3 Автоматизация производственных процессов

3.1 Характеристика агрегата

Агрегат "Ковш - печь" предназначен для нагрева и легирования металла в сталеразливочном ковше емкостью 130 т.

В состав оборудования комплекса внепечной обработки входит:

- печной трансформатор с переключателем ступеней напряжения (ПСН) и комплектом маслоохладителей;

- установка дугового нагрева (электродная группа);

- водоохлаждаемый свод с загрузочной воронкой для ввода ферросплавов, отверстиями для ввода электродов, верхней фурмы, алюминиевой и порошковой проволоки, отверстием рабочего окна и патрубком для отвода газов и пыли;

- верхняя продувочная фурма;

- система измерения параметров отходящих газов (температура и разрежение);

- ковш, оборудованный шиберным затвором и донной фурмой для перемешивания металла инертным газом;

- сталевоз;

- система дозирования и транспортировки кусковых ферросплавов, включающая расходные бункера – хранилища ферросплавов и шлакообразующих в количестве 10шт., весовые воронки – 5шт., конвеер;

- устройство для ввода алюминия и порошковой проволоки;

- установка дозированной подачи порошкообразных материалов.

3.2 Описание технологического процесса

Плавка в ЭСПЦ проводится по действующей технологии. Металл выпускается в ковш емкостью 130 т. (вес металла 105 - 111 т). Ковш с металлом переставляется на сталевоз и транспортируется им под свод агрегата «Ковш-печь».

К донной фурме ковша подсоединяют аргонопровод, опускают свод, измеряют температуру и отбирают пробу металла.

Производят подогрев металла в соответствии с установленным электрическим режимом при непрерывном перемешивании расплава аргоном. В процессе подогрева присаживают через систему дозировочных бункеров легирующие материалы, шлакообразующие и, при необходимости, углеродосодержащие добавки.

При необходимости замеряют активность кислорода. Сталь в ковше доводят до температуры, требуемой для обеспечения процесса непрерывной разливки стали в МНЛЗ, отбирают пробу и передают ковш на разливку.

Для работы системы электродугового нагрева используется подвод электроэнергии через комплектное распределительное устройство (КРУ) 35 кВ, с последующим преобразованием ее в трансформаторе, снабженном устройством переключения ступеней напряжения (ПСН).

Работа подвижной части регулятора мощности электрической дуги (электрододержателей), а также механизма перемещения свода обеспечивается гидравлической системой, давление в которой поддерживается насосной станцией гидравлики (гидропривода). В состав гидропривода входит также станция отжима электродов, обслуживающая разжим электрододержателей при перепуске электродов. Прочие механизмы приводятся в движение электроприводом (сталевоз, конвейер, фурменное устройство) или пневмоцилиндрами (рабочее окно, поворотная опора).

Системы, обеспечивающие охлаждение свода агрегата и газоотведение используют для своей работы общецеховые мощности, а для их регулирования применяется локальное управление.

3.3 Описание системы управления

АСУ-ТП предназначена для автоматизации процесса управления внепечной обработкой стали в агрегате "Ковш - печь".

Объектом автоматизации являются:

- агрегат "ковш-печь";

- система для продувки металла в ковше аргоном;

- установка для подачи в агрегат шлакообразующих, ферросплавов и раскислителей;

- верхняя фурма.

Кроме того, автоматизация отдельных технических средств и технологических операций обеспечивается специализированными системами:

- установка дугового нагрева оснащена регулятором мощности электрической дуги ArCOS(VAI, Австрия);

- комплектное распределительное устройство 35 кВ (КРУ 35 кВ) оснащено собственными системами релейных защит и дополнено шкафом управления, защиты и сигнализации (ШУЗС);

-измерение температуры стали производится с использованием специализированного прибора Celox (ElectroNite, Нидерланды);

- ввод в ковш порошкообразных материалов производится выделенной установкой подачи порошков, снабженной собственной системой управления;

- подача проволоки осуществляется специализированной установкой - трайб-аппаратом, снабженным собственной системой управления.

