Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Отчет по производственной практике - файл 1.doc


Отчет по производственной практике
скачать (2719.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc2720kb.17.11.2011 09:01скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
1.Описание технологического процесса


1.1.Состав, технические характеристики основного технологического оборудования


В состав цеха входят следующие основные производственные отделения и участки: миксерное; участок выплавки стали; участок непрерывной разливки стали; участок отделки слябов.


Миксерное отделение

В миксерном отделении установлены два миксера вместимостью по 2500 т каждый, машина по скачиванию шлака. Установлено оборудование для непосредственного перелива чугуна из чугуновозных ковшей в заливочные ковши вместимостью по 300 т и передачи их в загрузочный пролет конвертерного отделения.


Участок выплавки стали

В состав участка выплавки стали входят следующие пролеты: конвертерный, загрузочный, шлаковый, ковшевой и два шихтовых открылка. В конвертерном пролете установлены два конвертера вместимостью по 300 т, установки кислородных фурм, котлы-охладители конвертерных газов, оборудование системы тракта подачи сыпучих материалов и участок подготовки ферросплавов. В шихтовых открылках установлено оборудование для передачи лотков вместимостью 50 с твердой металлической шихтой в загрузочный пролет. В загрузочном пролете установлено оборудование для загрузки металлической шихты в конвертеры. Кроме6 того, в осях колонн 23-26 расположена установка десульфурации чугуна (УДЧ). В шлаковом пролете установлено оборудование для подготовки шлаковых чаш вместимостью 16 и их транспортировка на шлаковый двор. В ковшевом пролете установлено оборудование для ремонта и подготовки сталеразливочных ковшей вместимостью 350 т.


Участок непрерывной разливки стали

В состав участка непрерывной разливки стали входят следующие пролеты: пять разливочных, ремонта и подготовки промежуточных ковшей, подготовки технологического оборудования. В разливочных пролетах установлены пять двухручьевых установок непрерывной разливки стали (УНРС) радиально и криволинейно типа для отливки слябов, пять установок доводки металла (УДМ), установка химического подогрева металла (УХПМ). В пролете подготовки промежуточных ковшей установлено оборудование для ремонта и подготовки промежуточных ковшей вместимостью 23,30 и 50 т. В пролете подготовки технологического оборудования установлено оборудование для ремонта и подготовки оборудования УНРС.


Участок отделки слябов

В участок отделки слябов входят транспортно-отделочная линия и три технологические зоны отделки слябов. На транспортно-отделочной линии установлено оборудование для транспортировки слябов с участка непрерывной разливки стали в пролеты отделки слябов. В технологических зонах установлено оборудование для осмотра, резки, хранения и отгрузки слябов, а также зачистки дефектов.


1.2.Технология выплавки стали


Садка конвертера состоит из жидкого чугуна и твердой металлошихты. Масса садки-(3603) т, в том числе: чугун-250-310 т; твердая металлическая шихта 50-110 т. При недостаточном теплосодержании чугуна для корректировки температурного режима плавки в качестве дополнительного теплоносителя используют кокс или ферросилиций ФС65. Расход кокса должен быть не более 4 т на плавку, расход ферросилиция ФС65- не более 1 т на плавку. При необходимости переработки избыточного количества чугуна производят частичную или полную замену металлолома железорудными окатышами или агломератом высокоосновным. Порядок загрузки шихтовых материалов в конвертер:1)металлический лом; 2)твердый чушковый чугун; 3)известь и/или доломит металлургический или ошлакованный; 4)жидкий чугун. После загрузки твердой металлошихты производят наклон конвертера в сторону выпуска металла, а затем переводят конвертер в вертикальное положение и присаживают известь и/или доломит металлургический. Продувку металла в конвертере производят технологическим газом через многосопловую фурму. В качестве технологических газов используют: кислород (основной газ) или азот. Кислород подают с давлением в сети 15-16 (1,5-1,6 МПа),объемная доля кислорода должна быть не менее 99,5%, объемная доля азота- не более 0,05%. Азот подают с давлением в сети 16-23 (1,6-2,3 МПа). При работе в режиме с частичным дожиганием отводящих газов объемный расход кислорода устанавливают в пределах 900-1100 . При работе в режиме с полным дожиганием отходящих газов объемный расход кислорода устанавливают постоянным 500 , в конце продувки допускается увеличение расхода до 800 .


^ 1.3.Технология обработки жидкого металла в сталеразливочном ковше на установках доводки металла (УДМ)


Продувку металла аргоном производят погружной фурмой остаточная длина которой не должна быть менее 4800 мм. После постановки на стенд УДМ сталеразливочного ковша производят продувку металла аргоном с объемным расходом газа 25-60 /ч. Давление аргона в сети должно быть не менее 10 (1,0 МПа), а перед фурмой - не менее 6 (0,6 МПа). Во время ввода и вывода фурмы из металла давление аргона перед фурмой должно быть не более 4 (0,4 МПа). По истечении 3 минут усреднительной продувки измеряют температуру металла.. При получении температуры металла выше указанной более, чем на , в металл погружают сляб. Для охлаждения используют слябы собственного производства, отбракованные по качеству поверхности и/или химическому составу. Длительность выдержки сляба определяют из расчета снижения температуры металла за 1 минуту выдержки на при глубине погружения сляба в металл не менее 3 м (визуально) и с одновременной продувкой аргоном. После охлаждения металл продувают аргоном не менее 1 минуты, а затем измеряют температуру. При получении температуры металла ниже указанной производят химический подогрев металла. Сталеразливочный ковш с металлом передают на УНРС при получении:1)массовой доли алюминия на спокойных марках стали 0,040-0,050%, на полуспокойных -0,050-0,060%;2)массовых долей марганца и кремния на 0,04% выше нижнего марочного предела;3)массовых долей остальных элементов с учетом получения заданного химического состава в готовой стали;4)температуры металла в сталеразливочном ковше после обработки на УДМ в соответствии с производственными требованиями.



