Новости

Введена в эксплуатацию автоматизированная система контроля и управления тех.процессом выплавки ферросплавов на печи № 52 цеха №8 ЧЭМК.

В начале августа 2007 г. на Челябинском электрометаллургическом комбинате введена в эксплуатацию после модернизации ферросплавная печь № 52 цеха №8, предназначенная для выплавки углеродистого феррохрома.

Управление технологическим процессом выплавки включает в себя:
- дозирование компонентов шихты в заданном соотношении и подача ее в печные бункера;
- управление вводом электрической энергии в электропечной агрегат посредством перемещения, перепуска электродов, переключения ступеней напряжения печных трансформаторов;
- контроль за электрическими и теплотехническими параметрами процесса, параметрами перепуска и перемещения электродов, параметрами гидроприжима щек электродов.
Функционировавшая до настоящего времени система АСУ ТП электрического режима была внедрена в 2000 году, но не обеспечивала выполнение всех необходимых функций по контролю и управлению технологическим процессом печи и требовала замены.

Разработанная специалистами «Приводной техники» АСУ ТП печи №52 позволила:
- расширить функциональные возможности системы в области контроля и управления тех.процессом;
- повысить точность измерений технологических параметров;
- повысить надежность системы и сроки службы оборудования;
- достичь оптимальных технико-экономических показателей работы печи.

Специалистами «Приводной техникой» были выполнены следующие работы:
1) проектирование систем:
- АСУ ТП печи № 52, включая подсистемы перепуска и перемещения электродов, гидроприжима щек электродов;
- АСУ ТП верхнего уровня управления цеха №8;
- система визуализации и диагностики параметров тех.процесса;
2) разработка программного обеспечения, осуществляющего информационный обмен данными между подсистемами;
3) поставка оборудования в сборе в соответствии с проектом АСУ ТП;
4) монтаж оборудования и наладка всех систем АСУ ТП на печи.

АСУ печью №52 реализована по 3х-уровневой архитектуре. Преимуществом предложенного «Приводной техникой» решения была унификация программных и вычислительных средств, примененных для реализации АСУ ТП.

ПЕРВЫЙ УРОВЕНЬ системы управления печью №52 включает в себя подсистемы управления: 
- электрическим и теплотехническим режимами печи; 
- перепуском и перемещением электродов; 
- гидроприжимом щек электродов.

Подсистема управления электрическим и теплотехническим режимами печи предназначена для: 
• сбора, обработки и контроля информации о параметрах электрического и теплотехнического режимам печи; 
• вычисления расчетных и учетных параметров электрического режима печи (за час / плавку / смену / сутки / неделю / месяц); 
• формирования управляющих воздействий на перемещение, перепуск электродов, переключение ступеней трансформаторов печи в заданных режимах работы (ручной, дистанционный, автоматический); 
• выдачу рекомендаций по оптимальным параметрам электрического и шихтового режима печи; 
• сигнализации и защиты по электрическому и теплотехническому режимам печи; 
• информационного взаимодействие со вторым уровнем Системы.

При нарушении нормального хода технологического процесса выдается звуковой и световой сигнал тревоги, а так же сигнал тревоги на АРМ плавильщика. В случае же возникновения аварийной ситуации происходит отключение печи.
Уставки по защитам и сигнализациям электрического и теплотехнического режимам печи устанавливаются через программу конфигурации Системы.

Подсистема управления регулятором перемещения электродов и переключения ступеней напряжения обеспечивает автоматическое регулирование параметров, выбранных в качестве управляющих, по заданной уставке Y(t)=const или закону управления Y(t)=f(t) с учетом заданных ограничений.

В качестве управляющих параметров может быть выбрано активное сопротивление фазы (для электрода); ток электрода; активное сопротивление фазы (для электрода) и мощность фазы (для электрода) или ток электрода и мощность фазы (для электрода).

