W 2024 roku wartość produkcji sprzedanej polskiego przemysłu chemicznego przekroczyła 430 mld zł, a sektor zatrudniał ponad 340 tys. osób. Skala branży idzie jednak w parze z rosnącą presją na koszty, elastyczność i tempo działania, a w takim otoczeniu nawet kilkanaście dni potrzebnych na uruchomienie lub modernizację instalacji ma swoją cenę. Dlatego system sterowania reaktorem coraz częściej buduje się… dwukrotnie: najpierw w świecie wirtualnym, a dopiero później w rzeczywistym zakładzie.
Najnowsze dane Polskiej Izby Przemysłu Chemicznego za II kwartał 2026 roku przynoszą mieszany obraz. Z jednej strony wartość produkcji sprzedanej rosła we wszystkich analizowanych segmentach polskiej chemii (w zestawieniu z II kwartałem 2025 roku). Z drugiej – sektor ten nadal mierzy się m.in. z niską oceną portfela zamówień oraz zmiennymi cenami energii i surowców.
W takich warunkach liczy się nie tylko sam produkt, ale też sprawność całej produkcji: jak szybko można ją uruchomić, jak łatwo zmienić recepturę, ile surowca zużywa się podczas rozruchu i jak ograniczyć ryzyko błędów. Duża część tych wyzwań zależy od dobrze zaprojektowanego systemu sterowania.
Ale najpierw trzeba zrozumieć proces
Reaktor chemiczny to znacznie więcej niż zbiornik z mieszadłem, pompami i zaworami. O powodzeniu procesu decydują zależności między urządzeniami i parametrami: właściwa kolejność dozowania surowców, temperatura, ciśnienie, czas mieszania czy moment przejścia do kolejnej fazy.
Poza tym warunki w reaktorze zmieniają się wraz z przebiegiem reakcji, dlatego automatyzacji nie można sprowadzić wyłącznie do zaprogramowania sterownika PLC. Należy z wyprzedzeniem poznać technologię, przeanalizować kolejne etapy produkcji i wskazać parametry krytyczne.
W Control-Service rozwijamy umiejętność kompleksowego rozumienia procesów chemicznych od ponad dekady, pracując przy kolejnych systemach produkcji wsadowej i automatyzacjach reaktorów. Dziś mamy za sobą około 25–30 takich realizacji w Polsce i za granicą. W tych projektach korzystamy z technologii czołowych dostawców automatyki, m.in. Siemens, AVEVA i Danfoss, z którymi współpracujemy również jako partner serwisowy.
Receptura w rękach technologa
W tradycyjnym podejściu zmiana produktu albo istotna korekta procesu może wymagać ingerencji programisty automatyki. W systemie Batch recepturę może przygotować technolog: określić składniki, ich ilości, kolejność operacji, temperatury, czasy poszczególnych etapów czy inne parametry, a system odpowiada później za wykonanie tych założeń. Tego typu rozwiązania są rozwijane zgodnie z międzynarodowym standardem ISA-88 (IEC 61512), który porządkuje m.in. sposób opisywania receptur, procedur i urządzeń.
Sama elastyczność systemu to jednak nie wszystko. Zanim zacznie on sterować rzeczywistą instalacją, warto sprawdzić, jak cały proces zachowa się w praktyce.
I tu pojawia się digital twin
Jednym z najważniejszych elementów naszych projektów jest symulator procesu technologicznego – cyfrowy bliźniak instalacji, który zachowuje się w sposób możliwie zbliżony do rzeczywistego obiektu. Operator widzi te same ekrany i przechodzi przez te same etapy pracy, z którymi później zetknie się na rzeczywistej instalacji.
– Digital twin to system, który wybacza błędy. Możemy sprawdzić awarię urządzenia czy niebezpieczny przebieg procesu bez ryzykowania produktem, instalacją i przede wszystkim bezpieczeństwem ludzi. Chodzi o to, żeby możliwie wiele błędów popełnić w świecie wirtualnym i nie popełniać ich później na działającej instalacji – wyjaśnia Jaromir Turlej, prezes Control-Service.
Czy można „wysadzić” wirtualny reaktor?
Tak – mówiąc obrazowo. W środowisku wirtualnym możemy celowo doprowadzać proces do sytuacji, których na prawdziwym reaktorze nigdy nie chcielibyśmy testować:
- przekroczyć bezpieczne parametry,
- wywołać awarię urządzenia
- czy zasymulować błędną decyzję operatora.
Dzięki temu sprawdzamy, czy interlocki – czyli blokady bezpieczeństwa – zadziałają we właściwym momencie i zatrzymają proces, zanim dojdzie do niebezpiecznej sytuacji.
W jednym z realizowanych przez nas projektów sprawdziliśmy w ten sposób ponad 1200 blokad softwarowych oraz nastawy regulatorów PID. W rzeczywistym zakładzie przeprowadzenie części takich testów byłoby bardzo trudne, kosztowne albo wręcz niedopuszczalne, a w symulatorze możemy je powtarzać tyle razy, ile jest potrzebne.
Z kilku tygodni do jednego weekendu
Wcześniejsze testy w symulatorze znacznie skracają późniejsze prace na obiekcie. W naszym przypadku zdarzało się, że nowe sterowanie uruchamialiśmy w ciągu weekendu (podobne prace mogłyby potrwać dwa–trzy tygodnie).
Ekonomika cyfrowego bliźniaka
Koszt przygotowania symulatora może wynosić około 15 proc. wartości całego systemu, ale inwestycja potrafi zwrócić się już na etapie jego uruchomienia – dzięki krótszemu postojowi, mniejszej liczbie poprawek wykonywanych na działającej instalacji oraz ograniczeniu strat związanych z rozruchem.
Operator może się pomylić. I właśnie o to chodzi
Digital twin to także bezpieczne środowisko do szkolenia operatorów. Można oczywiście nauczyć pracownika, gdzie znajduje się przycisk uruchamiający pompę i jak zmienić zadany parametr. Znacznie trudniej przygotować go na sytuację, która zdarza się raz na kilka miesięcy – albo taką, która nie powinna wydarzyć się nigdy. W symulatorze można ją wywołać na żądanie i przećwiczyć bez ryzyka dla rzeczywistej instalacji.
Takie szkolenia prowadzimy również we własnej hali szkoleniowej w Krakowie. W tym przypadku ważniejsza od efektownych okularów VR jest jakość samego modelu procesu. Operator nie ma przecież uczyć się poruszania po wirtualnej fabryce, lecz właściwego reagowania i podejmowania decyzji w różnych scenariuszach.
Wsparcie nie kończy się wraz z wdrożeniem
Dla naszych klientów znaczenie ma nie tylko czas reakcji, ale również bezpośredni kontakt z zespołem. Operator może porozmawiać po polsku z inżynierem, który zna specyfikę automatyki procesowej, a jeśli sytuacja tego wymaga, jesteśmy w stanie szybko pojawić się na obiekcie. Co istotne, serwisujemy nie tylko systemy, które sami zbudowaliśmy, bo właśnie tak rozumiemy rolę partnera w przemyśle: jako zespołu, który zna proces, potrafi go rozwijać i pozostaje dostępny również wtedy, gdy po latach pojawia się potrzeba modernizacji albo błyskawicznej reakcji serwisowej.
