ORGANIZATION OF OPERATION OF ELECTRICAL EQUIPMENT AND PROCESS CONTROL SYSTEMS AT A PROCESSING PLANT: PRODUCTION PRACTICE EXPERIENCE
Mirzakhmedova Irina Dmitrievna
Abstract: Based on the experience of practical training, the article examines the key aspects of organizing the work of the energy service and the operation of electrical equipment at a processing plant. The aim of the study is to systematize practical knowledge in the management of power facilities, maintenance of automated control systems (ACS) and electrical installations. The scientific novelty lies in a comprehensive analysis of real production processes through the prism of mastering professional competencies (UC-3, PC-6, PC-7, PC-8), including the structure of the energy service, the architecture of the process control system, the power supply scheme and the organization of work with personnel. The methodology is based on the study of technical documentation, personal participation in production processes and analysis of the regulatory framework (PUE, PTEEP). As a result, optimal approaches to the distribution of responsibilities, configuration of crusher and flotation control systems, maintenance of high-voltage equipment and electrical safety training were identified, which confirms the practical significance of the work for the training of engineering personnel.
Keywords: processing plant, energy service, process control system, electrical equipment operation, SCADA-system, programmable logic controller, relay protection, electrical safety, professional competencies, production practice.
УДК 622.7:658.26:621.311
DOI 10.57112/E251-708
Автор: Мирзахмедова Ирина Дмитриевна
Аннотация:
В статье на основе опыта производственной практики рассматриваются ключевые аспекты организации работы энергетической службы и эксплуатации электрооборудования на обогатительной фабрике. Цель исследования – систематизировать практические знания по управлению энергохозяйством, обслуживанию автоматизированных систем управления (АСУ ТП) и электроустановок. Научная новизна заключается в комплексном анализе реальных производственных процессов через призму освоения профессиональных компетенций (УК-3, ПК-6, ПК-7, ПК-8), включая структуру энергослужбы, архитектуру АСУ ТП, схему электроснабжения и организацию работы с персоналом. Методология основана на изучении технической документации, личном участии в производственных процессах и анализе нормативной базы (ПУЭ, ПТЭЭП). В результате определены оптимальные подходы к распределению обязанностей, настройке систем управления дробилками и флотацией, обслуживанию высоковольтного оборудования и проведению инструктажей по электробезопасности, что подтверждает практическую значимость работы для подготовки инженерных кадров.
Ключевые слова: обогатительная фабрика, энергетическая служба, АСУ ТП, эксплуатация электрооборудования, SCADA-система, программируемый логический контроллер, релейная защита, электробезопасность, профессиональные компетенции, производственная практика.
Введение
Современная обогатительная фабрика представляет собой сложный технологический комплекс, где бесперебойная работа оборудования напрямую зависит от эффективности энергетической службы [1]. Повышение степени автоматизации технологических процессов (дробление, измельчение, флотация, обезвоживание) требует от энергетической службы не только знаний классического электрооборудования, но и компетенций в области автоматизированных систем управления (АСУ ТП), средств диспетчеризации и промышленных сетей [2]. Кроме того, работа в условиях непрерывного цикла (круглосуточный режим) предъявляет особые требования к организации труда персонала, оперативному принятию решений и командному взаимодействию [3].
Цель данной работы – обобщить и систематизировать практический опыт, полученный при прохождении производственной практики на обогатительной фабрике, в контексте освоения профессиональных компетенций, связанных с организацией работы энергослужбы, эксплуатацией электрооборудования и АСУ ТП.
Задачи исследования:
1. Изучить структуру и функции энергетической службы обогатительной фабрики, методы организации работы сменного персонала (УК-3).
2. Проанализировать архитектуру АСУ ТП фабрики и основные контуры управления технологическим оборудованием (ПК-6).
3. Исследовать схему электроснабжения фабрики и правила эксплуатации высоковольтного и низковольтного оборудования (ПК-7).
4. Рассмотреть нормативную документацию по эксплуатации АСУ ТП и электрооборудования, а также систему работы с персоналом (ПК-8).