Выносной пульт

Для регулирования мощности фазы используется согласованное перемещение электрода и переключения ступени трансформатора. Технологический персонал может задавать уставки и ограничения по уставкам для каждой фазы отдельно.

В дистанционном режиме управления подсистемой переключения ступеней трансформаторов возможен запрет на одновременное переключение ступеней на разных фазах, а так же на одновременное перемещение электродов при регулировании по току. Оператор может задать требуемые номера ступеней для всех трех фаз одновременно и последующее последовательное, автоматическое переключением ступеней трансформаторов до заданных с рассогласованием не более 2-х ступеней по разным фазам.

При возникновении аварийного перегруза трансформатора по току или мощности выполняется подъем электрода или переход на повышенную ступень напряжения до устранения перегруза.

Подсистема управления перепуском электродов выполняет автоматический перепуск электродов (с учетом заданных ограничений) по времени или по съему активной электроэнергии.

Силовой шкаш системы управления перепуском электродов

На время выполнения операций перепуска происходит блокировка регулятора перемещения электродов. В любой момент времени возможен перепуск только одного электрода.

С АРМ плавильщика осуществляется задание уставок по величине перепуска, а так же ограничения на минимальную и максимальную величину перепуска. Настройка параметров регуляторов выполняется через программу конфигурации Системы.

При перепуске электрода сверх допустимой величины за время меньшее, чем заданное (проскальзывании) выполняется отключение печи. При аварийно-высокой скорости перепуска электрода операция аварийно прекращается.

При недостаточной величине зоны спекания электрода выполняется установка/снятие запрета перепуска. Расчет величины зоны спекания электрода выполняется Системой, но может и в ручную корректироваться оператором для устранения накопленных с течением времени погрешностей при вычислении.

Длина электрода рассчитывается по разнице расхода и угара электрода. Для устранения накопленных с течением времени погрешностей при вычислениях предусмотрена ручная коррекция длины электрода.

Подсистема управления гидроприжимом щек электродов выполняет функции контроля давления с датчиков. При снижении давления ниже заданной уставки происходит аварийное отключение печи.

ВТОРОЙ УРОВЕНЬ системы управления печью №52 представляет собой уровень оперативного контроля и управления печью и включает в себя два АРМ плавильщика (реализованных на базе промышленных компьютеров) и программатор (для конфигурации, отладки и перепрограммирования Системы на печи).

В информационном плане АРМ плавильщика является сервером базы данных, в которую собирается информация о всех параметрах, сигнализациях, защитах, командах оператора и других событиях из подсистем управления первого уровня, а также получается информация от подсистем верхнего уровня.

На АРМ правильщика представляться информация: 
- технологическая информация; 
- рекомендации технологическому персоналу; 
- историческая информация о ходе технологического процесса и событиях в Системе; 
- отчетная информация Системы (за смену; за сутки; за неделю; за месяц); 
- информация по фазировки токов, напряжений: 
- информация по конфигурации системы; и прочее.

Данные представляются в удобной для восприятия форме в виде мнемосхем, графиков или таблиц. По каждой подсистеме управления предусмотрены отдельные наборы экранных форм.

В ручную через АРМ правильщика оператор имеет возможность ввести такие технологические параметры, как № плавки, масса выплавленного металла за плавку, объем выпущено шлака за плавку, содержания ведущего элемента в выплавленном за плавку металле. До внедрения новой АСУ ТП автоматическое определение этих параметров не выполнялось.

При возникновении аварийной ситуации включается предупредительная или аварийная цвето-звуковая сигнализация и на АРМ плавильщика поступают сообщения для оператора. Информация по всем авариям и сигнализациям, событиям по печи и действия операторов сохраняются в соответствующих журналах.

ВЕРХНИЙ УРОВЕНЬ управления цеха №8 включает: АРМ технолога, АРМ инженера, технологический сервер цеха №8, которые подключаются к информационной сети Ethernet цеха №8.

Система визуализации технологического процесса выполнена на основе программной платформы SCADA системы Opus/Phocus для QNX6.3.