Михайловский горно-обогатительный комбинат имеет три производства — горно-транспортный комплекс, дробильно-обогатительный комплекс и фабрику окомкования. Сейчас во всех подразделениях предприятие внедряет современные информационные системы. Силами специалистов отдела информационных технологий комбинат реализует уникальный в своем роде проект — построение системы управления железнодорожными станциями с использованием мобильных технологий.

Проблема

Реализация проекта стала насущной необходимостью в последние годы, когда довольно резко увеличились объемы производства. Как рассказал начальник управления информационных технологий Михайловского ГОК Вадим Коняхин, при проектной мощности комбината в 10 млн. тонн в год готовой продукции предприятие увеличило выпуск на 40% за год. На сегодня ГОК достиг показателя производства в 17 млн. тонн. Чтобы поддерживать такой рост, пришлось проводить существенную реконструкцию производства. И тут предприятие, по словам Вадима Коняхина, пошло не по экстенсивному пути развития, а интенсивному. Анализ способов увеличения производительности выявил одно из «узких» мест — карьер, где непосредственно добывается руда.

Путь решения проблемы был разбит на три основных этапа. Первый — это автоматизация горно-транспортного комплекса (ГТК), второй — автоматизация рудоперерабатывающего комплекса. И, наконец, третий этап — развитие инфраструктуры. Она включает в себя коммуникации, в основном оптоволоконные и средства радиосвязи, а также радио-Ethernet. «Карьер не любит проложенных внутри кабелей, потому что профиль его все время меняется, там нет ничего постоянного, — говорит Вадим Коняхин. — Если проложить, где-то закопать кабель, то через год-два он либо будет поврежден, либо придется его бросить. Поэтому мы в карьере основной упор делаем на беспроводные средства связи».

В первую очередь комбинат занялся автоматизацией горно-транспортного комплекса, который объединяет железные дороги, мобильные объекты (составы, перевозящие руду) и стационарные объекты (станции), принадлежащие комбинату. Задачи стояли следующие: управление движением, контроль состояния подвижного состава и путей, отслеживание местоположения мобильных объектов, формирование оптимальных маршрутов движения.

С момента создания предприятия в ГТК существовала обычная система централизованной безопасности (СЦБ) движения. «Мы добываем железную руду, а значит, вся почва в карьере является проводником электричества, — поясняет Вадим Коняхин. — Естественно, стандартные средства контроля безопасности движения в карьере очень часто оказывались неработоспособными».

Кроме того, система управления состоит из огромного количества реле, организованных в стативы и релейные шкафы, и обнаружить среди них неисправность — очень непростая задача. Также из-за ненадежности изостыков существовали проблемы с передачей истинной информации с железнодорожных секций (ложная занятость). Маневровый порядок движения сильно замедлял скорость прохождения составов, что отрицательно сказывалось на общей производительности железнодорожного транспорта. И потому предприятие постаралось уйти от традиционных средств централизованной безопасности.

Микропроцессорная СЦБ

В качестве альтернативы стандартным средствам специалисты Михайловского ГОК рассматривали различные решения. Изначально предполагалось наладить позиционирование железнодорожных составов при помощи систем спутниковой навигации. Так работают американская система GPS (Global Positioning System), российская «Глонасс» (глобальная навигационная спутниковая система). «Результаты получили очень хорошие, — рассказывает Вадим Коняхин. – Мы придавали большое значение точности системы. Ведь железная дорога — это всего лишь нитка, на которой стоит железнодорожный состав. Через четыре метра параллельно находится такая же нитка. Обычная точность в пять метров нас не устраивала, так как была вероятность, что состав «случайно перепрыгнуть» с одного пути на другой. При соответствующей организации системы точность достигала порядка 20—30 см. Но по стоимости железнодорожный состав приближался к «спутнику внутри карьера». Система получалась очень дорогой как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным».

Поэтому специалисты предприятия нашли другой способ, позволяющий позиционировать составы на путях с помощью системы счета осей. Вся железная дорога разбивается на участки, где с помощью специальных датчиков (счетчиков осей) фиксируются начало и конец каждого участка. Когда состав проезжает по первой точке, на ней происходит отсчет колесных пар. На другом конце участка, когда состав выезжает, отсчет повторяется, и показания сравниваются с показаниями первой точки. Если разница равна 0 (то есть сколько зашло колесных пар, столько и вышло), то этот участок система считает свободным, если разница отлична от нуля, то участок соответственно считается занятым. На этой схеме базируется вся система безопасности железнодорожных перевозок.

«Но это еще не все, — говорит Вадим Коняхин. — Много внимания мы уделили созданию диспетчерских пунктов, то есть рабочих мест дежурного по станции. Теперь каждой станцией в карьере управляют с помощью компьютеров. Благодаря этому примерно на 90% сократился объем стандартных железнодорожных средств автоматики, высвободились огромные площади на самой станции, а также резко снизилось энергопотребление на станции». За счет этого предприятие уже выиграло на затратах на электроэнергию. Второе преимущество — появилась возможность строить мобильные станции. Добыча руды в карьере начинается с взрыва, затем ведется раскопка взорванной рудной массы и развозка ее по точкам перегрузок (откуда руда развозится на фабрики). Стационарную станцию, оснащенную необходимой автоматикой для управления, в районе взрыва построить невозможно. Было найдено решение — оборудовать станцию в передвижном вагоне. Во многом это стало возможно благодаря тому, что сократилось число необходимых средств автоматики, задачи которых были перенесены в компьютер. В вагоне создано рабочее место дежурной по станции, минимальная площадь отведена под системы автоматики. Вагон приезжает, подключается к системам питания и работает как стационарная станция. Когда приходит время взрыва, за вагоном приезжает специальный локомотив, отключает станцию и увозит ее в безопасное место.

