По иерархическим и функциональным признакам автоматизированная система управления доменной печью является двухуровневой системой на базе измерительной техники, микропроцессорных управляющих контролеров, цветных графических дисплеев для отображения информации и функциональной клавиатуры для управления работой доменной печи.
Первый (нижний) информационный уровень АСУ ТП включает общепромышленные и специальные средства измерения, контроля и диагностики технологических параметров доменного процесса, а также работы оборудования доменной печи.
Второй (верхний) информационно-управляющий уровень АСУ ТП включает контролеры повышенной надежности, осуществляющие контроль, стабилизацию и регулирование технологических параметров основных автоматизируемых участков комплекса доменной печи.
Информационно-управляющая система разбивается на следующие функциональные подсистемы:
− контроль температуры;
− контроль давления, состава газов;
− контроль расхода;
− регулирование технологических параметров;
− сигнализация предельных значений.
Устройства и информационные сигналы, образующие каждую из подсистем, делятся на следующие группы (в соответствии с обслуживаемыми технологическими агрегатами):
− “дозирование” - контроль транспортных потоков, взвешивание и дозирование агломерата, кокса, добавок;
− “загрузка” - контроль и управление работой загрузочного устройства;
− “колошник” - контроль температуры по радиусу печи, состава доменного газа, уровня засыпи;
− “газ” - контроль состава общего колошникового газа;
− “давление” - контроль статических перепадов давлений по высоте печи;
− “испарительное охлаждение печи” - контроль работы системы охлаждения печи и состояния доменной печи;
− “чугун” - контроль температуры чугуна;
− “воздухонагреватели” - контроль и регулирование параметров работы воздухонагревателей, системы подготовки и подачи комбинированного горячего дутья и системы испарительного охлаждения клапанов;
− “прогар фурм” - контроль прогара фурм;
− “экология” - контроль концентрации СО в газоопасных местах комплекса доменной печи.
В доменном цехе эксплуатируются платформенные весы фирмы Mettler-Toledo, Швейцария, для взвешивания миксировозов с чугуном, отправляемых в конвертерныый цех. Они предназначены для автоматического измерения массы жидкого чугуна, поступающего в миксировозах с ДП на станцию взвешивания и направляемого далее в конвертерное производство.
Программное обеспечение системы позволяет выполнять:
1. Автоматический прием данных взвешивания с компьютера весового терминала Jaguar Mettler-Toledo;
2. Ручной вариант провески миксировозов;
3. Разделение миксировозов на 2 потока: грузовые и порожняк;
4. Контроль номеров миксировозов, находящихся у потребителя;
5. Автоматическое формирование и вывод на печать выходных документов;
6. Группировку итоговой информации как по ДП, так и по миксировозам;
7. Статистический контроль за состоянием парка миксировозов;
8. Автоматическое формирование и передачу в реальном времени результатов взвешивания миксировозов в доменный цех и конвертерное производство.
На экране для выбранного миксировоза, находящегося на работе, за любой выбранный промежуток времени выводится информация о:
1. Массе тары;
2. Массе груженого;
3. Весе нетто/чистый вес;
4. Режиме провески (ручной, автоматической);
5. Скорости движения миксировоза про провеске.
Автоматизация доменных печей интегрируют в себя автоматизированные подсистемы управления отдельными технологическими участками и группами оборудования комплекса ДП. В первую группу входят подсистемы управления трактом подачи сырья на бункерную эстокаду, шихтоподачи, верхней загрузки, собственно ДП. Ко второй группе относятся АСУ ТП блока четырех воздухонагревателей системы Калугина, система управления БЗУ Пауль Вюрт, система управления машинами для вскрытия и закрытия чугунных леток.
Интеграция указанных подсистем в единую систему обеспечивается однородностью технических средств и программного обеспечения, применяемых в них. Во всех подсистемах используются программируемые контроллеры Simatic S7 - 400 фирмы Siemens и человеко-машинный интерфейс, разработанный на базе SCADA-системы Simatic WinCC. Программируемые контроллеры всех подсистем объединены в общую кольцевую локальную вычислительную сеть.
В АСУ ТП доменных печей входит система оптимизации технологического процесса доменной печи. Система включает математические модели процесса и экспертную систему. Отличительной особенностью экспертной системы является возможность ее работы в полностью автоматическом режиме с так называемым регулированием в замкнутом контуре.
В режиме регулирования с замкнутым контуром экспертная система непрерывно контролирует состав шихты и производит автоматическую подстройку весовых количеств шихтовых материалов, входящих в матрицу загрузки ДП.
Экспертная система автоматически включает новый расчет шихты по модели для корректирования матрицы загрузки шихты в печь при наступлении следующих событий:
1. Изменение химического состава шихты или кокса,
2. Изменение основности шихты,
3. изменение нормы расхода топлива.
Экспертная система контролирует распределение температурного поля над поверхностью засыпи на колошнике ДП и в случае отклонения профиля температурного поля от заданного автоматически корректирует матрицу в части распределения материалов на колошнике при их выгрузке в печь.
В дополнение к экспертной системе с замкнутым контуром система оптимизации включает в себя развитый интерфейс с оптимизированным представлением текущего состояния наиболее важных параметров процесса доменной плавки и наглядным показом числовых данных, представляющих первоочередной интерес.
В состав супервизорной системы входят также модели распределений шихты, зоны когезии, фурменного очага, материального и теплового баланса, предсказания содержания кремния в чугуне, наполнения и опорожнения горна доменной печи продуктами плавки, модель износа огнеупорной кладки горна и лещади.
АСУ ТП всех ДП и локальных систем автоматизации отдельных агрегатов и участков имеют информационный выход на сервера вычислительного центра доменного цеха, в котором хранятся вся технологическая и статистическая информация по агло-доменному переделу. Благодаря этому руководитель любого уровня имеет возможность дистанционного и оперативного получения информации о производстве и анализе любой ситуации, когда бы и где бы она не произошла. Со своей рабочей станции, произведя соответствующий запрос, он за короткое время получает нужный ему объем информации.
Накопленная информационная база на серверах создает благоприятную возможность для использования математических моделей и методов математической статистики как для мониторинга и анализа производства, так и для принятия научно обоснованных управленческих решений [15,16].
Функциональная структура информационно-управляющей системы приведена на рисунке 5.
 |
Рисунок 15 – Функциональная структура информационно-управляющей системы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.