkcji i remontów z planowaniem potrzeb materiałowych. Powinien zoptymalizować wykorzystanie maszyn, urządzeń, pracy, obiektów, energii, kapitału i informacji.

Dalsze prace powinny iść w kierunku wymiany modułów ZSZ – znakowych – na graficzne z funkcjonalnością zgodną z obecnymi i przyszłymi oczekiwaniami użytkowników.

Zintegrowany System Zarządzania rozwiązuje tylko część problemów związanych z gromadzeniem, przetwarzaniem i udostępnianiem informacji. Poza nim wykorzystuje się w elektrowni inne aplikacje. Do najważniejszych zaliczamy:

 

1. System do zarządzania dokumentami oraz przepływem informacji w pionie Inwestycji (SOI),
2. Pakiet programów do tworzenia i edycji dokumentacji technicznej (AutoCAD, Schema, Genius, przeglądarki Power Draw), oraz system do Zarządzania i Archiwizacji Dokumentacją Techniczną (PDM 9000),
3. System do zarządzania dokumentami oraz przepływem informacji na platformie Lotus Notes/Domino, wdrażany pilotażowo w Wydziale Informatyki,
4. Zbiór programów wspomagających służby techniczne: programy do ewidencji czujek, gaśnic i zapłonów; rozliczania Potrzeb Własnych Codziennych (PWC) i Miesięcznych (PWM), Zużycia mazutu, Bilans Odpadów Paleniskowych (BOP); programy do obliczeń cieplnych instalacji CO (Regdan, IN2 CO, Termo Danfoss); ochrony środowiska pracy: Dymek, Pyłek, Kabex, Mikroklimat, Delta, Luxus, Hałas, Helamina, Spectro2, Ochrona Środ. Pracy; program do ewidencji przyrządów Q-MS/GM; program do kosztorysowania (Norma),
5. Pakiet programów do obsługi innych służb elektrowni: do Ewidencji i Rozliczeń Świadczeń Socjalnych i Indywidualnej Karty Socjalnej, prowadzenia PKZP, pożyczek związkowych, mieszkaniowych, itp., ewidencji wyników badań psychotechnicznych, rozliczenia stołówek – Gość, ewidencja i wydawanie przepustek, modemowe korzystanie z usług bankowych,
6. Oprogramowanie graficzne, multimedialne, słownikowe, itp.: Corel Draw, Front Page, Adobe Photoshop, Quark XPress, Recognita, Mapa cyfrowa MICROSTATION, Polskie Prawo LEX i TEMIDA, Kodeks Celny, Konwencja Celna, Układ Europejski, Wzory Umów, List Kolejowy, SAD; encyklopedie, słowniki i programy do nauki języków obcych.

Wszystkie komputery ET S.A. zostały spięte Zakładową Siecią Komputerową (ZSK) o długości prawie 100 km (w tym 11 km światłowodów). Każdy uprawniony pracownik ma dostęp do Internetu, intranetu i usług poczty elektronicznej.

W latach 1993 – 2000 zostały dokonane przemiany w sferze produkcyjnej. Zmodernizowane zostały bloki nr 1, 2, 3, 8, 9 i 10. Przeobrażeniu uległy układy nawęglania, odpopielania i mazutownia oraz układy sterowania rozdzielniami elektrycznymi. Powstała instalacja odsiarczania dla bloków 8-10 oraz wybudowano Przemiałownię Kamienia Wapiennego. Zakończono modernizację Stacji Uzdatniania Wody oraz układu regulacji obciążeń chłodni.

Systemy automatyki

Wraz ze zmianami technologicznymi wymienione zostały układy automatyki. Powszechnie wprowadza się Komputerowe Systemy Automatyki (KSA), będące mikroprocesorowymi układami sterowania, zabezpieczeń i regulacji, pracującymi autonomicznie z „rozproszoną inteligencją”, wsparte informatycznymi systemami wizualizacji.

Na blokach 1, 2, 3 i 8 zainstalowano system PROCONTROL produkcji ABB. Na blokach nr 9 i 10 wdrożono system TELEPERM powiązany z SIMATIC. Oba są produkowane przez SIEMENS. Układy te mają na celu uproszczenie sposobu prowadzenia instalacji technologicznych. Mają zwiększyć niezawodność pracy układów regulacji i sterowania, a przez to również pracy układów technologicznych, poprawić komfort i bezpieczeństwo obsługi. Jednym z najważniejszych efektów zastosowania KSA jest możliwość zdalnego pozyskiwania danych, co stwarza szansę efektywniejszego zarządzania produkcją.

