-1_2 (Технология автоматизация литейных процессов), страница 4

Описание организации взаимодействия "Поста прокаливания ферросплавов для отдачи в ковш при сливе металла из конвертера" с другими постами выглядит следующим образом. С целью обеспечения скоординированности процессов выплавки стали в конвертере, подготовки ферросплавов для раскисления и легирования, выпуска плавки, раскисления и легирования при выпуске и с целью обеспечения непрерывности процесса производства стали необходимо осуществлять прокаливание масс ферросплавов для раскисления и легирования, начинаемое приблизительно за 40 мин до отдачи в ковш, а также необходимо начинать просушивание масс ферросплавов приблизительно за 15 мин до отдачи в ковш. Следовательно, загрузку масс ферросплавов на прокаливание на следующую плавку необходимо производить по ходу текущей плавки в соответствие с контактным графиком после получения задания от дистрибуторщика на плавку. После чего оператор ПП на конвертере производит загрузку ПП в соответствие с заданными минимальными стандартными ее количествами для данной марки и технологии, а также производит загрузку масс ферросплавов на просушивание на текущую плавку по получении задания о мастера выплавки. В процессе выплавки могут возникнуть ситуации, связанные с коррекцией количеств раскислителей и легирующих. В этом случае дополнительная отдача ферросплавов производится на УДМ либо осуществляется просушивание и отдача дополнительных ферросплавов в ПП на конвертере. В процессе работы у оператора ПП на конвертере отображается состояние оборудования, виды имеющихся материалов. В случае отсутствия указанного в задании вида материала оператор ПП формирует задание на загрузку расходного бункера указанными видами материалов оператору приемного устройства. При невозможности загрузки указанными материалами формируется предложение мастеру выплавки о пересчете задания на материалы, имеющиеся в наличии. После чего производится пересчет и выдача задания для указанных материалов.

Описание организации взаимодействия "Поста прокаливания ферросплавов для отдачи в ковш на УДМ" с другими постами выглядит следующим образом. С целью обеспечения своевременности загрузки приемных бункеров УДМ ферросплавами, предварительно прокаленных или просушенных, необходимо обеспечить возможность оперативного взаимодействия оператора ПП с оператором пульта управления и оператором УДМ, представление информации о состоянии оборудования и процессов на ПП УДМ. Оператору ПП на УДМ необходима информация о загруженных и свободных для прокаливания или просушивания ПП. После получения указанной информации оператор ПП выбирает вариант дальнейших действий. Если необходимо загрузить ПП в соответствие с выбранным вариантом и указанием режима прокаливания, то производится контроль параметров режима прокаливания. В случае необходимости осуществляется обмен информацией между оператором ПП на УДМ и оператором УДМ при выдаче прокаленных масс ферросплавов в приемный бункер УДМ и между оператором ПП на УДМ и оператором пульта управления при загрузке материалов в расходный бункер УДМ. В свободное от указанных выше операции время осуществляется анализ состояния расходных бункеров на УДМ, обмен информацией оператора ПП на УДМ и оператора пульта управления о состоянии расходных бункеров, отображение состояния происходящих процессов и оборудования.

В первоначальном варианте проектируемой технологии раскисления и легирования стали предусматривается "жесткое" регламентирование количества подаваемых ферросплавов при сливе металла в ковш с учетом дальнейших корректировки химического состава при обработке металла на УДМ. Однако при более глубоком анализе технологии целесообразным является уточнение первоначальных порций ферросплавов, так как существенно может поменяться масса жидкой стали, ее окисленность и другие факторы. С учетом высокой стоимости ферросплавов необходимо считать их начальные порции, так как не весь металла может проходить полную обработку.

