اجرای پروژه هوشمندسازی موتورخانه‌های حرارت مركزی شركت فولاد مباركه
پروژه هوشمندسازی موتورخانه‌های حرارت مرکزی شرکت فولاد مبارکه با تشکیل یک کارگروه در راستای مدیریت و صرفه‌جویی در حوزه مصرف انرژی با موفقیت انجام شد.
امیر گودرزی، مدیر سیستم‌ها و فناوری اطلاعات شرکت فولاد مبارکه در این خصوص بیان کرد: یکی از موضوعات محوری در پروژه‌های تحول دیجیتال در کارخانه‌های فولادسازی، مدیریت انرژی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی است. در همین راستا در سال ۱۴۰۰، نیاز واحد تعمیرات مرکزی به سیستمی جامع جهت کنترل و مانیتورینگ کلیه پمپ‌خانه‌ها و موتورخانه‌های حرارت مرکزی فولاد مبارکه برای نخستین بار مطرح شد. بدین ترتیب پروژه‌ای با هدف کنترل و مانیتورینگ حدود ۸۵ موتورخانه و پمپ‌خانه با قابلیت راهبری از طریق یک اتاق کنترل مرکزی، در قالب پروژه‌های تحول دیجیتال تعریف شد.
وی تصریح کرد: از جمله اهداف این پروژه می‌توان به قابلیت کنترل و مانیتورینگ مجموعه از یک اتاق کنترل مرکزی به منظور کنترل و اقدام مؤثر در کوتاه‌ترین زمان ممکن؛ قابلیت آرشیوینگ مقادیر آنالوگ و وضعیت‌های سایت در یک پایگاه داده به منظور سهولت در عیب‌یابی و بررسی‌های تخصصی؛ بهینه‌سازی و مدیریت مصرف منابع و انرژی (آب، برق و گاز) از طریق هوشمندسازی و پیاده‌سازی سناریوهای کنترلی؛ بهینه‌سازی منابع انسانی و عدم نیاز به حضور فیزیکی و بازرسی‌های مداوم اشاره کرد.
مدیر سیستم‌ها و فناوری اطلاعات شرکت فولاد مبارکه عنوان کرد: با توجه به ابعاد وسیع پروژه از لحاظ هزینه و اجرا، تصمیم کمیته فنی بر آن شد که پروژه در چندین فاز تعریف و پیاده‌سازی شود؛ بنابراین پمپ‌خانه، موتورخانه و هواسازهای رختکن ۱۵-E14 به عنوان پایلوت و فاز نخست پروژه انتخاب شد. این پروژه با هزینه‌ای بالغ بر ۱۲۰ هزار میلیارد ریال انجام شده که مشتمل بر تهیه و خرید کلیه تجهیزات مرتبط با هوشمندسازی موتورخانه‌ها و خدمات نرم‌افزاری اتصال تاسیسات با اتاق کنترل این پروژه است.
حسین طاهری، مدیر تعمیرات مرکزی شرکت فولاد مبارکه اظهار داشت: پس از راه‌اندازی پروژه مذکور، با اندازه‌گیری‌های انجام شده از میزان مصرف انرژی قبل و بعد از استقرار، مشخص شد که به دلیل هوشمندسازی موتورخانه‌ها به میزان ۲۰ درصد در مصرف گاز صرفه‌جویی شده است که این عدد در صورت تکمیل فازهای آینده مربوط به کلیه موتورخانه‌ها، منجر به صرفه‌جویی ریالی قابل‌توجهی خواهد شد. از سوی دیگر با اجرای این پروژه، ضمن تغییرات عمده در فرایند اجرایی و استفاده از تجهیزات به‌روز به منظور کنترل موتورخانه‌ها، هواسازها و رختکن‌ها، روش‌های قبلی که عمدتا مبتنی بر کنترل و اقدامات اپراتورهای مربوطه با حضور در محل موتورخانه‌ها، بررسی تجهیزات و اصلاحات موردنیاز بود، (به عنوان مثال، کنترل آماده‌به‌کاری بویلرها و دمای آب در زمان تعویض شیفت) دیگر استفاده نمی‌شود و کلیه کنترل‌ها و اقدامات اصلاحی از طریق اتاق کنترل هوشمند موتورخانه‌های حرارت مرکزی به شرح ذیل انجام می‌شود:
سیستم کنترلی موتورخانه:
در موتورخانه قسمت‌های بویلر، منابع کویلی و منابع انبساط در فرایند کنترل اتوماتیک قرار می‌گیرد که سناریوی کنترل هریک از قسمت‌ها به شرح ذیل است:
-سناریوی کنترل بویلرها: ست‌پوینت دمایی بویلرها توسط دو آیتم دمای محیط و ست‌پوینت وارد شده از سوی کاربر برای مصارف گرمایی متنوع ایجاد می‌شود و کنترلر متناسب با فیدبک دریافتی از سایت، وضعیت بویلرها را کنترل می‌کند.