Potrzeba zbierania i uporządkowania informacji legła u podstaw podjęcia decyzji o powiązaniu układów KSA Elektrowni Turów S.A. siecią informatyczną. Zrealizowano Przemysłową Magistralę Ethernet (PME). Wykonana została przez ABB Centrum Automatyki. Zastosowanie rozwiązań właściwych dla układów przemysłowych (bezpieczeństwo, połączenia z KSA itp.) oraz wykorzystanie typowych technologii informatycznych (IT) wskazują na przynależność tej kategorii systemów do Przemysłowych Systemów Informatycznych (PSI).

Systemy nadzoru

Wraz z modernizacją bloków 1 i 2 zbudowano nową nastawnię DIRE wyposażoną w nowoczesne systemy nadzoru (PROCONTROL) i sterowania rozdzielniami elektrycznymi (SCS100). Uruchomiono również układy przetwarzania danych i nadrzędnego prowadzenia elektrowni (ERO – Ekonomiczny Rozdział Obciążenia, ARCM: Automatyczna Regulacja Częstotliwości i Mocy, ARNE-2: Automatyczna Regulacja Napięcia Elektrowni). Zdecydowano się stworzyć warunki do wspomagania w czasie rzeczywistym nadzoru nad pracą elektrowni. Do nowej nastawni zostały doprowadzone niezbędne informacje z wszystkich najważniejszych instalacji technologicznych. Przemysłowa Magistrala Ethernet okazała się najbardziej opłacalnym rozwiązaniem. Połączenie układów automatyki pozwoliło również rozwiązać problem doprowadzenia sygnałów do nowej nastawni Dyżurnego Inżyniera Ruchu Elektrowni (DIRE).

Przyjęto również, że system nastawni DIRE będzie centralnym punktem wyliczania parametrów techniczno-ekonomicznych każdego bloku i całej elektrowni (obliczenia TKE) oraz kontroli przeprowadzenia remontów (TKEREM). Ze względu na brak pomiaru ilości spalanego węgla (węgiel brunatny jest bezpośrednio dostarczany z kopalni, przez kruszarki do zasobników kotłowych), obliczenia TKE służą do wyliczania ilości zużytego węgla i parametrów eksploatacyjnych bloków.

Skuteczność zastosowania w przemyśle energetycznym Komputerowych Systemów Automatyki przejawia się wzrostem bezpieczeństwa prowadzonych instalacji, uzyskanymi efektami ekonomicznymi (możliwość optymalizacji parametrów technologicznych) oraz podniesieniem niezawodności pracy. Są one najlepszym przykładem skutecznego zastosowania dużych systemów informatycznych (zwłaszcza w Polsce).

Brak połączenia Zintegrowanych Systemów Zarządzania (ZSZ) i Komputerowych Systemów Automatyki ma bardzo poważne konsekwencje. Jest często przyczyną ograniczonej skuteczności funkcjonowania tych pierwszych. Przewiduje się, że właśnie dzięki powiązaniu KSA i ZSZ możliwe będzie bardziej skuteczne i uzasadnione ekonomicznie zastosowanie systemów wspomagania zarządzania. Wzrost świadomości informatycznej, poznanie nowych możliwości oferowanych przez systemy automatyki i informatyczne oraz dynamizacja procesów gospodarczych spowodowały konieczność powiązania informacji z procesów produkcyjnych i procesów zarządczych. Również taką też rolę ma pełnić Przemysłowa Magistrala Ethernet (PME).

Ze względu na konieczność zapewnienia niezawodności działania, jak i potrzebę przetwarzania danych w czasie rzeczywistym, PME zrealizowano stosując wykorzystywany w rozwiązaniach przemysłowych system operacyjny OpenVMS. Umożliwia on nadawanie procesom priorytetów zapewniających, że zadanie o wyższym znaczeniu nie zostanie przerwane przez zadanie o mniejszym priorytecie. Daje to gwarancję przetwarzania najistotniejszych danych w czasie rzeczywistym oraz wprowadza zabezpieczenia dostępu wysokiego poziomu. Jako warstwę transportową zastosowano protokół TCP/IP, uzyskując elastyczność powiązań z innymi systemami oraz zgodność ze standardami IT.

Jedną z wykorzystanych aplikacji jest program PMS (Plant Management System) W Elektrowni Turów S.A. funkcjonuje już w systemach bloków 1, 2, 3, 8 i nastawni DIRE. Ma zaimplementowaną własną sieciową bazę danych z mechanizmem jej replikacji. Dane aktualizowane na dowolnej stacji systemu są przez PMS automatycznie aktualizowane na wszystkich urządzeniach systemu. Funkcja ta zapewnia redundancję serwerów PME w zakresie zbieranych danych. Informacje przedstawiane są w postaci schematów technologicznych, wykresów, raportów i list zdarzeń.