^ 1.4.Технология разливки стали


При разливке стали открывают шиберный затвор сталеразливочного ковша и начинают заполнение металлом промежуточного ковша. Непосредственно перед открытием шиберного затвора через стопор- моноблоки начинают продувку аргоном с объемным расходом 3-10л/мин(2-15 л/мин). В случае отсутствия потока стали из сталеразливочного ковша производят прожигание канала шиберного затвора кислородом. С началом наполнения промежуточного ковша металлом в район стопоров подают шлакообразующую смесь ШОС-ПК. После наполнения промежуточного ковша не менее чем на одну треть его высоты открывают стопора и начинают наполнение кристаллизаторов металлом (время заполнения 60-80 с). Затем подают воду на вторичное охлаждение. Расходы воды по секциям вторичного охлаждения выбирают, исходя из фактической массовой доли химических элементов в пробе, отобранной из сталеразливочного ковша на УДМ после ввода легирующих, модифицирующих материалов и усреднительной продувки аргоном. Стопор промежуточного ковша открывают для прогрева стакана на максимально возможную подачу металла в кристаллизатор, но так, чтобы не получить заплесков узких стенок. После заполнения металлом кристаллизатора до уровня нижних кромок выходных отверстий погружаемого стакана, проверяют работу стопора, при этом стопор периодически открывают на полную струю. При достижении уровня металла в кристаллизаторе верхней кромки выходных отверстий погружаемого стакана подают шлакообразующую смесь. После доведения уровня металла (покровного шлака) в кристаллизаторе до 100-150 мм (визуально) от верхней кромки включают механизм качания кристаллизатора и задают скорость вытягивания слитка 0,1 м/мин. Частоту качания кристаллизатора устанавливают в пределах 80-90 циклов в минуту при ходе 12-16 мм. После отливки каждых 200 мм металла скорость разливки увеличивают на 0,1 м/мин до достижения рабочей скорости. На стык погружаемого стакана и стакан- дозатора промежуточного ковша подают аргон с объемным расходом . При применении погружаемого стакана с возможностью ввода газа в полость, аргон подают с объемным расходом 5-15 л/мин.

С началом разливки оператор главного пульта контролирует:

- температуру воды на выходе из кристаллизотора, которая не должна превышать ;

- нагрев воды в кристаллизаторе, который не должен превышать;

- расход воды через кристаллизатор;

- усилие вытягивания слитка из кристаллизатора.

В течении всего времени разливки плавки уровень металла (покровного шлака) в промежуточном ковше поддерживают на уровне сливного носка, уровень металла (покровного шлака) в кристаллизаторе –в 50-70 мм (визуально) от верхней кромки кристаллизатора. По ходу разливки в промежуточный ковш подают шлакообразующую смесь, в кристаллизатор- по мере расходования до получения темного цвета мениска. Подачу смеси в кристаллизатор производят небольшими порциями, равномерно рассыпая по поверхности стали. Бурление в кристаллизаторе и оголения зеркала металла не допускают. Периодически чистой прогретой трубкой около стенок кристаллизатора проверяют наличие грубого гарнисажа и состояния мениска металла. Грубые шлаковые корки при этом удаляют. В течении разливки не менее двух раз измеряют температуру металла в промежуточном ковше термоэлектрическим преобразователем, а так же отбирают пробы металла.


Порядок окончания серии разливок и выдачи слитка из кристаллизатора:


- скорость вытягивания слитка за 1,0-1,5 м до прекращения разливки на машине снижают до 0,6 м/мин, выключают воду на охлаждение узких граней слитка и на подбой, в кристаллизатор дают небольшое количество сухого песка;

- специальными лопатками песок осторожно перемешивают со шлаком и быстро удаляют из кристаллизатора, при этом песок не перемешивают с металлом в целях исключения его затягивания в корочку слитка;

- после полной уборки шлака с зеркала металла стопор промежуточного ковша закрывают;

- скорость вытягивания слитка снижают до 0,3 м/мин, верхний слой металла в кристаллизаторе перемешивают загнутой трубкой;

- остановку механизма качания кристаллизатора производят после отливки 100-200 мм слитка после закрытия стопора промежуточного ковша;

- после того, как произойдет усадка и головная часть слитка опустится ниже погружаемого стакана, в кристаллизатор специальными форсунками или лейгами подают воду в таком количестве, чтобы происходило ее полное испарение;

- при полностью застывшей корочке на головной части слитка его выводят из кристаллизатора.


В процессе разливки слиток на газорезках УНРС разрезают на мерные длины согласно заказу и маркируют. После порезки слитка в обрезь удаляют не менее 1 м его головной и хвостовой части, постоянно контролируют качество резов. Для обеспечения возможности проведения контроля качества макроструктуры и поверхности слитка металлографическими методами к номинальной мерной длине дают припуск 100-350 мм. На 12-ти роликовом рольганге или в копильниках УНРС проводят визуальный контроль качества слябов и выявляют грубые задиры, надавы, грубые продольные трещины, осевое расслоение и отклонение от формы. На одной из узких граней каждого сляба маркировочная машина пишет номер плавки( из 5 знаков), номер машины, порядковый номер сляба по ходу разливки плавки. Замаркированные слябы по транспортной линии передают в отделение отделки слябов или укладывают в копильники УНРС.