1.5 Анализ проектируемой системы управления технологическим процессом и постановка задачи

1.5.1 АСУ ТП выплавки стали в конвертере

В основу функциональной структуры АСУ ТП положен принцип децентрализации функциональных элементов, образующих единую вычислительную систему, в которой имеются два уровня, каждый из которых делится на два подуровня. Первый уровень включает в себя системы, осуществляющие непосредственную связь с объектом управления и обеспечивающие измерение параметров процесса, состояния оборудования, определение параметров исходных материалов и отработку установок исполнительными механизмами и системы сбора и подготовки информации для реализации функций второго уровня, реализации диалога технологического и эксплуатационно-ремонтного персонала с техническими средствами АСУ ТП в процессе управления. Ко второму уровню относятся системы, обеспечивающие динамическое оценивание и прогнозирование значений важнейших неконтролируемых параметров плавки (оценка состояния ванны), и системы, обеспечивающие расчет статических и программных управлений на предстоящую плавку, а также расчет текущих значений управления, включая программы подачи раскислителей и легирующих. Системы, обеспечивающие непосредственную связь с объектом управления, делятся на информационные и информационно-управляющие. К первому типу относятся системы, обеспечивающие только выполнение измерительных и регистрирующих функций с последующей передачей информации на другие уровни и на индикацию. Ко второму типу относятся системы, обеспечивающие наряду с измерительными и регистрирующими функциями обработку уставок. Их работа возможна в четырех режимах: дистанционном (ручном), полуавтоматическом, автоматическом и от ЭВМ.

Системы, осуществляющие непосредственную связь с объектом управления, представлены комплексами задач (системами определения), реализуемыми на отдельных программно-технических комплексах (микропроцессорных системах).

Комплекс задач "Кислород" (система управления трактом подачи кислорода) обеспечивает измерение мгновенного нормального расхода кислорода, подаваемого в конвертер верху, отработку уставки по расходу кислорода, интегрирование расхода кислорода, отсчет времени от начала продувки и прекращения подачи кислорода после обработки заданных значений интегрального расхода или времени от начала продувки. Установки по расходу и времени, то есть программа, задаются вторым уровнем вычислительной сети или машинистом дистрибутора.

Комплекс задач "Фурма" (система управления положением кислородной фурмы) осуществляет измерение и регулирование положения кислородной фурмы в соответствие с уставкой по положению фурмы над уровнем спокойной ванны с автоматической коррекцией на разгар футеровки и выдачей команды на отсечной клапан. Уставки формируются подсистемой статического управления (в виде программы изменения во времени) и подсистемой динамического управления в режиме работы от ЭВМ либо, как и в предыдущем случае, программа выбирается машинистом дистрибутора в автоматическом режиме. Необходимые данные для корректировки на разгар футеровки конвертера передаются из второго уровня системы.

Комплекс задач "Технологические газы" (системы управления трактом подачи технологических газов) обеспечивает измерение мгновенного нормального расхода технологических газов, подаваемых в конвертер через данные фурмы (кислорода, природного газа, азота, аргона), переключение в тракте подачи газов и обработки уставок по расходам подаваемых газов, интегрирование расходов газов. Задания по виду газа и его мгновенному расходу по каждой фурме формируются вторым уровнем (подсистемами статического и динамического управления) либо машинистом дистрибутора в автоматическом режиме.

Комплекс задач "Температура стали" (система определения температуры стали и содержания углерода при помощи погружного термозонда) предназначен для определения температуры расплавленного металла в конвертере, концентрации в нем углерода и уровня расплава с использованием устройства для замера параметров конвертерной плавки (зонда) без повалки конвертера или определения температуры металла при провалке конвертера. При этом формируются сигналы начала и конца замера, готовности цепи датчика или обрыва, неправильности проведенного замера, контакта датчика с расплавом в ванне. Цифровая индикация результатов измерения предусмотрена в посту управления конвертером на крупномасштабном табло, установленном на рабочей площадке и на выносном приборе.

Комплекс задач "Температура чугуна" (система определения температуры чугуна) обеспечивает определение температуры чугуна в чугуновозном ковше при автоматизированном погружении термопары в чугун. При этом выдаются сигналы начала и конца замера, готовности цепи датчика и ее обрыва, неправильности проведенного замера. Обеспечивается ввод номера ковша и индикация результатов измерения в цифровом виде на табло, установленном на площадке, видеоконтрольном устройстве и выносном приборе.