-سناریوی کنترل منابع کویلی: منابع کویلی وظیفه تامین آب گرم جهت مصارف بهداشتی و سیستم گرمایش هواسازها را بر عهده دارد. در این قسمت دمای مطلوب سیستم با توجه به شرایط محیطی، توسط اپراتور وارد شده و سیستم کنترلی بر مبنای این ست‌پوینت برای هر یک از منابع، یک ست‌پوینت جداگانه ایجاد می‌کند. در صورتی که دمای منبع کویلی از ست‌پوینت پایین‌تر باشد، فرمان باز شدن برای ولو کنترلی آن ارسال می‌شود و برعکس، به ازای باز شدن هر ولو کنترلی یکی از پمپ‌های منابع کویلی (جهت گردش آب) روشن خواهد شد.
-سناریوی کنترل منابع انبساط: منابع انبساط وظیفه تامین فشار در سیستم را بر عهده دارند. هر یک از منابع انبساط دارای سه عدد شیر پرکن، تخلیه و نیتروژن و همچنین چهار عدد لول‌سوییچ است که مجموعه تجهیزات فشار مناسب برای سیستم را فراهم می‌کند. نحوه عملکرد به این ترتیب است که در صورتی که سطح آب از سطح «High» پایین‌تر بیاید، شیر پرکن باز می‌شود تا آب منبع تامین شود. در صورتی که فشار نیتروژن منبع از ست‌پوینت اعمال شده از سوی اپراتور کمتر و سطح آب بالاتر از سطح «High» باشد، شیر نیتروژن باز خواهد شد و در نهایت در صورتی که سطح آب منبع به «High» برسد شیر تخلیه باز خواهد شد.
محمد فشارکی، رئیس مرکز تعمیرات تاسیسات و لوله‌کشی صنعتی شرکت فولاد مبارکه در ارتباط با مزایای اجرای این سیستم اظهار داشت: از مزیت‌های این سیستم می‌توان به کاهش هزینه تعمیرات و تردد نیروی انسانی، جلوگیری از استهلاک زودهنگام تجهیزات و امکان ثبت و گزارش‌گیری از سوابق تعمیراتی اشاره کرد.
وی در خصوص هدف غایی سیستم کنترلی پمپ‌خانه، افزود: در پمپ‌خانه هدف از پیاده‌سازی سیستم کنترل، اتوماتیک شدن آیتم‌های زیر است:
-سه عدد پمپ این واحد متناسب با فشار خط اعمال شده از سوی اپراتور و با در نظر گرفتن کنترل زمان کارکرد، روشن خواهند شد. به منظور حفاظت از موتورها و قابلیت بهتر کنترل، از درایو الکتریکی برای پمپ‌ها استفاده شده است.
-ولو کنترلی ورودی (پرکن استخر) با ست‌پوینت ارتفاع مخزن که از طریق اپراتور تنظیم می‌شود و به طور اتوماتیک کار می‌کند.
-سناریوی حفاظت تجهیزات به این صورت است که در صورت بروز هرگونه نشتی آب و پر شدن چاهک پمپ‌خانه، سنسور تشخیص رطوبت به کار می‌افتد و کلیه ولوهای کنترلی اعم از ورودی خروجی را می‌بندد و کلیه پمپ‌ها را خاموش می‌کند. این شرایط تا زمان رفع مشکل ادامه دارد.