Рис.1. Схема двухручьевой слябовой МНЛЗ № 6.

^ 2. Требования, предъявляемые к АСУ ТП


Основными техническими требованиями предъявляемыми к АСУ ТП МНЛЗ №6 являются:

1)обеспечение широкого температурного диапазона работы технических средств локальных систем автоматического управления (САУ);

2) распределенная система электропитания;

3)обеспечение надежного контура заземлений на каждой отдельной площадке объекта автоматизации;

4)защита контрольно-измерительных и информационных каналов от внешних воздействий, а также усиление передаваемых сигналов;

5)выбор оптимального, с точки зрения эффективности, надежности и взаимозаменяемости составных частей, удовлетворяющего международным стандартам контроллерного оборудования;

6) выбор оптимального, с точки зрения пылевлагонепроницаемости, а также защиты от электромагнитного излучения, коррозии и др. факторов, удовлетворяющего международным стандартам конструктива шкафа цехового контроллера, шкафов автоматики локальных САУ и автоматизированного рабочего места системного инженера (АРМ);

7)обеспечение высоконадежных каналов обмена технологической информацией между отдельными автоматизированными объектами и централизованной системой управления и контроля;

8) резервирование основной аппаратуры контроля и управления, а также наиболее важных каналов передачи информации;

9) обеспечение аппаратного и программного аварийного останова технологического комплекса при аварийных ситуациях;

10) обеспечение высокоэффективного человеко-машинного интерфейса в системе визуализации и мониторинга;

11) обеспечение обмена данными по информационным каналам в реальном масштабе времени;

12) эффективная, с точки зрения скорости обнаружения неисправности, и надежная диагностика программно-аппаратных средств;

13) обеспечение обслуживающего персонала качественной эксплуатационной документацией, а также инструментом для монтажа и диагностики.


^ 2.1.Управление МНЛЗ и информационные потоки при управлении

Система управления МНЛЗ №6 распределена на 6 подсистем управления. Краткая характеристика каждой:

  1. Регулирование уровня металла в промежуточном ковше. Управление сводиться к управлению стопором на сталеразливочном ковше.

  2. Регулирование уровня металла в кристаллизаторе и теплового режима кристаллизатора. Для управления охлаждением используется соотношение “ перепад температуры - расход воды”.

  3. Система качания кристаллизатора.

  4. Управление тепловым режимом секций зоны вторичного охлаждения.

  5. Регулирование скорости тянущей клети.

  6. Регулирование расхода газа для системы деления слитка на мерные длины.

Состав задач для управления и контроля МНЛЗ разделяется на две группы: информационные задачи и задачи управления.

Задачи управления делятся на задачи управления установкой в нормальном режиме и в аварийном режиме. Управление в нормальном режиме подразумевает: пуск установки, остановка установки, поддержание работы установки в заданном режиме, регулирование параметров, коррекция параметров, прогнозирование ситуаций, управление исполнительными механизмами. Управление в аварийном режиме включает в себя: устранение аварийной ситуации, аварийная остановка, переключение исполнительных механизмов.

Информационные задачи можно разделить на три подгруппы:

  • задачи, которые обеспечивают информацией алгоритмы управления технологической установкой;

  • задачи, которые обеспечивают информацией оператора установки, диспетчера и алгоритмы верхнего уровня системы управления;

  • задачи, которые обеспечивают функционирование комплекса технических средств.

Основные функции управления АСУТП непрерывного литья заготовок:

Управление величинами


  • массой металла в промежуточном ковше;

  • уровнем металла в кристаллизаторе;

  • расходом воды на кристаллизатор;

  • расход воды на секции вторичного охлаждения;

  • расход технологической смазки;

  • расход газа и кислорода на газорезку.

Управление процессами

  • пусковым режимом МНЛЗ;

  • режимом вторичного охлаждения слитка;

  • приводом тянущей клети;

  • деления слитка на мерные длины;

  • оптимальным режимом окончания разливки с целью уменьшения отходов.



^ 3. Конструкция датчиков и исполнительных механизмов используемых в САУ


3.1.Измерение температуры


Резистивный термодатчик Оmnigrad M TR 10


Принцип измерения : чувствительный элемент резистивного термодатчика (RTD – Resistance Temperature Detector) состоит из электрического сопротивления, значение которого, например, при 0 °C составляет 100 Ω (поэтому используется обозначение "Pt 100" согласно нормативу DIN EN

60751) и при повышении температуры возрастает соответственно характерному для материала резистора (платина) коэффициенту. В промышленных термометрах, соответствующих стандарту DIN EN 60751, значение данного коэффициента составляет α = 3.85*10-3 °C-1, в расчете на диапазон от 0 до 100 °C.


