Системы аналитического контроля в металлургической отрасли

Преимущества внедрения АСАК в промышленных условиях 

Внедрение системы аналитического контроля в промышленных условиях имеет ряд преимуществ, которые обеспечивают безопасность процесса и производства. АСАК представляет собой комплекс технических средств рентгеноспектрального флуоресцентного анализа, подсистему для обеспечения безопасности выборки, транспортировки и анализа образцов [3]. Это позволяет оперативно контролировать показатели эффективности процессов после каждого этапа производства [5]. Система использует автоматическую обработку, сбор, хранение и анализ результатов, что позволяет сократить время и ресурсы, ранее затрачиваемые на ручную обработку данных [7].  АСАК предоставляет достоверные и точные данные о составе и свойствах продукции, позволяя оперативно выявлять и исправлять отклонения от состава продукта [5]. Автоматический контроль также помогает выявить риски и возможные аварии, связанные с ручными операциями, и повысить безопасность процесса. Благодаря этому можно достичь более высокого уровня удовлетворенности клиентов. Внедрение аналитической системы также приводит к экономии средств за счет сокращения ручного труда и отходов. АСАК позволяет автоматизировать ряд операций, которые ранее выполнялись регулярно, такие как выборка, транспортировка и анализ образцов [6]. Это предполагает привлечение меньшего количества персонала и вероятность возникновения ошибок, связанных с человеческим риском. Автоматизация аналитического контроля позволяет более эффективно использовать ресурсы и сократить количество отходов, что связано с экономической выгодой для предприятия [5]. Таким образом, использование АСАК позволяет снизить затраты и повысить эффективность в производственных условиях.

Ключевые функции и возможности АСАК

Одной из функций, позволяющих эффективно контролировать и анализировать данные является мониторинг технологических параметров. АСАК позволяет исключить сбор субъективных данных, оперативно фиксировать искажения данных, имеющиеся в аналитическом оборудовании, такие как флуоресцентные анализаторы [3]. Флуоресцентный анализ позволяет получать оперативную информацию о состоянии процессов и позволяет оперативно реагировать на любые отклонения.

Автоматический анализ и отчетность являются еще одним из значимых возможностей АСАК. Система автоматизированной обработки и анализа данных, позволяет быстро выявлять аномалии и проблемы в технологическом процессе [1]. Интеграция с другими системами управления такими как MES, SCADA, ERP является еще одним преимуществом АСАК, которое позволяет получить сложную картину производственных процессов и более точное управление. Система может быть автоматизирована, позволять контролировать процесс анализа и передачи результатов анализа заказчику в автоматическом режиме [3]. Наблюдение за состоянием технологических параметров, сбора данных, автоматический анализ и отчетность позволяет повысить эффективность и надежность производственных процессов и производить продукцию с максимальным качеством [5].

Компоненты АСАК и их роли

Автоматизированная система аналитического контроля состоит из различных компонентов, играющих решающую роль в ее функционировании. Одним из ключевых компонентов являются датчики и аналитические приборы. Эти датчики отвечают за сбор данных о различных параметрах, таких как химический состав, температура и давление [3]. Аналитические приборы, такие как рентген флуоресцентные анализаторы, используются для анализа собранных образцов и обеспечения точных измерений [1]. Комбинация датчиков и аналитических приборов обеспечивает точный и надежный сбор данных для целей анализа и контроля [6]. Функциональная схема АСАК проиллюстрирована на Рис. 1. Еще одним важным компонентом АСАК являются блоки сбора и обработки данных. Эти блоки отвечают за получение данных от датчиков и аналитических приборов, их хранение и обработку, а также формирование значимой информации для дальнейшего анализа. Данные, собранные с датчиков и приборов, обрабатываются и анализируются с использованием программного обеспечения и математических инструментов для извлечения соответствующих сведений и параметров управления [5], что позволяет в режиме реального времени отслеживать и контролировать анализируемый процесс, обеспечивая оптимальную производительность и качество [1].

АСАК включает в себя интерфейсы для связи и управления. Данные интерфейсы позволяют интегрировать АСАК с другими системами и устройствами, такими как панели управления, базы данных и сети связи. Они позволяют передавать данные и команды управления между АСАК и внешними системами, обеспечивая бесперебойную работу и интеграцию в общий производственный процесс. Интерфейсы управления предоставляют операторам удобную платформу для мониторинга и управления АСАК, делая ее более доступной [4]. Датчики и аналитические приборы собирают данные о соответствующих параметрах, а блоки сбора и обработки данных обрабатывают и анализируют данные. Интерфейсы для связи и управления обеспечивают плавную интеграцию и удобную работу.

Успешные внедрения АСАК на примере компании ТЕХНОЛИНК (СПб)

Компания ТЕХНОЛИНК активно занимается разработкой, продажей и внедрением систем производственного управления, включая автоматизированную систему аналитического контроля (АСАК), системы производственной аналитики, системы управления производственными операциями (MES) и лабораторные информационные системы управления (LIMS). Дополнительно, в компании имеется учебный центр решений GE Digital и Emerson, что подчеркивает их компетентность и доверие в отрасли.

Одним из ярких примеров успешного внедрения компанией ТЕХНОЛИНК (СПб) в цветной металлургии является проект рентген флуоресцентного анализа растворов в потоке продуктов ГМУ ХКЦ Никелевого завода ГМК Норильский Никель разработанного на базе поточного спектрометра «СПЕКТРОСКАН МАКС FC».