Комплекс задач "Отходящие газы" (система контроля расхода и состава отходящих газов) обеспечивает контроль расхода и химического состава отходящих от конвертера газов и скорости обезуглероживания ванны. Последняя определяется расчетным путем. Предусматривается аналоговая индикация результатов измерения на видеоконтрольном устройстве.

Комплекс задач "Вес-Доза" (система управления трактом подачи сыпучих материалов в конвертер и ковш) предназначен для обеспечения автоматической отработки программ сыпучих материалов в конвертер с высокой точностью и в соответствие с заданным распределением отдельных доз во времени. Задания по расходу формируются подсистемой статического управления (расчет осуществляется до начала плавки) либо машинистом дистрибутора в диалоговом режиме с помощью комплекса задач "Диалог-Т". Комплекс задач "Вес-Доза" включает два типа связанных задач: опрос датчиков и выдачу управляющих сигналов. Комплекс задач "Вес" обеспечивает дистрибуторщика информацией о массе материала в каждой емкости тракта, а "Доза" – расчет команд для цифрового управления трактом.

Комплекс задач "Ферросплавы" обеспечивает автоматическую обработку программы подачи раскислителей и легирующих с высокой точностью и в соответствие с заданной программой. Программа подачи формируется подсистемой второго уровня либо машинистом дистрибутора в диалоговом режиме с помощью комплекса задач "Диалог-Т". В основном "Ферросплавы" аналогичны комплексу задач "Вес-Доза". Дополнительно предусматривается индикация массы материала в каждом весовом бункере и сигнализация состояния механизмов тракта на посту управления печами прокаливания ферросплавов.

Комплекс задач "Вес лома" (система определения массы лома) предназначен для процесса подготовки лома, слежения за состоянием участка подготовки лома, слежения за совками, подготовляемыми и отправляемыми на каждую плавку, оперативного учета лома, поступающего в цех, представления информации технологическому персоналу на видеотерминалы. При поступлении лома в цех производится его взвешивание крановыми весами при съеме совка с платформы и автоматический ввод информации о массе в систему. Вместе с этим вводится и номер совка. Загрузка лома происходит завалочной машиной, которая оборудована весами. Номера загружаемых в конвертер совков вводятся вручную машинистом дистрибутора. Информация о массе лома поступает с завалочной машины автоматически.

Комплекс задач "Вес чугуна" (система определения массы чугуна) предназначен для взвешивания чугуна при наливе из миксера в заливочный ковш, слежения за чугуновозными ковшами, определения массы чугуна, заливаемого в конвертер на конкретную плавку из конвертерного сталеразливочного ковша. При наливе чугуна из передвижного миксера осуществляется дозирование чугуна на плавку с использованием весов, встроенных в чугуновозную тележку. Одновременно осуществляется ввод номера ковша, установленного под налив. При поступлении чугуна в конвертерное отделение и заливке его с помощью крановых весов осуществляется повторное взвешивание и определение массы фактически залитого чугуна. При сливе чугуна в конвертер происходит ввод номера ковша.

Комплекс задач "Вибрация" обеспечивает измерение косвенных параметров состояния конвертерной ванны во время продувки (уровня шума, вибрации корпуса конвертера, вибрации кислородной фурмы). Эти параметры характеризуют в первом приближении состояние шлака в конвертере.

Комплекс задач "Торкретирование" обеспечивает определение положения торкрет-фурмы, измерение расходов воздуха, кислорода и торкрет-массы через торкрет-фурму и регулирование в соответствие с программой (уставками), заданной машинистом дистрибутора в режиме диалога.

Комплекс задач "Крановые весы" обеспечивает прием и обработку информации с крановых весов, установленных на 110-тонных кранах в шихтовом пролете для взвешивания совков с ломом, с весов в конвертерном отделении, установленных на 225-тонных заливочных кранах и на 110-тонных кранах для транспортировки шлаковых ковшей. Информация включает данные о массе объектов взвешивания и их номера (совков, ковшей). Сброс данных о массе тары происходит автоматически микропроцессором, сопряженным с электронным блоком крановых весов.