Диапазон измерений :

• Тип TF / тонкопленочный -50…400 °C

• Тип WW / проволочный -200...600 °C


Погрешность измерения: Погрешность измерения чувствительного

элемента (тип TF)

• Кл. A

3σ = 0,15+0,0020It| -50…250 °C

3σ = 0,30+0,0050ItI -250…400 °C

• Кл. 1/3 DIN B

3σ = 0,10+0,0017It- 0…100 °C

3σ = 0,15+0,0020ItI -50...0 / 100...250 °C

3σ = 0,30+0,0050It -250…400 °C



Погрешность измерения чувствительного элемента (тип WW)

• Кл. A

3σ = 0,15+0,0020ItI -200…600 °C

• Кл. 1/3 DIN B

3σ = 0,10+0,0017It| -50…250 °C

3σ = 0,15+0,0020ItI -200...50 / 250…600 °C

(|t|=абсолютное значение температуры в °C)








Рис.2. Погрешность измерения Рис.3. Погрешность измерения чувствительного элемента (тип WW) чувствительного элемента (тип TF)


Конструктивные особенности: термодатчик Omnigrad M TR 10 состоит из измерительного наконечника с защитной гильзой и присоединительной головкой, которая может содержать преобразователь или керамический цоколь. Конструкция датчика соответствует нормативам DIN 43729 (присоединительная головка),43772 (защитная гильза) и 43735 (чувствительный элемент).Измерительный наконечник (сменный) находится внутри защитной гильзы; благодаря упругой системе он отжимается от нижней части защитной гильзы, что улучшает теплопередачу. Чувствительный элемент (Pt 100) расположен в острие измерительного

наконечника. Защитная гильза изготовлена из трубки диаметром 9, 11 или 12 мм. Прямой наконечник защитной гильзы может поставляться с коническим сужением или усечением (с уступами).Датчик TR 10 монтируется на установку (труба или цистерна) с помощью резьбового соединения.

Встроенный преобразователь:

• TMT 180 PCP 4…20 мА

• TMT 181 PCP 4…20 мА

• TMT 182 Smart HART®

• TMT 184 PROFIBUS%PA®.

Преобразователи TMT 180 und TMT 181 (см. рис. 5) программируются на ПК. TMT 180 для диапазона температур %50…250 °C может поставляться в исполнении с повышенной точностью измерений (0,1 °C вместо 0,2 °C) и как модель с постоянным диапазоном измерений (указывается заказчиком при заказе).TMT 182 передает на выходе сигнал 4…20 мА и гетеродинный сигнал через HART. Для преобразователя TMT 184 (см. рис. 6) с выходным сигналом через PROFIBUS%PA адрес для связи может быть настроен с помощью программы или через механический преобразователь.




Рис.4. Датчик TR 10 с различными присоединительными головками.





Рис.5. TMT 180,181,182.




Рис.6. TMT 184.


3.2.Измерение давления


Преобразователь давления Сerabar M с электронным блоком по технологии ^ SMART (HART)


Сerabar M представляет собой преобразователь давления, предназначенный- в зависимости от исполнения- для измерения относительного либо абсолютного давления.


Принцип работы керамического датчика: давление системы воздействует

непосредственно на жесткую керамическую мембрану датчика давления и отклоняет ее максимум на 0,025 мм. Обусловленное величиной давления изменение емкости измеряется на электродах керамического носителя и мембраны. Диапазон измерений зависит от толщины керамической мембраны.

Принцип действия металлического датчика: давление системы отклоняет разделительную мембрану и заполняющая жидкость передает давление на измерительный мост сопротивления. Обусловленное величиной давления измерение выходного напряжения моста измеряется и обрабатывается.




Рис.7. Конструкция датчиков.


Измерительное устройство: комплектное измерительное устройство включает в себя:

- преобразователь давления Сerabar M с выходом по току 4…20 мА с наложенным цифровым сигналом (протокол HART);

- блок питания на 11,5…45 В постоянного тока;

Управление может производиться через:

- цифровой индикатор для управления и считывания измеренных значений по месту;

- ручной программатор Universal HART Communicator DXR 275;

- программу Commuwin II фирмы « Эндресс+Хаузер».





Рис.8.Измерительное устройство.


Диапазон измерений:





Преобразователь дифференциального давления Deltabar S


Преобразователь дифференциального давления Deltabar S применяется для

измерения дифференциального давления, расхода и уровня. Прибор разработан в соответствии с действующими техническими стандартами и

стандартами по безопасности EС.


Установка для измерения расхода:




Рис.9. Измерение расхода газов: Рис.10. Измерение расхода пара:

1- Deltabar S; 1-конденсатные камеры;

2- трехходовой вентильный блок; 2- диафрагма или трубка Пито;

3- вентили 3-вентили;

4- диафрагма или трубка Пито. 4-Deltabar S;

5-сепаратор;

6-дренажные вентили;

7-трехходовой вентильный блок.




Рис.11. Измерение расхода жидкостей:

1 -диафрагма или трубка Пито;

2- вентили;

3- Deltabar S;

4- сепаратор;

5- дренажные вентили;

6- трехходовой вентильный блок.


Установка для измерения уровня:




Рис.12. Измерение уровня в открытой Рис.13.Измерение уровня в

емкости: закрытых емкостях:

1- отрицательная сторона сообщается 1-вентиль;

с атмосферой; 2-Deltabar S;

2- Deltabar S; 3-сепаратор;

3- вентиль; 4-дренажные вентили;

4 –сепаратор; 5-трехходовой вентильный

5- дренажный вентиль. блок.


Электрическое подключение:





Рис.14.Электрическое подключение 4...20 мА HART:1- корпус;2- перемычка для тестового сигнала 4...20 мА;3 -внутренняя клемма заземления;4 -наружная клемма заземления;5- тестовый сигнал 4...20 мА между клеммами "плюса" и тестера;6 -питающее напряжение 10.5...45 В DC, если перемычка установлена согласно данному рисунку;7- питающее напряжение 11.5...45 В DC, перемычка в поз."Test".


Данный преобразователь давления в комплекте имеет портативный тестер Commubox FXA 191 для проверки и настройки прибора. Commubox FXA 191 обеспечивает подключение интеллектуальных преобразователей с протоколом HART к последовательному интерфейсу (RS 232) компьютера. Это позволяет проводить удаленную настройку преобразователей с помощью предлагаемых Endress+Hauser программ ToF Tool или Commuwin II. Commubox также может использоваться для искробезопасных цепей.