رئیس مرکز تعمیرات تاسیسات و لوله‌کشی صنعتی شرکت فولاد مبارکه مطرح کرد: در هواسازها سه ست‌پوینت دما، رطوبت و کیفیت هوای مطلوب توسط اپراتور تنظیم می‌شود و سیستم کنترل با استفاده از ست‌پوینت دما و کنترل باز و بسته شدن ولو کنترلی، دمای آسایش‌بخش را برای رختکن‌ها فراهم می‌کند. همچنین با کنترل عملکرد دمپر و متناسب با ست‌پوینت رطوبت و کیفیت هوا، در صورت نیاز هوای تازه به سیستم تزریق خواهد شد.
فشارکی یادآور شد: به منظور سهولت در تعمیرات و راهبری، علاوه بر سیستم اسکادای مستقر در اتاق کنترل، دو عدد تاچ‌پنل بر درب تابلوهای کنترل موتورخانه و پمپ‌خانه جهت مانیتورینگ سایت نصب شده است. با توجه به بررسی‌های صورت‌گرفته در خصوص نیازهای واحد، کنترلر زیمنس (سری BACnet) به عنوان سیستم کنترلی و نرم‌افزار «IRISA-SCADA» به عنوان سامانه جامع کنترل و مانیتورینگ معرفی شد.
مهدی اشرفی، رئیس تحول دیجیتال و تکنولوژی‌های عملیاتی شرکت فولاد مبارکه در ارتباط با مکانیسم و ابزارهای مورد استفاده در اجرای این پروژه، گفت: معماری سیستم اسکادا شامل سرور، سوئیچ دیتا سنتر و سوئیچ‌های صنعتی است که در قالب یک تابلو سرور پیاده‌سازی شده و در اتاق سرور واقع در اتاق کنترل تاسیسات و تعمیرات مرکزی نصب شده است. ارتباط سرور با کنترلرهای سایت از طریق بستر فیبر نوری بوده و کلاینت‌ها از طریق بستر شبکه با سرورها در ارتباط هستند. اطلاعات هر یک از کنترلرها از طریق بستر شبکه جمع‌آوری و جهت پردازش، نمایش و آرشیوینگ به سیستم اسکادا منتقل می‌شود.
وی ادامه داد: با توجه به تعداد سیگنال‌ها، سایت به قسمت‌های مختلفی تقسیم شده و برای هر قسمت کنترلر مجزا در نظر گرفته شده است. علاوه‌براین، تمامی کنترلرها از طریق شبکه با یکدیگر در ارتباط هستند و در نهایت کلیه اطلاعات از طریق بستر فیبر نوری به اتاق کنترل منتقل خواهد شد.
حسین نصرتی، تکنسین مرکز تعمیرات تاسیسات و لوله‌کشی صنعتی شرکت فولاد مبارکه نیز در این خصوص خاطرنشان کرد: در این پروژه سعی شد در کنار هوشمندسازی، نواقص زیرساختی و عیوبی مربوط به سالیان متمادی که مستلزم توقف و صرف زمان بود نیز هم‌زمان با پروژه هوشمندسازی اصلاح و استانداردسازی شود.
این بهینه‌سازی‌ها کمک شایانی به عملیات نگهداری و تعمیرات، کاهش توقفات ناگهانی و به تبع آن، جلوگیری از هزینه‌های تحمیلی کرد؛ به عنوان مثال، می‌توان به استانداردسازی سیستم انبساط موتورخانه، سیستم تهویه مطبوع رختکن و همچنین افزایش ضریب ایمنی پمپ‌خانه و موتورخانه اشاره کرد.
وی یادآور شد: در اجرای این پروژه پایلوت با توجه به اینکه اولین پروژه هوشمندسازی سیستم‌های حرارت مرکزی فولاد بود، با چالش‌های زیادی روبه‌رو شدیم که خوشبختانه با همکاری یک تیم قوی و کار تیمی هماهنگ بین چند مرکز توانستیم برای اولین بار در مرکز تعمیرات تاسیسات و لوله‌کشی صنعتی به این مهم دست پیدا کنیم و قدمی موثر در پیشبرد هدف انقلاب صنعتی چهارم در این حوزه در فولاد مبارکه برداریم.