Применяемый рентгеноспектральный флуоресцентный метод анализа (РСА) основан на возбуждении первичным излучением рентгеновской трубки характеристического (вторичного или флуоресцентного) рентгеновского излучения определяемых элементов, кристалл-дифракционном способе выделения этого излучения и измерения его интенсивности газонаполненными (отпаянными) пропорциональными детекторами. Для проведения экспрессного РСА используется аналитический комплекс на основе поточного рентген-флуоресцентного спектрометра «Спектроскан МАКС FC» (Рис. 3)

Наладка и поверка спектрометра осуществляется с помощью прикладной программы АРМ наладчика, графический интерфейс пользователя проиллюстрирован на Рис.2. Программное обеспечение АРМ наладчика реализовано на основе пакета GE CIMPLICITY HMI/SCADA. Градуировка и проверка адекватности уравнений связи с помощью прикладной программы АРМ аналитика. АРМ аналитика реализован при помощи прикладной программы, разработанной на С++Builder от Embarcadero.

Интерфейс градуировки проиллюстрирован на Рис.4. Управление работой комплекса в процессе проведения РСА осуществляется с помощью системы управления на основе программируемого логического контроллера (ПЛК) VersaMax (Emerson).

Компания ТЕХНОЛИНК (СПб) внедряет системы контроля и их компоненты для отбора, транспорта и анализа пульпы [6]. В цветной металлургии АСАК используется для контроля состава и качества металлических сплавов. Он позволяет автоматизировать процессы отбора, транспортировки и подготовки образцов для анализа [6]. Интеграция АСАК с автоматической системой управления технологическим процессом (АСУТП) позволяет выполнять полную автоматизацию производства и мониторинг всех параметров процесса. Таким образом, примеры успешного внедрения решений АСАК компанией ТЕХНОЛИНК (СПб) подтверждают, что безопасная аналитическая система контроля является эффективной для повышения качества производства в горнодобывающей промышленности и цветной металлургии.

Процедуры калибровки и обеспечение качества являются важными компонентами АСАК. Используемое оборудование, должно быть откалибровано для обеспечения точных и надежных измерений. Кроме того, реализованы протоколы обеспечения качества для поддержания целостности и надежности аналитических данных, генерируемых системой [1]. Аналитические процедуры помогают обеспечить точность и согласованность аналитических результатов, полученных с помощью АСАК, обеспечивая уверенность в данных для принятия решений. АСАК также предъявляет требования к управлению данными и документации. Система предназначена для управления и хранения аналитических данных в структурированном и организованном виде [6], что облегчает поиск и анализ данных, позволяя эффективно отслеживать процессы и выявлять тенденции или аномалии [3].

Вывод: АСАК меняет правила игры в автоматизированном аналитическом контроле

Универсальность АСАК проявляется в её поэтапной реализации, когда в техпроцесс изначально вводится лишь часть ОТК, что позволяет осуществлять постепенную интеграцию [3]. Эта гибкость делает АСАК, адаптируемым к различным отраслям и их конкретным потребностям.

В заключение следует сказать, что Автоматизированная система аналитического контроля (АСАК) — это мощный инструмент, который произвел революцию в области автоматизированного аналитического контроля. АСАК предлагает множество преимуществ, в том числе повышенную эффективность процесса, улучшенный контроль качества и экономию средств. Ключевые функции и компоненты позволяют осуществлять мониторинг в режиме реального времени, автоматический анализ и интеграцию с другими системами управления. Успешные примеры внедрения, в горнодобывающей промышленности и металлургии, подчеркивают эффективность АСАК. В целом АСАК меняет правила игры в автоматизированном аналитическом контроле и может преобразовать различные отрасли.

Использованные источники

1. Автоматизированная система аналитического контроля // http://www.techade.ru/asak
2. Лобоцкий Ю.Г., Хмара В.В. Автоматизированные системы аналитического контроля как основа управления технологическим процессом // Журнал: Новое слово в науке и практике: гипотезы и апробация результатов исследований, Издательство: Центр развития научного сотрудничества, 2016
3. Уралавтоматика инжиниринг // http://www.uralautomatica.ru/cgi-bin/catalog/viewpos.cgi?in_id=6
4. Автоматизированная система аналитического контроля и управления   производственными процессами обогатительных фабрик  //http://datasolution.ru/avtomatizirovannaya-sistema-analiticheskogo-kontrolya-i-upravleniya-proizvodstvennymi-protsessami-obogatitelnyh-fabrik
5. Автоматизированная система аналитического контроля как инструмент повышения эффективности // Журнал Евразийский финансово-экономический вестник № 2 (13) 2021
6. АСАК — Автоматизированные системы аналитического контроля // http://technolink.spb.ru/products/asak/
7. Автоматическая система аналитического контроля – РИВС. // https://rivs.ru/avtomaticheskay-sistem-analit-kontroly

Коннов Дмитрий Владимирович, Ведущий инженер-программист АО «ТЕХНОЛИК». (25 лет разработки ПО для Автоматизации производства, ERP, MES, AIM, LIMS, SCADA, PLC)

Титекли Богдан Михайлович,
Коммерческий директор АО «ТЕХНОЛИК». (опыт внедрений 25 лет, Автоматизация производства, Industry 4.0, Digital Plant, MES, LIMS, SCADA, PLC, IIoT, Big Data, Machile Learning, Digital Twins)

журнал «Горно-металлургическая промышленность» №7-8 2023