Миграция системы управления Bunge в Китае | SENTRADO
Подробное тематическое исследование решения SENTRADO в области промышленной автоматизации, демонстрирующее измеримые результаты для операций по переработке пищевых продуктов в Китае.
Предпосылки и цели проекта
Bunge, мировой лидер в области агробизнеса и производства пищевых ингредиентов, выбрала SENTRADO для выполнения полной миграции устаревшей промышленной системы управления (ICS) на Siemens PCS 7 DCS на своем комплексе по переработке соевых бобов в Китае. Проект включал замену распределенной системы управления, срок эксплуатации которой подходил к концу и которая находилась в эксплуатации почти два десятилетия, на современную интегрированную платформу, способную поддержать следующий этап роста и цифровой трансформации завода.
Существующая ICS, несмотря на историческую надежность, становилась все более сложной и дорогостоящей в обслуживании. Производитель прекратил поддержку, сроки поставки запасных частей растянулись на месяцы, а системе не хватало возможностей подключения и работы с данными, необходимых для современного производства. Bunge требовался партнер по миграции, способный предоставить комплексное решение «под ключ» — от проектирования и производства шкафов до разработки ПО, пусконаладочных работ и долгосрочной поддержки, — с подтвержденным опытом масштабной миграции DCS в секторе переработки пищевых продуктов.
Местное присутствие SENTRADO в Китае стало решающим фактором, обеспечившим тесное сотрудничество с инженерной командой Bunge на протяжении всего проекта и быстрое реагирование на месте при необходимости. Проект реализовывался из нашего головного офиса в Пекине и производственного предприятия в Яньцзяо.
Проблемы, которые нам предстояло решить
1. Платформа ICS с истекшим сроком поддержки
Устаревшая DCS больше не поддерживалась оригинальным производителем. Критически важные компоненты, такие как карты I/O, источники питания и операторские станции, выходили из строя со все возрастающей частотой, а запчасти были доступны только через сторонних восстановителей по завышенным ценам.
2. Требование непрерывности технологического процесса
Переработка соевых бобов — это непрерывный процесс. Линии экстракции и рафинации нельзя останавливать и перезапускать без значительных потерь продукта, нагрузки на оборудование и нескольких дней на выход в рабочий режим. Миграция должна была обеспечить непрерывность производства на протяжении всего процесса.
3. Миграция архива данных
Многолетние исторические данные технологического процесса, хранящиеся в устаревшем архиве, необходимо было сохранить и перенести на новую платформу. Эти данные были необходимы для составления нормативных отчетов, оптимизации процесса и долгосрочного анализа тенденций.
4. Реинжиниринг функциональных блоков
Логика управления устаревшей системы, разрабатывавшаяся в течение многих лет, содержала недокументированные модификации и индивидуально настроенные параметры, оптимизированные для конкретного завода. Простой построчный перевод кода не позволил бы учесть производственный опыт, заложенный в эти модификации.
5. Управление изменениями для операторов
Операторы завода имели более чем десятилетний опыт работы со старой HMI. Радикальное изменение интерфейса могло привести к эксплуатационным ошибкам в переходный период. Новая система должна была балансировать между современной эргономикой и привычными концепциями управления.
Наш подход и архитектура системы
SENTRADO выполнила полную миграцию EPC (проектирование, закупки, строительство) на платформу Siemens PCS 7 DCS, используя контроллеры AS 410 с распределенными I/O ET 200SP HA. Система была спроектирована с полным резервированием на уровне контроллеров, сети и серверов для максимизации доступности. Стратегия миграции использовала последовательный подход зона за зоной, при этом каждая технологическая ячейка — от приемки и подготовки до экстракции, рафинации и упаковки — конвертировалась независимо в тщательно спланированные окна технического обслуживания.
Вместо простого перевода устаревшего кода, инженеры по технологическим процессам SENTRADO работали совместно с ведущими операторами Bunge для документирования фактического поведения системы управления, включая все недокументированные параметры настройки и оперативные обходные решения. Затем эти знания были реконструированы с использованием функциональных блоков расширенной библиотеки технологических процессов (APL) PCS 7, что обеспечило превосходное качество управления, встроенную диагностику и стандартизированные мнемосхемы. Миграция архива данных использовала конвейер извлечения и преобразования данных, который сохранил более 10 лет технологических данных с полной целостностью временных меток.
Процесс проектирования HMI включал многократные циклы согласования с производственной командой Bunge, чтобы гарантировать, что критически важная информация представлена в привычном макете с учетом современных эргономических принципов. Новая система WinCC включает высокопроизводительную технологическую графику, управление отсрочкой тревог, эргономичные цветовые схемы и мобильный просмотр для руководителей. Комплексное обучение операторов проводилось с использованием тренажера, который воспроизводил фактические реакции установки до ввода в эксплуатацию.
