Отчет по практике в ОАО «БрАЗ»

В дальнейшем данная модель войдет составной частью в программный пакет АРМ интеллектуальной поддержки решений ЦАМ, в котором наряду с функциями прогноза будут реализованы функции оптимизации производства анодной массы по критерию уменьшения удельного расхода анодной массы при электролизе.

 

 

5.3. Система автоматизации ТП прокалочного и котельного отделений цеха анодной массы ОАО "БрАЗ" г.Братск Иркутской обл.

 

 

АСУ ТП предназначена для обеспечения  эффективного контроля, управления и  противоаварийной автоматической защиты технологического процесса прокалки кокса и утилизации отходящих с прокалочных печей газов.

 

 

 

 

Описание объекта автоматизации

Целью процесса прокалки кокса для  производства анодной массы является удаление из него влаги, летучих веществ  и улучшение физико-химических свойств.

В прокалочном отделении расположены четыре технологические линии прокаливания кокса. Процесс прокалки осуществляется в трубчатых вращающихся печах диаметром 3 метра и длиной 45 метров. Производительность печи от 8 до 16 т/час в зависимости от вида прокаливаемых коксов. Термообработка коксов производится в противотоке материала и газового потока, который образуется в результате сгорания топлива (мазута), части летучих и углерода кокса. Для обеспечения процесса сгорания топлива осуществляется организованная подача воздуха в топку с помощью дутьевых вентиляторов. Питание прокалочных печей производится с помощью ленточных весовых дозаторов непрерывного действия, управляемых в дистанционном или автоматическом режиме.

Утилизация отходящих с прокалочных  печей газов осуществляется в котельном отделении, где расположены 4 котельных агрегата БГМ-35М (по одному на каждую прокалочную печь). Котлы могут работать как в чисто утилизационном режиме, т.е. только на отходящих газах, так и в режиме утилизации с подсветкой мазутом. Утилизационная котельная относится к категории производств по ОНТП-24 86 - "Г", класс помещения по ПУЭ - "П-2", степень огнестойкости - "II".

 

В состав автоматизируемого объекта  входит следующее технологическое  оборудование: прокалочные печи, холодильники, вентиляторы, дымососы, питатели, ленточные весовые дозаторы, задвижки, насосы, питательные электронасосы, редукционно-охладительные установки и т.д.

Для реализации АСУ ТП использован  программно-аппаратный комплекс PCS7 v5.1.

 

Структура АСУ ТП и выполняемые функции:

Структура АСУ ТП

 

В качестве аппаратной базы для системы  автоматизации прокалочного отделения  выбран контроллер SIMATIC S7-400 на основе CPU 417-4H с децентрализованной периферией ET200M. Автоматизация котельного отделения выполнена на базе резервированного контроллера SIMATIC S7-400H на основе CPU 417-4H с переключаемой децентрализованной периферией на базе ET200M.

С инжиниринговой станции (ES) выполняется  программирование контроллеров всех стадий, а также сопровождение проектов станций операторов.

Все контроллеры системы управления и операторские станции объединены локальной одноранговой электрической сетью Industrial Ethernet.

 

Общее количество обрабатываемых сигналов АСУ ТП:

 

Сигналы Котельное отделение Прокалочное отделение Всего Аналоговые входы 312 119 431 Аналоговые выходы   4 4 Дискретные входы 184 134 318 Дискретные выходы 375 128 503 Частотные входы   8 8 Система взвешивания SIWAREX   4 4 Количество ET200M 16 5 19

 

АСУ ТП ВХ обеспечивает циклический  опрос контроллерами всех датчиков с периодом опроса: 300 мс для дискретных датчиков, 600 мс для аналоговых датчиков расхода, давления, уровня и 1200 мс для  аналоговых датчиков температур. Максимальное время обновления информации на рабочих местах операторов - 2 с.

В системе предусмотрены устройства бесперебойного питания для аппаратных средств нижнего уровня, а также  для операторских станций верхнего уровня. Время работы контроллеров при полном отключении сетевого электропитания - не менее 2 часов.

 

Система отображения  информации

Система отображения информации обеспечивает выполнение следующих функций: 
 1. Представление технологической информации на экранах мониторов в следующих форматах по выбору оператора: 
в виде мнемосхем с различной детализацией, на которых воспроизводится информация о текущем состоянии технологического процесса и значения технологических параметров; 
в виде обобщенных и детализированных кадров аварийных состояний, как технологического процесса, так и технических средств АСУ ТП; 
в виде операторских рапортов (за час, смену, сутки, месяц). 
 2. Автоматическую сигнализацию и регистрацию достижения параметром аварийной и предупредительной границ; 
 3. Управление оператором механизмами в соответствии с технологическим регламентом. Система управления обеспечивает защиту от неправильных действий операторов; 
 4. Формирование и вывод на экран монитора протокола сообщений (событий), например, срабатывание предупредительной и аварийной сигнализаций, неисправность датчиков, сообщения о действиях оператора по квитированию, снятию с опроса и изменению состояния исполнительных механизмов и др; 
 5. Формирование и отображение на дисплее различных групп графиков изменения технологических параметров.