Электромагнитная система измерения расхода Рromag 50/53 P




Рис.15.Электромагнитная система Рromag 50/53 P.


Данная электромагнитная система применяется для измерения расхода любых жидкостей проводимостью 5 мкСм/см (кислоты и щелочи; красители; пасты и пульпы; вода, сточная вода, деминирализированная вода).


Принцип измерения :В соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея, в проводнике, движущемся в магнитном поле, наводится ЭДС.

В магнито-индуктивном методе измерения расхода роль движущегося проводника играет поток среды. Индуцируемое напряжение, пропорциональное скорости потока, подается на усилитель через пару электродов. Объемный расход вычисляется через площадь поперечного сечения трубопровода. Магнитное поле генерируется постоянным током с переключающейся полярностью.



Рис.16.Принцип действия Promag 50/53 P: Ue = B · L · v;Q = A · v,где

Ue - индуцируемое напряжение; B - магнитная индукция; L -расстояние между электродами; v -скорость потока; Q- объемный расход; A -площадь сечения измерительной трубы.


Входные переменные:

измеряемая величина: расход (пропорциональный индуцированному напряжению);

диапазон измерения: для скоростей потока v = 0.01...10 м/с ;

динамический диапазон: более 1000 : 1;

входной сигнал :вход состояния (вспомогательный вход):U = 3...30 В DC, Ri = 5 кОм, гальванически изолирован;

выбор конфигурации: сброс сумматора, принудительная установка в ноль, сброс сообщения об ошибке, старт/пауза дозирования;

токовый вход :выбор активный/пассивный, гальванически изолирован, разрешение: 2 мкА

• активный: 4...20 мА, Ri ≤ 150 Ом, Uвых = 24 В DC,(защищен от короткого замыкания),

• пассивный: 0/4...20 мА, Ri ≤ 150 Ом, Umax = 30 В DC.


Выходные переменные:


Выходной сигнал Promag 50

Токовый выход :выбор активный/пассивный, гальванически изолирован, выбор постоянной времени(0.05...100 с) и масштаба шкалы, температ. коэфф.: 0.005% ТИЗ/0C; разрешение: 0.5 мкА:

• активный: 0/4...20 мА, RL < 700 Ом (HART: RL ≥250 Ом);

• пассивный: 4...20 мА, макс. 30 В DC, Ri ≤150 Ом.

Импульсный/частотный выход: пассивный, открытый коллектор, 30 В DC, 250 мА, гальванически изолирован.

Частотный выход: верхнее значение частоты 2...1000 Гц (fмакс = 1250 Гц), отношение ВКЛ/ВЫКЛ 1:1, макс. ширина импульса 10 с.

Импульсный выход: выбор масштаба и полярности импульса, макс. ширины импульса (0.05...2 с), макс. частоты импульсов.

Выходной сигнал Promag 53

Токовый выход: выбор активный/пассивный, гальванически изолирован, выбор постоянной времени(0.05...100 с) и масштаба шкалы, температ. коэфф.: 0.005% ТИЗ/0C; разрешение: 0.5 мкА:

•активный: 0/4...20 мА, RL < 700 Ом (HART: RL ≥250 Ом);

•пассивный: 4...20 мА, макс. 30 В DC, Ri ≤150 Ом.

Импульсный/частотный выход: выбор активный/пассивный, гальванически изолирован:

•активный: 24 В DC, 25 мА (макс. 250 мА в теч. 20 мс), RL > 100 Ом;

•пассивный: открытый коллектор, 30 В DC, 250 мА.

Частотный выход: верхнее значение частоты 2...10000 Гц (fмакс = 12500 Гц), отношение ВКЛ/ВЫКЛ 1:1, макс. ширина импульса 10 с.

Импульсный выход: выбор масштаба и полярности импульса, ширины импульса (0.05...2 с),для частоты отношение ВКЛ/ВЫКЛ 1:1.


^ 3.3. Измерение мощности в электрических цепях.


Измеритель мощности SIMEAS P.




Рис.17. Измеритель мощности SIMEAS P.


Данный прибор предназначен для измерения коэффициента мощности; фазового угла; активной, реактивной, полной мощности; напряжения; тока; частоты переменного тока; асимметричного напряжения и тока; суммарных гармонических искажений напряжения и тока; гармоник напряжений и тока; импорта и экспорта активной энергии; абсолютного значения активной энергии; суммарной реактивной энергии и баланса мощностей трехфазных сетей с различной нагрузкой.


Типы экранов:

•2 цифровых значения измеренных величин.

•2 цифровых и аналоговых значения измеренных величин.

•4 цифровых значения измеренных величин.

•4 цифровых и аналоговых значения измеренных величин.

• векторная диаграмма.

•экраны гармонического анализа силы тока и напряжения.

•минимальные-максимальные значения.

•осциллограф.





Рис.18. Отображение 2 и 4 любых измеренных величин из таблицы измеренных значений.





Рис.19.Настраиваемое стартовое и конечное значение для каждого графика аналоговых значений.


Рис.20.Векторная диаграмма:

цифровое и графическое представление

измеренных значений параметров всех фаз: U, I, cos φ.










Рис.21. Экран гармонического анализа (слева):отображение всех нечетных гармоник в трех фазах в диапазоне от 1 до 21 гармоники; экран минимальных-максимальных значений(справа): отображение минимального, среднего и максимального значений параметра с момента начала записи.


