Как цветная металлургия России может получить отдачу от цифровизации систем электроснабжения

В условиях быстрого развития технологий быть в тренде — непростое, но необходимое условие для успешного и прогнозируемого роста. Российский производитель титана АВИСМА (филиал корпорации ВСМПО-АВИСМА, химико-металлургическое предприятие, основным продуктом которого является титан губчатый) ещё семь лет назад принял для себя в качестве главной среднесрочной стратегии курс на внедрение цифровых технологий. Речь здесь идёт о массовом применении умных щитов (Smart Panel), которые должны повысить надежность схемы электроснабжения, дать информацию о том, что требуется сделать для совершенствования существующих бизнес-процессов, и помочь снизить затраты на электроэнергию.

Существующий во многих отраслях тренд на цифровизацию связан с возможностью использовать низкозатратные и быстро дешевеющие web-технологии для повышения качества и снижения себестоимости выпускаемой продукции. Главной предпосылкой для принятия решения о старте любого проекта всегда является экономическое обоснование, например, расчёт объёма необходимых дополнительных инвестиций и срока их окупаемости. И в этом заключается основная сложность при внедрении новых решений. Цифровые технологии могут долго окупаться и при этом на старте иметь неочевидный, ещё не подтвержденный эффект. Надо обрести уверенность, что проект непременно окупится и будет способствовать в дальнейшем получению дополнительной прибыли.

По данным глобального опроса PwC, на предприятиях металлургической отрасли цифровизацию больше не считают приятным, но необязательным дополнением, а рассматривают теперь как необходимое условие для прорывного развития. Металлургические предприятия к 2021 году планируют инвестировать в цифровые решения на производстве до 4% от своей годовой выручки. 62% респондентов рассчитывают к этому времени существенно продвинуться в цифровизации. Причем больше половины опрошенных уверены, что инвестиции окупятся в течение двух лет.

Корпорация ВСМПО-АВИСМА, которая является крупнейшим мировым производителем титановых изделий, начала внедрять в технологии умную технику ещё 6–7 лет назад. Предприятие осуществляет полный цикл производства титановых изделий — от переработки руды до выпуска конечной продукции — и является крупнейшим поставщиком для авиастроения и индустрии производства двигателей. На предприятиях полного цикла потенциальный ущерб от внедрения неверной технологии может оказаться значительным. Следовательно, это решение должно быть максимально осознанным и продуманным. «Мы не хотим быть полигоном, на котором испытываются новые технологии. Они должны рано или поздно окупиться», — поясняет советник генерального директора по энергоменеджменту Денис Киселев.

На предприятиях металлургической отрасли цифровизацию больше не считают приятным, но необязательным дополнением, а рассматривают теперь как необходимое условие для прорывного развития

Установка энергосберегающего оборудования — одно из наиболее очевидных проявлений цифровой трансформации и так называемой «Индустрии 4.0». Это характерно для различных отраслей, не только для металлургии. Но именно в цветной металлургии — и особенно в титановой — потенциал энергосбережения в связи с высочайшим энергопотреблением на производство тонны продукции особенно высок. Поэтому нет ничего удивительного, что корпорации массово разрабатывают и внедряют программы по достижению высокого уровня энергосбережения. Подобный проект реализует и корпорация ВСМПО-АВИСМА.

«Для нас не менее важно поддерживать надежность электроснабжения, снижать вероятность отказов оборудования в электрической сети и думать при этом и об эффективности и безопасности персонала. Низковольтное оборудование является самым многочисленным и самым территориально распределённым в системе электроснабжения», — отмечает господин Киселев. Основные преимущества умных щитов заключаются в том, что они повышают надежность операционных процессов. «С их помощью мы анализируем нагрузки, количество отключений, изучаем причины простоев, реже нуждаемся в непосредственном физическом контакте с оборудованием — а это безопасность персонала. Переходим к прогрессивному обслуживанию оборудования, т. е. начинаем предугадывать аварии», — рассказывает он. Изначально представлялось, что применение умных щитов интересно, но даст лишь косвенную выгоду как средство учёта и анализа энергопотребления. Переход на данное решение начали «с осторожностью, пробным шагом», признается господин Киселев. По его словам, точные оценки финансовой выгоды дать пока сложно, однако в планах — снижение затрат энергоресурсов до 15% на тонну выпускаемой продукции.