Всего у предприятия десять станций, и сегодня девять из них уже работают по такой схеме. При этом шесть станций были сделаны за последний год. «Раньше только проектирование средней железнодорожной станции (включающей 15—16 стрелок) могло занять полтора-два года, — поясняет Вадим Коняхин. — Очень сложными были пуско-наладочные работы. Мы разработали собственную уникальную систему генерации программного обеспечения микропроцессорной СЦБ, и сейчас на создание железнодорожной станции, по площади и по размерам соизмеримой, например, со средним вокзалом крупного города, нам потребуется два-три дня. При этом все, что нам нужно в качестве исходных данных, — это ниточный план станции. Далее данные по станции генерирует написанная нашими специалистами программа. Только за счет этого мы создали столько станций в 2004 году».

При реализации проекта автоматизации ГТК, а именно при создании автоматизированного рабочего места дежурного по станции, использовались продукты фирмы Wonderware — InTouch и InControl (входят в программный комплекс промышленной автоматизации FactorySuite 2000). Первый представляет собой SCADA-систему, с помощью которой можно создавать новую, более детализированную мнемосхему станции. InControl — это система программирования реального времени с открытой архитектурой, которая позволяет разрабатывать, тестировать и выполнять прикладные программы для управления контроллерным оборудованием и процессами.

Кроме того, появились дополнения к автоматизированному рабочему месту дежурного по станции. С помощью утилиты Histdata от Wonderware создана система архивации данных, которая позволяет регистрировать все события на станции (перевод стрелки, выход из строя стрелки, секции, светофора, смена состояния железнодорожной секции и т. д.). Для системы архивации разработаны две утилиты, с помощью которых можно повторить на экране диспетчера весь ход развития событий, быстро выявить неправильные срабатывания объектов станции или действия дежурного, наиболее загруженные или «ненадежные» участки станции.

Изначально FactorySuite 2000 был выбран под другие задачи — непосредственно для автоматизации фабрик. (Этот комплекс помимо InTouch и InControl включает в себя: реляционную базу реального времени — IndustrialSQL Server, средство просмотра данных через Internet — Scout, а также системы управления производством — InTrack и InBatch.) «Мы не ошиблись в выборе этого продукта и с удивлением увидели, что он практически полностью позволяет осуществить все задуманное с помощью своих собственных средств, — говорит Вадим Коняхин. — Достаточно было придумать и написать программные коды внутри его оболочки, чтобы родился такой проект». Программа дежурной управления движением на станции была разработана на комбинате своими силами. В этом принимали участие около десяти человек. По словам Вадима Коняхина, этот проект пока единственный в своем роде в России среди промышленных предприятий.

Планы

На следующий год Михайловский ГОК планирует автоматизировать еще две большие станции, которые занимаются отгрузкой готовой продукции. Они тоже войдут в единую систему. Чтобы регулировать ее деятельность, будет построен единый центр управления. «Все необходимое для этого мы уже создали, — говорит г-н Коняхин. — Связь между станциями внутри карьера осуществляется с помощью программно-технических средств на основе радио-Ethernet. Теперь ничто не мешает передавать информацию в центральную диспетчерскую, где будет видно обстановку во всем нашем хозяйстве. А это около 300 километров одних только железнодорожных путей. Можно будет и далее оптимизировать объемы грузоперевозок».

Экономический эффект

По словам Вадима Коняхина, только в 2004 году выигрыш от промышленной автоматизации комбината составил около 30 млн. рублей. «Экономический эффект получился очень большой. За все это время, несмотря на значительный рост объемов, нам не потребовалось покупать дополнительные электровозы, вагоны. А один электровоз на сегодняшний день стоит порядка 2,5 млн. долл., — поясняет Вадим Коняхин. — Коллектив грамотно организовал работу и выбрал программно-технические средства для реализации идеи. Руководство нас поддержало, и нам никто не мешал. Сейчас никто не отрицает, что деньги были потрачены не зря». Срок окупаемости проекта составил около 1,4 года.

Заказчик Михайловский горно-обогатительный комбинат
Проблема автоматизация горно-транспортного комплекса комбината
Решение внедрение системы счета осей и разработка программного обеспечения для работы дежурной по станции
Руководитель проекта Сергей Хомутов, заместитель начальника управления ИТ Михайловского ГОК
Ресурсы около десяти человек
Срок реализации проекта 5 лет
Установленное ПО программные продукты фирмы Wonderware — InTouch и InControl, входящие в программный комплекс промышленной автоматизации FactorySuite 2000
Особенности проекта построение системы управления железнодорожными станциями с использованием микропроцессорных технологий и беспроводной связи