Осциллограф: принципиально отличается от остальных экранов. Можно активизировать только один экран, на котором будет отображаться осциллограмма. Все установки производятся с экрана с помощью клавиш Enter = Menu.

• Во всех случаях регистрируется три переменных.

• Масштаб изображения по вертикальной оси для каждой переменной выбирается автоматически.

• Отображение значения переменной определяется положением курсора на графике.

• Обычно на экране отображается 10% архива каждой записи.

• В памяти сохраняется только одна запись. При инициализации новой записи предыдущая запись уничтожается.

• Запись измеренных значений может производиться в фоновом режиме с запуском в момент превышения параметром граничного значения.

• Если за короткий промежуток времени фиксируется несколько случаев выхода параметра за граничные значения, то запуск процесса записи производится только по первому событию. Чтобы начать новую запись, необходимо выбрать из меню “OK + enable”.

• Общая продолжительность записи, включая промежутки до и после превышения граничных значений, ограничена 7040 точек для синусоидальных величин и по 14000 точек для действующих значений величин на каждый параметр.


Характеристики регистрации мгновенных значений: Для каждой полуволны переменного тока производится вычисление действующего значения измеряемого параметра, которое сравнивается с максимальным/минимальным значением этого параметра. В случае выхода

параметра за граничные значения производится включение записи. В качестве записываемых параметров могут быть заданы токи или напряжения.

Записывать параметры гистерезиса или времени фильтрации не имеет смысла.


Характеристики регистрации действующих значений: Из таблицы измеряемых переменных можно выбрать три любых параметра за

исключением значений энергии и счетчиков. Каждую секунду записывается одно измеренное значение параметра. Предыстория процесса составляет 10% от выбранного времени записи.


Рис.22.Регистрация мгновенных (слева) и действующих (справа) значений.


^ 3.4.Измерение зазора слитка.


Датчик измерения зазора BALLUFF-BTL5


Принцип действия: датчик включает в себя трубообразный волновод, заключённый в наружный шток из нержавеющей стали. Магнит, подсоединённый к двигающейся детали машины или к поршню цилиндра, перемещается по штоку и данные об его положении постоянно обновляются.

Магнит определяет измеряемое положение на волноводе. Выделяемый внутренне импульс инициализации взаимодействует с магнитным полем магнита с целью образования магнитостриктной скрученной волны в волноводе, которая распространяется со скоростью ультразвука. Скрученная волна, поступающая на обмотку, окружающую волновод, поглощается в

демпфирующей зоне. Волна, поступающая на начало волновода, создаёт электрический сигнал в обмотке, окружающей волновод. Время распространения волны используется для определения позиции с разрешением 5 микрон. Это осуществляется с высокой точностью и повторяемостью в пределах диапазона измерения, указанного как номинальная длина хода. На конце штока располагается демпферная зона , в пределах которой не имеется в наличии надёжного сигнала , но который может быть введён магнитом. Электрическое соединение между датчиком, контроллером/задающим устройством и подачей питания осуществляется через кабели, которые соединены соединительными устройствами.








Рис.23. Датчик измерения зазора BALLUFF-BTL5


Технические данные:

• Разрешение: положение > 5 микрон устанавливается через SDO поступенчато; скорость > 0.1 мм/сек устанавливается через SDO поступенчато по 0.1 мм/сек.

• Стандартная частота измерений: 1кгц.

• Нелинейность: ± 30 микрон.

• Гистерезис:< 1 младшего бита.

• Повторяемость: < 2 младших битов (разрешение + гистерезис).

• Температурный коэффициент: (6 микрон + 5 ппм * номинальной длины).

• Ударная нагрузка :100 г/6 мсек согласно IEC 60068-2-27.

• Продолжительная ударная нагрузка: 100 г/2 мсек согласно IEC 60068-2-29.

• Вибрация :12 г, 10 дo 2000 герц согласно IEC 60068-2-6 .

• Давление: до 600 бар при установке в гидравлическом цилиндре по 5 микрон.

• напряжение питания (внешнего): постоянный ток от 20 до 28 В, регулируемое напряжение.


^ 4. Описание контроллеров управления: принцип построения, требования.


Существующая автоматика МНЛЗ №6 базируется полностью интегрированных системах автоматизации SIMATIC Process Control System 7 (PCS 7). Эта система включает в свой состав:

  • Программируемые контроллеры SIMATIC S7-400.

  • Промышленное программное обеспечение SIMATIC.

  • Программаторы SIMATIC PG.

  • Персональные компьютеры SIMATIC PC.

  • Систему управления процессами SIMATIC PCS 7.

  • Программируемые контроллеры SIMATIC S7-400.

  • Системы человеко-машинного интерфейса НМI: рабочие станции, рабочие терминалы на основе WinАC.

  • Системы распределенного ввода-вывода SIMATIC DP, построенные на основе станций ЕТ 200М,ЕТ 200Х,ЕТ 200S

  • Промышленные сети SIMATIC NET: PROFIBUS и Industrial Ethernet.

  • Промышленное программное обеспечение – система разработки на языке STEP 7, включающая CFS, SFC, SCL и SIMATIC Manager.


SIMATIC PCS 7 оптимизирована для интеграции в информационные системы и поддерживает вертикальную многоканальность передачи информации от уровня отдельных изделий до головного узла системы. Однородность процедур планирования и возможность учета новейшей информации в значительной степени повышает эффективность управления. Открытость системы позволяет использовать в ее составе не только изделия фирмы SIEMENS, но и изделия других фирм-изготовителей. Для такого подключения не требуется использования специальных интерфейсов.

  • Устройства полевого уровня могут непосредственно подключаться к PROFIBUS-DP.