Przewidywana liczba docelowa danych pobieranych do serwerów sieci z układów produkcyjnych wynosi ok. 10 000 sygnałów analogowych. Zakładana częstotliwość odświeżania danych w bazie danych wynosi 1s. Dane są gromadzone w tablicach zawierających znacznik czasu. Odświeżanie informacji na ekranach odbywa się co 2 s.

Bezpieczeństwo układów automatyki

Bardzo istotne było zapewnienie bezpieczeństwa układów automatyki integrowanych w PME przez: niezakłócanie pracy układów i sterowników KSA i odizolowanie szerokiego grona użytkowników od KSA.

Połączenia do sterowników realizowane są za pomocą specjalizowanych modułów znajdujących się w ofertach firm dostarczających systemy automatyki. Specjalizowane interfejsy przygotowane są w taki sposób, aby nie zakłócać pracy urządzenia, do którego jest on włączany. Dodatkowo zachowano w implementacji zasadę jednokierunkowego przesyłania danych z KSA do PME.

Ruch w sieci PME nie może się przenosić do układów automatyki. Postawione zadanie zrealizowane zostało poprzez zastosowania podziału sieci PME na wirtualne segmenty VLAN (domeny broadcastowe) separujące ruch we wszystkich protokołach pomiędzy komputerami, które nie powinny mieć połączenia pomiędzy sobą.

Innym problemem związanym z zapewnieniem bezpieczeństwa było powiązanie z siecią administracyjno-zarządczą w celu dostarczania istotnych informacji. Dane dla tych użytkowników składane są w postaci plików na specjalnie do tego celu przeznaczonym gatewayu, do którego dostęp ma ograniczona liczba użytkowników.

Biorąc pod uwagę zabezpieczenia, jakie daje system OpenVMS i PMS można śmiało stwierdzić, że są one wystarczające.

Sieć kontroli emisji

Rozpoczęto już prace mające na celu rozbudowę PME o Sieć Kontroli Emisji (SKE). Będzie to integralna część PME, której zadaniem jest zapewnienie przetwarzania, dystrybucja i prezentacja informacji z systemów pomiarowych kontroli emisji. Nowym aspektem rozbudowującym dotychczasowe możliwości będzie zastosowanie intranetowych metod prezentacji danych w sieci administracyjnej oraz zastosowanie systemu walidacji pomiarów w oparciu o sieci neuronowe. Ten układ jest realizowany również przez ABB Centrum Automatyki.

Sieć kontroli emisji ma umożliwić obsłudze elektrowni prowadzenie bloków zgodnie z wydawanymi decyzjami dotyczącymi dopuszczalnych emisji zanieczyszczeń oraz uproszczenie procesu rozliczania się z organami nadzoru nad emisją zanieczyszczeń do atmosfery. Istotnym elementem proponowanego rozwiązania jest wprowadzenie mechanizmów obliczeniowych podstawiania wartości zastępczych w sytuacjach braku pomiaru lub uznania pomiaru za niewiarygodny. Do określania wartości zastępczych będą zastosowane algorytmy oparte o relacje technologiczne.

Rozliczanie produkcji

Konieczność szybkiego rozliczania produkcji wymusiły zmiany dokonujące się w energetyce – nowe zasady prawa energetycznego. W celu zrealizowania tej potrzeby zbudowano System Pozyskiwania Danych o Produkcji Elektrowni (SPDoPE) nazwany przez producenta (firmę WINUEL S.A.): KRAKATAU.

W wyniku tych prac powstał system dostosowany elastycznie do nowych wymagań, jak również do warunków pracy w Elektrowni Turów S.A. Zapewnia on zbieranie danych i rozliczenia produkcji energii elektrycznej elektrowni, zużycia energii Potrzeb Własnych Ogólnych (PWO) w rozbiciu na poszczególne bloki i sumaryczne, ich rejestrację, archiwizowanie i bieżące monitorowanie. Pozwala również na wyliczanie strat w transformatorach blokowych. System kontroluje różnice wskazań w pomiarach wykazywanych przez podstawowy i kontrolny układ pomiarowy. Umożliwia prezentację i rozliczanie dyscypliny regulacyjnej bloków. Prowadzi bieżącą kontrolę i monitorowanie stanu własnej łączności i zasilania. Udostępnia zarejestrowane dane klientom PME.

Integracyjny System Informacyjny

Aby jednak wszystkie przedstawione powyżej zamierzenia można było efektywnie spożytkować, konieczne jest uporządkowanie zarówno sfery zarządzania produkcją, obiegu informacji, integracji wszystkich systemów, jak i wprowadzanie nowoczesnych systemów wspierania pracy. Konieczne jest również wypracowanie zasad takiego przetwarzania danych o produkcji, aby ich postać wyjściowa była użyteczna dla korzystających z nich pracowników, a zwłaszcza kadry kierowniczej.

