Группа компаний «Москабельмет» — признанный лидер по изготовлению кабельно-проводниковых изделий — в 2016 г. приняла решение о необходимости модернизации производства и внедрения систем автоматизации, включая систему автоматизации технического учета ресурсов. С 2016 г. и по настоящее время «Москабельмет» реализует на своих предприятиях следующий комплекс задач:

• увеличение сменной выработки продукции.
• минимизация перерасхода топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).
• улучшение контроля качества выпускаемых изделий (исключение выпуска бракованной продукции).
• минимизация количества отходов выпускаемой продукции.

Для решения поставленных задач была выбрана отечественная система сбора, обработки и визуализации данных — MasterSCADA.

Увеличение сменной выработки продукции — это в первую очередь снижение времени простоев оборудования, где простоем оборудования считается любое состояние, не связанное с выпуском продукции. На каждой единице оборудования были установлены контроллеры PulseHub и счетчики времени работы ОВЕН МВ110, которые позволяют собирать временные данные, соответствующие началу и окончанию простоя. Далее каждый простой классифицируется, и оператору остается только указать причину простоя и причислить ее к одной из групп. Ввод информации о простое в MasterSCADA осуществляется с помощью специально разработанного функционального блока, написанного на языке С#.

В процессе внедрения и последующей эксплуатации системы было выявлено, что созданное средство учета простоев оборудования делает производственную цепочку прозрачной, позволяет выявить причины их возникновения и делает возможным устранение всех неэффективных блоков производственного процесса. Например, стали четко видны результаты некачественного ремонта оборудования, поломки одного и того же узла за короткое время эксплуатации или несоблюдение нормативного времени перезаправки оборудования между выпусками разных видов продукции.

Второй важный фактор, влияющий на увеличение сменной выработки, — эффективность работы сотрудников. Сопоставляя данные о времени технологических простоев оборудования и сотрудников, можно определить более и менее эффективные бригады. Анализ таких простых параметров, как время работы оборудования и объемы выпускаемой продукции за определенное время, позволяет сопоставить плановые и фактические нормы выработки и разобраться в причинах возникновения отклонений. Расчет коэффициента загрузки оборудования, опирающийся на фактические, не поддающиеся влиянию человеческого фактора результаты, показал скрытые резервы и узкие места в производственном процессе.

На первом этапе решения задачи минимизации перерасхода ТЭР в общую производственную систему были включены счетчики «Меркурий» 230 и 206 (около 300 ед.), ВИСТ (тепло и вода), УВП‑200 (пар). Некоторые счетчики были подключены через соответствующие ОРС-серверы. Опрос «Меркурия 206» организован через драйвер, написанный при помощи встроенного редактора скриптов MasterSCADA. Данные со счетчиков предоставляются в виде отчетов и трендов.

На основе полной и достоверной картины потребления ТЭР на каждом производственном участке было минимизировано время работы оборудования на холостом ходу, реализовано своевременное включение/выключение потребителей, что привело к ощутимой экономии. Так, при анализе графиков энергопотребления и полезного времени работы оборудования было обнаружено, что машина остается на холостом ходу достаточно длительное время. Выяснилось, что оборудование не выключалось из-за нестабильной работы старой модели жесткого диска хранения данных. За месяц набегала весьма круглая сумма в денежном эквиваленте, которая во много раз превышала стоимость замены устаревшего узла.

В ходе реализации данного проекта в одном из цехов предприятия была проложена технологическая ЛВС и подключены контроллеры сбора данных. К технологической ЛВС подключено около 15 коммутационных шкафов, далее до каждой единицы оборудования проложены сигнальные кабели и кабели питания. MasterSCADA и OPC-серверы сбора данных установлены на один сервер, SQL-сервер с базой данных — на другой. Реализована функциональность обмена данными с «1С:УПП» для автоматизированного учета ТЭР. Перечень контроллеров для сбора данных ТЭР и технологических параметров весьма широк, на 90 % это контроллеры с поддержкой MODBUS. Как показала практика, любые контроллеры со специфичными протоколами легко встраиваются в систему благодаря возможности использования скриптов на С#.

Задача исключения выпуска бракованной продукции потребовала установки на производственном оборудовании дополнительных контроллеров для снятия основных технологических параметров: скорость, температура, давление, обороты шнека, пробой изоляции. Контроль этих параметров и их выхода за предельные значения реализуется в MasterSCADA. Система позволяет в момент выхода параметра за допустимые границы оперативно влиять на технический процесс, останавливая его в критический момент. В перспективе намечено внедрение блока обратной связи, который позволит возвращать контролируемые параметры в пределы допустимых значений.

На особо важных участках выпуска продукции была установлена система оптического распознавания образов, которую разработали специалисты «Москабельмета». На тестовом участке был внедрен комплект оборудования для видеообработки и анализа данных. В комплект входят технологическая высокоскоростная видеокамера, блок светодиодной подсветки и АРМ оператора с оригинальным программным обеспечением.

В режиме реального времени с камеры поступает сигнал, и программа анализирует содержимое кадра. Контролируются параметры геометрического расположения витков изоляции относительно друг друга. При возникновении нештатной ситуации контроллер посылает сигнал на остановку оборудования. Сфера применения визуального контроля качества достаточно широка: от дефектов жилы или изоляции кабеля до правильности раскладки кабеля при его намотке. Мониторинг и контроль технологических параметров также осуществляются с помощью MasterSCADA.

Главным результатом внедрения проекта автоматизации в группе компаний «Москабельмет» является возможность сделать прозрачными производственные процессы на всех стадиях обработки изделий. Полученные данные позволяют выявлять узкие места в работе как оборудования, так и операторов. Наибольший эффект достигается в том случае, если система мониторинга охватывает не отдельные производственные сегменты, а весь спектр технологических процессов. При комплексном подходе выявляются влияния одних процессов на другие, что, в свою очередь, позволяет принимать максимально эффективные управленческие решения для нормализации производственных процессов и устранения потерь. Система автоматизации содержит 165 тыс. переменных, 1500 физических каналов ввода/вывода, 240 трендов и 150 отчетов. Последующая эксплуатация и развитие системы позволят определить причины различий выработки в разные смены, факты отклонений от заданных параметров технологических процессов и их причины, выявить скрытые и неиспользуемые резервы, оптимизировать производственные мощности, освободив их под выпуск продукции.