Системы, обеспечивающие охлаждение свода агрегата и газоотведение используют независимое управление и не включаются в АСУ ТП, однако их параметры контролируются системой для обеспечения технологической блокировки, а также предупредительной и аварийной сигнализации.

В состав автоматизированной системы управления АКП входят:

1. Программируемый контроллер ControlLogix 5k (Rockwell Automation, США), с двумя шасси расширения. Контроллер снабжен набором модулей связи, обеспечивающих обмен информацией с системами управления дугового нагрева, измерения температуры стали, подачи порошков и трайб-аппарата.

2. Средства удаленного ввода-вывода сигналов контроля и управления Flex I/O (Rockwell Automation, США), а также исполнительные устройства -электрические приводы и SMC (устройства плавного пуска электродвигателей), производства той же фирмы.

3. Средства обеспечения работы локальных сетей - модули и устройства, предназначенные для создания и поддержания работы локальных сетей передачи данных - ControlNet и Ethernet (специализированные модули программируемого контроллера, коммутатор Ethernet, средства связи с уровнем АСУ цеха).

Пунктами управления АСУ-ТП АКП являются:

- пост управления агрегатом (ЦДЛ);

- пульт управления механизмами агрегата (ПУМ) на рабочей площадке;

- местные пульты управления (ПМУ), расположенные непосредственно у механизмов.

Полную информацию о составе и структуре АСУ-ТП можно получить из документа ЭС10142-ЛСУ1 л. 4 «АСУ ТП агрегата Ковш-печь. Схема структурная комплекса технических средств».

Система отображения и управления

Система отображения и управления предназначена для обеспечения контроля параметров технологического процесса, состоянием оборудования агрегата. Система также обеспечивает прием от оператора команд и передачу их управляющем}" программируемому контроллеру, а от него - исполнительным механизмам. Кроме того, система отображения выполняет функции автоматической предупредительной и аварийной сигнализации с протоколированием событий, а также ведет запись параметров процесса для долговременного хранения и последующего просмотра.

Система представляет программно-аппаратный комплекс в составе:

1. Рабочие станции операторов, выполненные на базе

высокопроизводительных PC-совместимых компьютеров (HP-Compaq, США). Техническая и программная комплектация операторских РС идентична, что обеспечивает их полную взаимозаменяемость и возможность работы агрегата при отключении одной из машин.

2. Установленный на рабочих станциях, специально настроенный пакет прикладного программного обеспечения, обеспечивающий сбор данных, их первичную обработку и отображение информации в графическом виде на дисплеях, а также прием команд от оператора и передач) их программируемому контроллеру.

3. Инженерная рабочая станция - выполнена на базе, аналогичной рабочим станциям операторов. На данной станции установлено специализированное программное обеспечение, предназначенное для поддержки работы и технического обслуживания АСУ-ТП. Техническая и программная комплектация инженерной станции обеспечивает возможность использования ее в качестве резервной станции управления в случае отказа рабочих станций операторов.

Для обеспечения функций документирования технологической информации, протоколирования событий и создания отчетных документов в систему может подключаться принтер.

Цифровые показания всегда в виде дистанционного показания, аналоговые показания как правило на месте.

Таблица 1 – Контролируемые параметры

Параметр	Расположение	Показание	Диапазон	Символ	Кол-во
Вода	На подаче	Аналоговое	0-6бар	PI
Давление	На подаче	В цифровое	0-100^оС	TIAH
Температура	На возвратах	В цифровое	0-100^оС	TIAH
Расход	на На возвратах	Аналоговое	0-100м^3/ч	FIAL
Инертный газ
Расход	На линии	Аналоговое	30-300л/мин	FIR
Давление	На линии	Цифровое	0-16бар	PI
Отходящий газ
Угол	Регул, клапан	В цифровое	0-99%	GIS
Время	Пульт	В цифровое	хх.хх мин.с	KQISH
	Пульт	В цифровое	хх.хх мин.с	KQI