  • Передача данных производится с помощью стандартного программного обеспечения через стандартный интерфейс. Типовые задания, подобные статистическому анализу или генерации сообщений могут выполняться в знакомой среде с использованием знакомых инструментальных средств.

  • Загружаемые драйверы позволяют производить подключение компонентов низкого уровня к устройствам человеко-машинного интерфейса. Эти драйверы являются частью стандартного программного обеспечения. Они поддерживают большинство наиболее распространенных изделий.

  • Использование стандартного оборудования допускающего использование PCS 7 наряду с другими программными компонентами.

  • Интерфейс экспорта и импорта данных для обмена данными с другими инструментальными средствами.




^ Уровень управления процессом непрерывного литья






































Рис.24.Система SIMATIC PCS7.


Базовым программным обеспечением рабочих станций SIMATIC PCS 7 является WinCC (Windows Control Center). Основной пакет WinCC поддерживается управляющими системными опциями, а также эргономичными мощными рабочими станциями. Управляющие системные функции обеспечивают защиту доступа к системе с помощью считывателя пластиковых карт, синхронизацию по времени суток с помощью DCF 77 и GPS, вывод на изображение процесса изображений с видеокамеры, архивацию данных, иерархическое отображение процессов и т.д.В системе использованы рабочие станции различного исполнения (панели оператора ОР 47, SIMATIC PC промышленного исполнения, персональные компьютеры SNI Desktop).


Архитектура системы SIMATIC PCS 7


Для построения SIMATIC PCS 7 используются следующие модели программируемых логических контроллеров SIMATIC S7-400:

AS 414 с объемом памяти программ пользователя 384К байт и центральным процессором CPU 414-2DP.

AS 416 с объемом памяти программ пользователя 800 или 1600К байт с центральным процессором CPU 416-2DP.

AS 417 с объемом памяти программ 4 Мбайт и центральным процессором CPU 417-4DP.





Рис.25.Шкаф контроллеров и модульный блок SIMATIC S7-400.


Станции распределенного ввода-вывода ЕТ 200М с модулями S7-300 предназначены для создания интерфейса ввода-вывода. Станции подключаются к системе управления через шину PROFIBUS-DP. Это обеспечивает высокую гибкость системы ввода-вывода, в которой использованы как централизованные, так и децентрализованные конфигурации. Для управления оборудованием, расположенным в зонах повышенной опасности, в станциях применяются модули с входами и выходами искробезопасного исполнения (Ex модули), отвечающие требованиям норм EN 50014. Такие системы могут дополнены панелями оператора защищенного исполнения. Помимо станций ЕТ 200М через шину PROFIBUS-DP подключаются следующие приборы полевого уровня: исполнительные механизмы семейства SIPOS, преобразователи частоты семейства SIMOVERT, контакторы и модули управления электродвигателями семейства SIMOCODE, регуляторы DR19 и DR21 семейства SIPART, а также приборы и устройства с интерфейсом PROFIBUS-DP других фирм-изготовителей.




Рис.26.Станции распределенного ввода-вывода ЕТ 200М.


Для обеспечения работы системы управления процессом SIMATIC PCS 7 используются промышленные коммуникационные сети SIMATIC NET. Системная шина семейства SIMATIC NET используется для обеспечения связи между инженерными системами, системами управления и устройствами человеко-машинного интерфейса. В зависимости от требований для этой цели могут использоваться PRIFIBUS или Industrial Ethernet.


^ 4.1.Человеко-машинный интерфейс CC Excplorer


Человеко-машинный интерфейс является “окном в процесс”. С помощью рабочих станций и терминалов оперативный и обслуживающий персонал следит за ходом процесса, изменяет параметры или группирует их последовательности, а так же редактирует текущие значения параметров и формирует команды управления оборудованием.Человеко-машинный интерфейс позволяет обрабатывать сигналы системной тревоги и формировать информационные сообщения для оператора.

CC Explorer представляет собой человеко-машинный интерфейс, базирующийся на Интернет-технологиях и работающий только с Microsoft Internet Explorer™ не ниже 6-ой версии. Используются современные Интернет-услуги, а также активные серверные страницы и клиентские сценарии (на языке сценариев VB и JavaScript), CC Explorer предлагает максимальный возможный набор функций.

CC Explorer поддерживает следующие пакеты:

TLC ( Контроль уровня стали в промковше )

MLC ( Контроль уровня стали в кристаллизаторе )

WAM ( Регулируемый по ширине кристаллизатор )

OSC ( Механизм качания кристаллизатора )

DRV ( Приводы )

SWA ( Регулировка ширины охвата охлаждения разбрызгиванием )

HYD ( Гидравлика )



Рис.26.пример окна CC Excplorer.


^ 5.Описание сетей информации: топология, принцип организации


Система разработана на базе аппаратных средств автоматизации Siemens и программного пакета Step 7 Lite. Спроектированная система позволяет осуществлять передачу данных между операторскими пультами МНЛЗ №6 и верхним уровнем управления. Для представления информации операторам установки разработан ряд программных модулей на базе SCADA-пакета WinАC. Связь программных средств, установленных на стационарных пультах операторского управления, с объектом управления осуществляется по стандартам сетевой технологии Ethernet..





Чтобы выполнять изменяющиеся требования различных уровней

автоматизации (таких уровней, как процессы, ячейки памяти, поля, и

датчики исполнительных устройств), используются следующие

подсети:

Интерфейс AS: Интерфейс датчиков и исполнительных устройств (AS–i) является системой соединений с самым низким уровнем обработки в

системах автоматизации. Он, прежде всего, используется для сетевых двоичных датчиков и исполнительных механизмов. Его количество данных ограничено максимум 4 битами/на слейв.