Основные особенности архитектуры системы
- Siemens PCS 7 v9.1 с резервируемыми контроллерами AS 410
- Распределенные периферийные устройства ET 200SP HA с полной поддержкой горячей замены
- Последовательная миграция по зонам с сохранением непрерывности производства
- Сбор знаний о технологическом процессе и реконструкция функциональных блоков APL
- Миграция архива данных более чем за 10 лет с сохранением целостности временных меток
- WinCC OA с высокопроизводительной графикой HMI и функцией отсрочки тревог
- Резервирование серверов, сети и контроллеров на всех уровнях
- Тренажер для обучения операторов с динамической моделью, точно воспроизводящей работу установки
Параметры и конфигурация системы
| Система управления | Siemens PCS 7 DCS v9.1 |
| Контроллеры | 4 × AS 410 (резервируемые пары) |
| Общее количество каналов ввода/вывода | 3,600+ (AI: 520, AO: 180, DI: 2,100, DO: 800) |
| Протокол связи | PROFINET IRT / PROFIBUS DP / OPC UA |
| HMI / SCADA | WinCC OA — 5 OS + 2 EWS + веб-сервер |
| Шкафы управления | 14 × IP54 с резервируемым охлаждением |
| Распределенные станции ввода-вывода | 24 × ET 200SP HA |
| Сервер архивирования | Сервер архивирования технологических процессов с перенесенными данными за 10+ лет |
| Параметры электропитания | 380V, 3-фазное, 50Hz, с резервированием от ИБП |
| Резервирование | Полное резервирование CPU, сети и серверов |
| Этапы миграции | 6 последовательных переключений технологических зон |
| Целостность данных | 100% исторических данных сохранены и доступны |
Основные компоненты и аппаратное обеспечение
Контроллер Siemens AS 410
6ES7410-5HX08-0AB0
Высокопроизводительная AS для PCS 7
Ввод-вывод ET 200SP HA
6DL5110-0AL10-0AX0
Удаленные модули ввода-вывода с возможностью горячей замены для PCS 7
Инженерный пакет PCS 7
6ES7658-5AX18-0YA5
Инженерное программное обеспечение DCS
Сервер WinCC OA
6AV6371-1DN07-0AX0
Сервер SCADA с резервированием
SCALANCE X308-2
6GK5308-2FL10-2AA3
Управляемый PROFINET-коммутатор 3-го уровня
SITOP UPS1600
6EP4137-3AB00-0AY0
Источник бесперебойного питания
SITRANS FM MAG 5000
7ME6910-1AA30-1AA0
Электромагнитный преобразователь расхода
Система стыковки шкафов Rittal VX25
VX 8806.000
Модульная система стыковки шкафов
Этапы проекта
Фиксация знаний о технологическом процессе
6 недельРабота с операторами для документирования фактического поведения системы управления
Детальное проектирование
10 недельАрхитектура DCS, планирование ввода-вывода, проектирование шкафов
Изготовление шкафов
8 недель14 шкафов, изготовленных на производственной площадке SENTRADO
Разработка программного обеспечения
14 недельИнжиниринг PCS 7, блоки APL, HMI, архив данных
FAT и имитационное моделирование
4 неделиКомплексное тестирование системы с использованием тренажера для обучения операторов
Миграция фаз 1-3
12 недельПереключение систем на участках подготовки, экстракции и переработки
Миграция фаз 4-6
10 недельПереключение систем на участках упаковки, инженерных систем и хранения
SAT и оптимизация
4 неделиНастройка производительности, выпуск итоговой документации, сдача в эксплуатацию
Измеримые результаты
Данные о производительности проверены после пусконаладочных работ и длительной эксплуатации системы.
Отсутствие незапланированных простоев во время миграции
Все исторические данные перенесены и доступны
Время безотказной работы DCS после миграции
Среднее время восстановления значительно сокращено
До и после: количественное сравнение
| Показатель | До | После | Изменение |
|---|---|---|---|
| Производство в период миграции | Под угрозой длительного простоя | 100% непрерывность | Нулевой простой |
| Доступ к историческим данным | Фрагментированные устаревшие системы | 100% мигрировано и доступно | Полный доступ |
| Доступность системы | ~95% (устаревшая DCS) | 99.8% | +4.8 п. |
| Среднее время восстановления (MTTR) | Часы (ручная диагностика) | На 40% быстрее с диагностикой | −40% |
| Стандартизация платформы | Множество устаревших платформ | Единая платформа Siemens | Унифицированная |
Данные основаны на отчетах о пусконаладочных работах по проекту и долгосрочных эксплуатационных измерениях. Название клиента доступно в рамках NDA.
Итоговый эффект
Внедренная система автоматизации превзошла все показатели производительности, указанные в контракте, обеспечив более высокую пропускную способность, снижение энергопотребления и повышение качества продукции по сравнению с базовым режимом работы. Заказчик сообщил о полном возврате инвестиций в течение прогнозируемого срока окупаемости и с тех пор привлек SENTRADO для дополнительных этапов расширения завода.
Есть похожий проект?
Если вам требуется полная миграция DCS, нестандартные шкафы управления PLC или комплексное решение «под ключ», наши инженеры готовы помочь. Получите бесплатную консультацию и коммерческое предложение уже сегодня.