W tym celu jest obecnie realizowany dla służb eksploatacyjnych, w oparciu o hurtownię danych, narzędzia i wykonanie firmy SAS Institute, Integracyjny System Informacyjny (ISI). Ma on czerpać dane ze wszystkich istotnych systemów informatycznych elektrowni, zarówno w sferze przemysłowej, jak i ekonomicznej.

Dostęp do ISI użytkownicy uzyskają poprzez komputer, podłączony do sieci ogólnozakładowej. System ten, jak i SPDoPE pracują w oparciu o system operacyjny Solaris. Dla ułatwienia praca z systemem ISI odbywać się będzie w przyjaznym środowisku graficznym o standardzie Windows.

W ramach wdrożenia systemu ISI tworzone będą dedykowane aplikacje umożliwiające monitorowanie oraz analizę pracy bloków energetycznych i urządzeń pomocniczych. Pozwolą na rejestrację i analizę raportów dotyczących rozliczenia wyprodukowanej energii elektrycznej. Dostarczą narzędzi wspomagających tworzenie i analizę planów remontowych oraz kontrolowanie poprawności dekretowania kosztów. Przewidywana jest również analiza budżetów i kosztów wydziałowych oraz wspomaganie realizacji podstawowych zadań wydziałów. Poszerzona zostanie znacznie (przy zachowaniu zasad bezpieczeństwa) grupa użytkowników otrzymujących dane z układów produkcyjnych.

Wszystkie przedstawione działania mają na celu wprowadzenie rozwiązań usprawniających zarządzanie, upraszczających obieg informacji, porządkowanie i skrócenie drogi podejmowania decyzji, polepszenie organizacji pracy i uzyskanie coraz lepszych wyników ekonomicznych. Prowadzone są również starania, aby nadążać za dokonującymi się zmianami na rynku energii. Działania prowadzone w Elektrowni Turów S.A. w tym celu zmierzają do równoczesnego rozwiązywania problemów od strony produkcyjnej i zarządzania (kompleksowość) i tworzeniu systemów wzajemnie się uzupełniających (komplementarność). Poczynania są wkomponowane w wieloletnią politykę rozwoju elektrowni (ciągłość). Do każdego jednak problemu podchodzi się w sposób ostrożny i przemyślany. Nowości nie są preferowane (chyba że jest to uzasadnione ekonomicznie). Każde rozwiązanie jest poprzedzane dokładną analizą.

Proces informatyzacji powinien dodatkowo wspierać procesy „porządkowania” organizacji. Należy zaktualizować i wdrożyć:

 

• Instrukcję Wypełniania i Obiegu Dokumentów (i Informacji),
• Regulamin Organizacyjny, w tym Księgę Służb (z przejrzystym wykazem kompetencji – uprawnień, zadań, odpowiedzialności),
• zasady budowania Planów Techniczno-Ekonomicznych (w tym remontów) zgodne z systemami ewidencyjnymi – umożliwiające automatyczne porównywanie i kontrolę,
• Instrukcję Kosztową uwzględniającą wymogi ustawy o rachunkowości, prawa energetycznego, statystyki, ale i przejrzystego układu kalkulacyjnego dla analizy różnorodnej działalności poszczególnych służb,
• zasady kodowania Zakładowego Planu Kont dające możliwości nie tylko bilansowo–sprawozdawcze, ale również wspomagające informacyjnie proces podejmowania decyzji na różnych szczeblach zarządzania.

Integracja systemów przemysłowych i zarządczych przyniesie zapewne w przyszłości wiele nowych korzyści, z których nawet obecnie nie zdajemy sobie sprawy. Wymusi nową jakość informatyczną w przedsiębiorstwie.

Aby jednak było to możliwe, konieczne jest stwarzanie właściwego klimatu w firmie dla tych działań. Przychylne nastawienie Zarządu jest podstawowym warunkiem sukcesu wdrożeń tak złożonych systemów. Z tego typu podejściem mamy do czynienia w Elektrowni Turów S.A. Wymaga to czasu, a więc zarówno cierpliwości, jak i konsekwencji. Jest to warunek najważniejszy dla rozwoju systemów informatycznych w przemyśle.

Artur Seweryn Zygmunt Pluta

Elektrownia Turów S.A.
59-916 Bogatynia 3
ul. Młodych Energetyków 12
tel. (075) 773-49-00, 773-79-00
fax (075) 773-40-02
e-mail: [email protected]
http://www.eltur.com.pl

 

• Informacje o firmie Elektrownia Turów S.A.