АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРУЗКОЙ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ.

Данная система разработана и внедрена на доменной печи №2 ОАО "Северсталь" (г. Череповец, Россия).

Основная задача разработки комплексной АСУ загрузкой шихты вызвана необходимостью достижения максимальных технико-экономических показателей доменного производства. Характер загрузки шихты в доменную печь определяет ход ее технологического процесса, поэтому одним из основных условий экономичного и эффективного функционирования доменной печи является распределение газа по ее сечению, что зависит от системы загрузки печи, степени и уровня ее автоматизации.

В составе разработанной системы загрузки:

транспортная система подачи шихты, состоящая их двух одинаковых комплексов механизмов с правой и левой сторон скипового подъемника;

засыпная система, состоящая из большого и малого конусов;

вращающийся распределитель шихты.

АСУ предусматривает реализацию функций оперативного контроля, учета и управления процессом загрузки доменной печи:

сбор и обработку информации о процессе загрузки и состоянии оборудования;

анализ состояния оборудования;

выбор рациональных режимов ведения процесса загрузки;

технологические блокировки, сигнализации и защиты;

выработку технологических управляющих воздействий;

передачу управляющих воздействий на исполнение, их реализацию и контроль;

оперативное отображение состояния процесса загрузки и оборудования;

оперативное управление технологическим оборудованием;

хранение и резервирование данных;

внутрисистемный и межсистемный обмен данными (информацией);

документирование хода процесса загрузки, состояния оборудования;

диагностику комплекса технических средств системы, оборудования КИП и А.

АСУ загрузки доменной печи реализована в виде двухуровневой распределенной системы со следующим группированием выполняемых функций:

верхний уровень - отображение и архивирование информации;

нижний уровень - сбор/обработка информации и управление процессом, система противоаварийной защиты.

Технические средства верхнего уровня включают три взаимозаменяемые рабочие станции оперативного управления с 19-ти дюймовыми дисплеями, две взаимозаменяемые операторские панели, сервер и мнемощит.

Технические средства нижнего уровня реализованы на базе программируемых логических контроллеров CS1H компании OMRON. Для повышения живучести системы управления было предусмотрено аппаратное резервирование (дублирование) компонентов.

Сбор информации и выдача управляющих воздействий по каждому управляемому устройству объекта осуществляется при помощи удаленных модулей ввода/вывода по сети CompoBus.

Связь с частотными преобразователями приводов осуществляется по сети DeviceNet.

Связь между основным и резервным контроллерами, а также с рабочими станциями и операторскими панелями осуществляется по сети Controller Link. Рабочие станции и сервер объединены в локальную вычислительную сеть Ethernet.

Для получения информации о месте расположения движущихся устройств, таких, как скип, большой и малый конусы, ВРШ, зонды и т.п. в системе использованы контроллеры положения компании OMRON.

Человеко-машинный интерфейс в системе обеспечивается:

NS - терминалами;

рабочими станциями.

Наблюдаемая система по сравнению с известными выгодно отличается гибкостью организации программы подач и набора смесей.

Внедрение данной системы позволило повысить точность дозирования материалов; увеличить количество подач до 78 - 82 в смену, что значительно превышает существовавшие возможности (68 - 70 при старой системе).

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАКТОМ ПОДАЧИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ШАХТНУЮ ПЕЧЬ

Данная система спроектирована и внедрена (сдана в промышленную эксплуатацию) для шахтной печи №2 электросталеплавильного цеха (далее ЭСПЦ) ОАО "Северсталь" (Россия, г. Череповец).

Целями создания системы являются:

обеспечение персонала оперативной информацией о ходе процесса загрузки;

снабжение информацией о расходе сыпучих материалов и ферросплавов на каждую плавку.

Технологических объектом управления является комплекс технических средств, обеспечивающих работу тракта подачи сыпучих (далее ТПС):

конвейеры;

вибропитатели;

аспирационные задвижки;

весовая тележка;

ленточные дозаторы;

виброжелоба.

Тракт подачи сыпучих материалов в шахтную печь для данного случая представляет собой 3 участка:

выгрузка материала из приемных бункеров и загрузка его в накопительные бункера (подсистема загрузки накопительных бункеров);

выгрузка материала из накопительных бункеров и загрузка его через промежуточный весовой бункер в расходные бункера (подсистема загрузки расходных бункеров);

выгрузка материала из расходных бункеров и подача его в печь (подсистема подачи ферросплавов).

Все подсистемы полностью самостоятельны и могут функционировать независимо друг от друга.

Данная АСУ выполнена на базе программируемых логических контроллеров S7-400 ф. SIEMENS.

АСУ ТПС выполняет следующие функции:

первичный сбор и обработка показаний технологических параметров;

отображение состояния технологического оборудования (в т.ч. аварийного);

отображения показаний технологических параметров;

автоматическое управление технологическим оборудованием и трактом в целом при помощи операторской станции;

дистанционное управление технологическим оборудованием и трактом в целом при помощи операторской станции;

протоколирование всех аварийных состояний оборудования и технологических участков;

протоколирование событий, связанных с действиями операторов.

Система разделена на два логических уровня:

уровень контроллеров;

уровень АРМ операторов.

Связь контроллеров с операторскими станциями осуществляется при помощи сети Industrial Ethernet.

На уровне контроллеров осуществляется сбор данных об уровнях в расходных и накопительных бункерах, массе материала в весовом бункере и в весовой тележке, сбор информации о состоянии технологического оборудования (наличие питающего напряжения, готовность к работе, работа, авария и т.д.), а также выдачу сигналов по их управлению.

На уровне операторских станций осуществляется отображение работы каждого из участков тракта в виде мнемосхем, таблиц и графиков, технологических параметров для каждого из участков, отображение сообщений о неисправностях оборудования, а также дистанционное управление отдельными механизмами каждого из участков.

Уровень контроллеров имеет распределенную структуру:

сбор информации и выдача управляющих сигналов осуществляется при помощи станций распределенного (удаленного) ввода-вывода;

связь с контроллерами и станциями распределенного ввода-вывода осуществляется при помощи сети Profibus DP.

Для разработки программного обеспечения контроллеров использовался стандартный пакет программирования контроллеров SIEMENS STEP7.

В качестве пакета разработки ПО станций операторов использовалась среда InTouch v9.0 компании Wonderware.

Информационная связь между контроллерами и станциями операторов осуществлялась при помощи пакета SIMATIC NET компании SIEMENS и утилиты OPCLink компании Wonderware. А связь между SIMATIC NET и OPCLink - по протоколу DDE.

Система также осуществляет связь со смежными системами, такими как АСУ шахтной печи и система учета расхода сыпучих и ферросплавов.

К достоинствам системы можно отнести высокую точность дозируемого материала, что обеспечивается плавным управлением производительностью вибрационных питателей и ленточных дозаторов.