Установка энергосберегающего оборудования — одно из наиболее очевидных проявлений цифровой трансформации

На сегодня решение «умный щит» внедрено только на одном из двух заводов титановой корпорации — в городе Березники Пермского края. Этот объект был выбран как пилотный, поскольку из-за процессов электролиза при производстве металлов производство здесь наиболее энергоемкое. «Если технология оправдает себя, то мы однозначно применим её и на другом производстве. Хотя результат сейчас промежуточный, в будущем мы хотим использовать аналитику на всех этапах производства», — говорит господин Киселев.

Корпорация ВСМПО-АВИСМА и Schneider Electric сотрудничают с 2008 года. За это время совместно было реализовано более 15 проектов. Инженеры Schneider Electric понимают потребности корпорации и предлагают востребованные технические решения. За последние три года трансформаторные подстанции как стандарт используют TVDA «Умный Щит» (Tested, Validated, Documented Architecture — протестированное, подтверждённое, документированное решение). В чём особенность? Такие щиты распределения содержат внутри себя оборудование для защиты электроприемников, приборы учёта и измерений, устройства сбора и передачи данных, панели отображения и управления, и всё это гарантированно стыкуется между собой, будучи объединённым по шине связи, «узнаёт» друг друга. Web-страницы каждого из устройств, которые пользователь может просматривать с экрана обычного или планшетного компьютера без специального ПО, дают возможность в течение нескольких минут сделать окончательную настройку (например, настроить уставки защит автоматических выключателей, установить рассылку сообщений при наступлении заданных событий по заданным адресам). Для связи с системами и пользователями умный щит не нуждается в затратных действиях ни при вводе в работу, ни в процессе эксплуатации.

С помощью интуитивно понятной программы Ecoreach (которую можно найти и бесплатно скачать в интернете) такая гармония оборудования и пользователя поддерживается в течение всего срока службы распределительного щита. Например, если в процессе жизни на подстанции понадобится поменять или добавить автоматический выключатель, программа даст рекомендацию, что и где следует обновить, и сама найдёт, например, нужные оригинальные версии обновления прошивок. Теперь щиты распределения энергии укомплектованы выключателями с умными блоками управления и защиты Micrologic, touch-панелями визуализации и управления (FDM128), приборами контроля качества и учёта электроэнергии (ION и PowerLogic), микросерверами локального сбора и передачи данных (com’X510), и можно долгие годы использовать и поддерживать все возможности этого оборудования без существенных затрат на его обновление и поддержку.

Проект корпорации ВСМПО-АВИСМА на данный момент предполагает ещё и второй уровень EcoStruxure Power (структура построения систем электроснабжения с использованием современных цифровых технологий от Schneider Electric). Программа PME (Power Monitoring Expert) будет развёрнута на локальном сервере предприятия, свяжет пользователей с сотнями устройств на десятках подстанций, обеспечит удобные консолидированные отчёты и экранные формы для пользователей, сбор и хранение информации о состоянии оборудования, графиков нагрузки, возможность быстрого получения полной информации энергетиком или экономистом предприятия может быть представлена в той форме, которая интересует каждого из них. В случае появления малейших отклонений или инцидентов в системе электроснабжения они станут очевидны для специалистов компании ещё до того, как произойдут события с серьезным ущербом.

«Заказчик хотел единую платформу, надёжное электрооборудование, больше достоверной информации о нём и энергопотреблении — в общем, интеллект в электроэнергетике, и он это получил. Он сам в итоге его выбрал, мы же лишь предложили и задали направление. Позже это решение стало стандартом для этапов нового строительства и реконструкции, — поясняют в Schneider Electric. — Новое оборудование даёт новые возможности: теперь можно, например, однозначно и быстро определять причины отключений (разбор причин отключений), точно планировать затраты на энергопотребление, переходить от реактивного восстановления к превентивному обслуживанию.

Достаточно сложно сразу рассчитать экономический эффект. Да, необходимо переобучать персонал, но в данном случае это процесс недолгий, и обычно через несколько месяцев сотрудники службы эксплуатации уже уверенно используют возможности системы. К тому же, мы надеемся, это им нравится».

Пример проекта корпорации ВСМПО-АВИСМА в цифровизации электроснабжения в таком, казалось бы, консервативном роде деятельности, как электроэнергетика, может стать ориентиром для других компаний. Больше всех выигрывают обычно те, кто начал первым.

Узнать больше об EcoStruxure Power
и промышленном интернете вещей

Другие материалы проекта