Мнемосхема "Котел №3"

Подсистема регулирования

Для поддержания параметров технологического процесса в заданных диапазонах используется регуляторы со стандартными ПИД-алгоритмами. Основные контуры регулирования: 
Поддержание температуры в горячей головке печи путем регулирования расхода мазута на печь 
Поддержание расхода воздуха и пара на печь пропорционально расходу мазута 
Регулятор разряжения за котлом - регулятор управляет направляющими аппаратами дымосоcа, вследствие чего происходит регулирование разрежения за котлом и в тоже время регулируется температура газов в холодной головке печи 
Регулятор питания утилизационного котла - поддержание уровня в барабане котла регулированием расхода питательной воды в барабан, с коррекцией по текущему расходу перегретого пара

 
Регулирование температуры перегретого  пара с опережающей коррекцией по скорости изменения температуры в промежуточной точке, расположенной непосредственно за впрыскивающим пароохладителем 
Поддержание давления перегретого пара 
Регулирование тепловой нагрузки котла - поддержание давления пара в барабане котла подачей мазута на форсунки 
Регулирование температуры и давления на выходе редукционно-охладительных установок 
Регулятор уровня и давления в деаэраторе 
Регулятор уровня в баках ХОВ

Окно регулятора питания

 

Подсистема дозирования  кокса

Дозирование кокса в прокалочные  печи выполняется ленточными весовыми дозаторами непрерывного действия. Функции  дозаторов: 
Измерение веса материала, корректировка веса с учетом веса ленты и шва 
Измерение скорости транспортерной ленты с учетом "проскальзывания" по сигналам датчиков вращения ведомого и ведущего валов транспортера 
Управление скоростью движения ленты в соответствии с заданной производительностью 
Настройка параметров системы и параметров регулирования производительности 
Контроль аварийных ситуаций (блокировки)

 

 

Подсистема диагностики

Для обеспечения требуемого уровня надежности, упрощения поиска и устранения неисправностей АСУ ТП имеет в  своем составе программные и  аппаратные средства диагностики работоспособности  системы. Выход из строя оборудования и возникновение программных сбоев фиксируются в архиве сообщений (событий) и отображаются на специальном экране диагностики.

 

Мнемосхема "Экран диагностики" с окном детализации ошибки модуля

 

 

Результаты:

Внедрение новой АСУ ТП позволило:

- расширить функции автоматического и автоматизированного контроля и управления;

- повысить качество работы регулятора питания;

- повысить надежность функционирования системы противоаварийной защиты;

- повысить качество управления технологическим процессом;

- сократить количество и время локализации аварийных ситуаций и отказов оборудования;

- упростить работу операторов;

- улучшить контроль за работой операторов.

Внедрение АСУ ТП: котельное отделение - 04/2002, прокалочное отделение - 10/2002.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Данная работа представляет собой отчет по производственной практике. Отчет составлен в сжатой форме и иллюстрирован чертежами, схемами установок, графиками экспериментальных данных. Особое место в отчете должно быть отведено вопросам применения микропроцессорной техники новейшим разработкам САПР. В да6нном отчете были рассмотрены следующие вопросы:

• производственный процесс предприятия в отдельных цехах, новейшие технические достижения;
• использование и внедрение вычислительной и микропроцессорной техники;
• при рассмотрении технологического процесса как объекта автоматизации были классифицированы входные и выходные параметры, возмущающие и управляющие воздействия, степень влияния входных параметров на ход технологического процесса, на качественные характеристики конечного продукта;
• наличие средств контроля и автоматического регулирования, требования к точности измерения конкретных технологических параметров;
• возможные варианты построения АСР;
• ознакомиться   с   вопросами   применения   систем   автоматизированного   проектирования (САПР) для разработки систем управления, контроля, блокировки, защиты;
• технологический процесс как объект автоматизации;
• алгоритмическую структуру и программное обеспечение АСУ ТП;
• типовые   технические   средства   сбора,   преобразования,   обработки   и   отображения информации;
• вопросы управления качеством продукции;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Сушков А.И., Троицкий И.А. “Металлургия алюминия”:, изд. Металлургия, 
Москва 1965г., 517стр.

2. Янко Э.А.., Воробьёв Д.Н. “Производство  анодной массы”:, изд. Металлургия, Москва 1975г., 125 стр.

 

http://luminiy.narod.ru/0.html

http://www.mayak-pkf.ru/projects/fuzzyam.php

http://mayak-pkf.ru/services/automation.php

http://prom-safety.info/ref/anodno1.html

http://www.sinetic.ru/company/aboutus/

http://www.sms-automation.ru

http://www.sms-automation.ru/support/downloads