1. Организация работы энергетической службы и управление командой
Энергетическая служба промышленного предприятия является ключевым структурным подразделением, обеспечивающим бесперебойное электроснабжение и эксплуатацию электрооборудования. Типовая структура службы главного энергетика (рис. 1) включает главного энергетика, ведущего инженера, инженеров-энергетиков, инженеров-электриков и электротехнический персонал (электромонтёры). Главный энергетик подчиняется главному инженеру или техническому директору предприятия [4].
Анализ штатного расписания (таблица 1) показывает, что общая численность персонала составляет 11 человек, что характерно для среднего промышленного предприятия. Наибольшее количество сотрудников – электромонтёры (5 человек), что отражает необходимость выполнения значительного объёма эксплуатационных и ремонтных работ. Все инженерные должности требуют высшего профильного образования, а рабочие – среднего профессионального.
Таблица 1 – Штатное расписание энергетической службы
Распределение функциональных обязанностей (таблица 2) показывает, что оперативное управление закреплено за персоналом с IV группой по электробезопасности, что соответствует требованиям ПТЭЭП. Планирование и организация ремонтов возложены на ведущего инженера, а стратегические вопросы – на главного энергетика.
Таблица 2 – Распределение функциональных обязанностей в энергетической службе
Система организации труда основана на графиках сменности (циклический график 2/2, 3/3), нарядах-допусках (Э-2) для ремонтных работ и инструментах бережливого производства, таких как система «5С» (сортировка, соблюдение порядка, содержание, стандартизация, совершенствование) [5]. Ежедневные пятиминутки и еженедельные производственные совещания обеспечивают оперативную постановку задач и контроль их исполнения. В таблице 3 представлены ключевые показатели эффективности (KPI), используемые для мотивации персонала.
Таблица 3 – Ключевые показатели эффективности (KPI) энергетической службы
Наибольший вес (30 %) имеет показатель отсутствия аварийных остановов, что подчёркивает приоритет надёжности электроснабжения. Система KPI комплексно оценивает как производственную эффективность, так и безопасность, что мотивирует персонал к выполнению всех нормативных требований.
2. Эксплуатация технических средств автоматизированных систем управления
АСУ ТП является основой современного промышленного производства, обеспечивая контроль и управление оборудованием в режиме реального времени [6]. Типовая архитектура АСУ ТП обогатительной фабрики включает три уровня (таблица 4): полевой (датчики и исполнительные механизмы), контроллерный (программируемые логические контроллеры, ПЛК) и верхний (SCADA и рабочее место оператора) [7].
Основные контуры управления на обогатительной фабрике включают управление дробилками, конвейерным транспортом, флотационными машинами и сепараторами.
Таблица 4 – Структура АСУ ТП (уровни)
Управление нагрузкой дробилок и расходом реагентов во флотации реализовано на базе ПИД-регуляторов, что обеспечивает стабилизацию технологических параметров с высокой точностью (таблица 5). Управление конвейерным транспортом построено на дискретной логике с системой блокировок и аварийного останова для предотвращения завалов.
Таблица 5 – Основные контуры управления АСУ ТП
Для контроля состояния технологического оборудования применяются различные средства измерений. Например, контур управления дробилкой использует датчики тока двигателя (трансформатор тока, 0-200 А), загрузки бункера (радарный уровнемер, 0-10 м), вибрации (0-50 мм/с) и температуры подшипников (термопреобразователь Pt100, 0-150 °C). Все датчики имеют унифицированный выходной сигнал 4-20 мА, что обеспечивает совместимость с контроллерами и простоту калибровки.
Калибровка датчиков уровня и давления проводится с периодичностью 6-12 месяцев с использованием эталонных средств. Проверка частотного преобразователя включает задание скорости через SCADA с последующим контролем тахометром. Дискретные каналы проверяются при каждом техническом обслуживании. Система метрологического обеспечения АСУ ТП поддерживает достоверность измерений и исправность каналов управления.
3. Эксплуатация электрооборудования станций и подстанций
Эксплуатация электрооборудования станций и подстанций является ключевой задачей энергетической службы. Типовая схема электроснабжения обогатительной фабрики (таблица 6) включает главную понизительную подстанцию (ГПП-110/6 кВ), распределительные пункты (РП-6 кВ) и трансформаторные подстанции (ТП 6/0,4 кВ) [8].
Таблица 6 – Схема электроснабжения фабрики
Система двухступенчатая: напряжение 110 кВ снижается на ГПП до 6 кВ, затем на ТП до 0,4 кВ. Установка двух силовых трансформаторов 110/6 кВ обеспечивает резервирование по схеме «2 рабочих + 1 резервный». Наличие РП-6 кВ позволяет распределять энергию по отдельным корпусам. Схема электроснабжения соответствует требованиям надёжности для производств I и II категории и обеспечивает бесперебойное питание ответственных механизмов [9].
Основное высоковольтное оборудование (таблица 7) включает вакуумные выключатели на РП-6 кВ (осмотр 1 раз в месяц), разъединители на ГПП-110 кВ (1 раз в квартал), трансформаторы тока и напряжения (поверка 1 раз в 6 месяцев), а также ограничители перенапряжений (1 раз в год). Выбор вакуумных выключателей обеспечивает высокую коммутационную стойкость и минимальное обслуживание. Периодичность осмотров соответствует рекомендациям ПТЭЭП.
Таблица 7 – Высоковольтное оборудование
Низковольтное оборудование РУ-0,4 кВ включает автоматические выключатели серии ВА 88 с комбинированной защитой (тепловая + электромагнитная) для вводных линий и отходящих фидеров, контакторы КМИ для управления асинхронными двигателями (в паре с тепловыми реле РТИ), устройства защитного отключения (УЗО) для защиты персонала и частотные преобразователи для регулирования скорости привода.
Кабельные линии электроснабжения (таблица 8) представлены бронированным кабелем АСБ на 6 кВ для прокладки в земле, кабелем АВВГ для внутренней прокладки в кабельных каналах и кабелем ВВГнг-LS с пониженным дымо- и газовыделением для питания электродвигателей, что соответствует требованиям пожарной безопасности.
Таблица 8 – Кабельные линии электроснабжения
Параметры релейной защиты (таблица 9) скоординированы и обеспечивают селективное отключение повреждённого участка, что соответствует требованиям ПУЭ. Максимальная токовая защита (МТЗ) трансформатора настроена на 1,2 от номинального тока с выдержкой времени 0,5 с, что обеспечивает селективность с защитами нижестоящих элементов. Токовая отсечка на вводе 6 кВ срабатывает при трехкратном токе за 0,1 с, что позволяет отключать КЗ на шинах без выдержки. Защита от замыканий на землю настроена на ток 10 А с выдержкой 0,3 с.
Таблица 9 – Параметры релейной защиты
Техническое обслуживание силовых трансформаторов включает ежегодный анализ масла (пробивное напряжение >40 кВ, кислотное число <0,05 мг КОН/г), измерение сопротивления изоляции раз в полгода (коэффициент абсорбции R60/R15 не менее 1,3), проверку контактов вводов раз в год (сопротивление не более 1,2 от заводского) и осмотр устройства ПБВ раз в 2 года. Комплекс ТО соответствует рекомендациям ПТЭЭП и продлевает срок службы оборудования.
4. Организация работы с персоналом и управление энергетической службой
Организация работы с персоналом и управление энергетической службой является ключевой задачей, обеспечивающей бесперебойную и безопасную эксплуатацию энергооборудования [10]. Требования к группам по электробезопасности (таблица 10) соответствуют Межотраслевым правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭУ).
Таблица 10 – Группы по электробезопасности
Система инструктажей по электробезопасности (таблица 11) охватывает все этапы работы персонала и обеспечивает актуальность знаний. Первичный инструктаж на рабочем месте проводится до начала самостоятельной работы, повторный – раз в 6 месяцев. Внеплановый инструктаж инициируется при изменении технологического процесса, замене оборудования или вводе новых нормативных актов. Целевой инструктаж оформляется в наряде-допуске.
Таблица 11 – Инструктажи по электробезопасности
Оперативные переключения в электроустановках выполняются по установленному порядку. Например, включение ввода ГПП требует проверки готовности оборудования, включения разъединителя и только затем включения выключателя. Такая последовательность исключает ошибочное включение под нагрузку. При отключении ТП нагрузка снимается до отключения вводного автомата. Вывод трансформатора в ремонт включает отключение всех выключателей, наложение заземлений и вывешивание плакатов. Все переключения документируются в бланках переключений или журнале оперативных переключений.
Основные документы энергетической службы (положение об энергослужбе, должностные инструкции, график дежурств, план ППР) обеспечивают чёткое распределение функций и перспективное планирование работы службы.
Заключение
За время прохождения производственной практики были выполнены поставленные цель и задачи, что позволило сформировать практические навыки организации работы энергетической службы, эксплуатации электрооборудования и автоматизированных систем управления. По компетенции УК-3 изучена структура энергослужбы, порядок распределения обязанностей и методы организации работы (графики сменности, наряды-допуски, система «5С»). Освоены навыки распределения заданий в бригаде и контроля их выполнения.
По компетенции ПК-6 изучена трехуровневая архитектура АСУ ТП, описаны основные контуры управления дробилками, конвейерным транспортом и флотационными машинами. Принято участие в калибровке датчиков и проверке частотных преобразователей через SCADA-систему.
По компетенции ПК-7 изучена схема электроснабжения, проведен осмотр высоковольтного и низковольтного оборудования, выполнены замеры сопротивления изоляции и проверка устройств релейной защиты, принято участие в оперативных переключениях. Освоены навыки эксплуатации, технического обслуживания и оперативного управления электрооборудованием.
По компетенции ПК-8 изучены требования к группам по электробезопасности, система инструктажей и документация энергетической службы. Полученный опыт готовит к самостоятельной работе в должности энергетика на предприятиях горно-обогатительной отрасли.
Список литературы
1. Автоматизация технологических процессов обогатительных фабрик : учебное пособие / А. В. Белоусов, И. К. Григорьев, В. Д. Лебедев. – Москва : Горная книга, 2022. – 312 с.
2. Смирнов, П. В. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения промышленных предприятий / П. В. Смирнов, А. Ю. Фёдоров. – Санкт-Петербург : Лань, 2024. – 256 с.
3. Филиппов, Е. А. Цифровая трансформация службы главного энергетика: от АСУЭ к Smart Grid / Е. А. Филиппов. – Новосибирск : Сибпринт, 2025. – 174 с.
4. Главный энергетик: профессиональный стандарт и должностные обязанности : [сайт] / Союз энергетиков России. – Москва, 2025. – URL: https://www.energytender.ru/info/glavnyj-energetik (дата обращения: 29.05.2026).
5. Васильев, М. П. Применение программируемых логических контроллеров для управления обогатительным оборудованием / М. П. Васильев, Н. Г. Ефимов // Автоматизация в промышленности. – 2022. – № 7. – С. 42–47.
6. Тихонов, А. А. Интеграция SCADA-систем и АСУ ТП на обогатительных заводах / А. А. Тихонов, Л. М. Селиванов // Электротехнические системы и комплексы. – 2024. – № 1 (48). – С. 56–63.
7. Борисов, В. Н. Оптимизация режимов работы электроприводов дробильного оборудования обогатительных фабрик / В. Н. Борисов, И. С. Ларионов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 4. – С. 88–95.
8. Маркова, Е. В. Методика оценки эффективности модернизации системы электроснабжения обогатительной фабрики / Е. В. Маркова // Промышленная энергетика. – 2023. – № 3. – С. 12–18.
9. Козлов, Д. А. Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на горно-обогатительных предприятиях / Д. А. Козлов, Р. В. Миронов. – Екатеринбург : УГГУ, 2023. – 198 с.
10. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП). – Москва : Энергоатомиздат, 2022.
Информация об авторах
Мирзахмедова И. Д. – студентка группы 8Э(з)-41, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», РФ, Алтайский край, г. Барнаул.
Научный руководитель
Сташко В. И. – к. т. н., доцент, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», РФ, Алтайский край, г. Барнаул.
Ссылка для цитирования
Мирзахмедова И. Д. Организация эксплуатации электрооборудования и АСУ ТП на обогатительной фабрике: опыт производственной практики / И. Д. Мирзахмедова // Энерджинет / ООО «МЦ ЭОР». – 2025. – № 1. – URL: http://nopak.ru/251-708 (дата обращения: 28.06.2025). – Текст : электронный.