MPI: Подсети MPI предназначены для связи полевых устройств на

небольших расстояниях. Многоточечный интерфейс MPI используется в SIMATIC S7/M7 и C7. Он разработан как интерфейс программаторов и предназначен для работы в сетях с небольшим количеством центральных процессоров и обмена небольшим объемами информации (до 70 байт).


PROFIBUS (внутренний магистральный/радиальный ):Сеть PROFIBUS используется для связи на уровне полевых устройств и ячеек, независимой от производителей, систем связи SIMATIC. PROFIBUS подходит для быстрой передачи среднего количества данных (приблизительно 200 байт).


Промышленный Ethernet (Industrial Ethernet)( внутренний, внешний магистральный ): Сеть Industrial Ethernet используется для обработки данных с открытым протоколом, независимых от производителей, системах связи SIMATIC. Industrial Ethernet подходит для быстрой передачи большого количества данных.


Точка-к-точке (PointToPoint Connection): Двухточечное подключение – это не подсеть в традиционном смысле. Это соединение применяется в SIMATIC для двухточечного соединения коммуникационных процессоров (CP),

для подключения двух коммуникационных партнеров (типа PLCs, сканеров, PC) друг с другом.


Физическая среда передачи данных интерфейса PROFIBUS соответствует стандарту PROFIBUS (DIN 19245). Физическая среда передачи данных интерфейса ETHERNET соответствует стандарту IEEE 802.3.




В данной системе для решения по увеличению надежности автоматизированной системы предусмотрено резервирование следующих элементов:1) центральный(фронтальный) контроллер; 2) оптический канал PROFIBUS локального контроллера узла подключения; 3) коммутационные цепи аварийного останова. А так же производится распределение функций в двухпроцессорной системе фронтального контроллера.

^ 6.Програмное обеспечение STEP 7 Lite и используемые языки программирования

Пакет программного обеспечения STEP 7 Lite используется для

конфигурирования и программирования логических контроллеров

SIMATIC семейств S7 и C7, а также станций ЕТ 200М,ET 200X и ET 200S

(отдельно-стоящих).В STEP 7 Lite создание решения автоматизации происходит в несколько этапов. На рисунке, приведенном ниже, показаны шаги, которые необходимо выполнить в проекте, и используемые при этом компоненты STEP 7 Lite.



Рис.27.Этапы автоматизации на базе компонентов STEP 7 Lite.

Описание этапов автоматизации:

1. Инсталляция и авторизация: Перед первым использованием STEP 7 Lite, после его установки переносится авторизацию с дискеты на жесткий диск.

2. Разработка структуры программы:

Реализация решения задачи описанной в проекте осуществляется с помощью

блоков, предоставляемых STEP 7 Lite .

3.Запуск STEP 7 Lite: STEP 7 Lite запускается из пользовательского интерфейса Windows

4. Создание нового проекта: В Step 7 LIte проект представлен как папка, в которой все данные хранятся в виде иерархической структуры и доступны в любое время.

5.Конфигурирование станции: При конфигурировании станции определяется программируемый контроллер, который будет использоваться. 6.Конфигурирование аппаратных средств: При конфигурировании аппаратных средств определяются модули, которые будут использоваться для решения задачи автоматизации, и адреса для доступа к модулям из программы пользователя.

7.Определение символьных имен: В таблице символов можно определить локальные и глобальные символьные имена или символы. Символьные имена более описательны, в отличие от абсолютных адресов, и их можно

использовать вместо абсолютных адресов в пользовательской

программе .

8.Создание программы: Написание программы на одном из доступных языков программирования и сохранение ее в виде блоков .

9.Справочные данные: Для упрощения отладки и редактирования пользовательской программы можно использовать справочные данные.

10.Загрузка программы в ЦПУ: После завершения конфигурирования, параметрирования и программирования задач программа или ее отдельные блоки загружаются в ЦПУ, где уже установлена операционная система.

11.Тестирование программы: Для тестирования программы можно отображать значения переменных пользовательской программы или ЦПУ, присваивать другие значения этим переменным, использовать таблицу с

переменными, выбранными для наблюдения и изменения.

12.Наблюдение за работой, диагностика аппаратных средств: Информация о модуле, предоставляемая в режиме реального времени, позволяет определить причину неисправности модуля. Для поиска причины ошибок при обработке программы можно использовать диагностический буфер и содержимое стеков. Также существует возможность определения того, может ли программа исполняться на конкретном ЦПУ.

13.Печать.


^ 6.1.Языки программирования

Языки программирования SIMATIC, используемые в STEP 7 Lite,

соответствуют стандарту DIN EN 6.1131-3.В данной системе используется три языка программирования.


Таблица 1.-Языки программирования.




Язык контактных планов (LAD)


Контактный план (LAD) - это графический язык программирования, основные элементы которого соответствуют элементам коммутационной схемы. Участки коммутационной схемы такие, как замкнутые или разомкнутые контакты, объединяются в сегменты. LAD позволяет следить за сигналом при его прохождении через различные контакты, составные элементы и выходные катушки. Область кода логического блока состоит из одного или нескольких сегментов. Язык контактных планов является компонентом программы STEP 7 Lite.


^ Язык функциональных планов (FBD)


В языке функциональных планов (FBD) для записи логических выражений

используются графические логические символы булевой алгебры.

Сложные функции, например, математические функции, могут быть

записаны с помощью логических блоков. Язык программирования FBD включен в стандартный пакет поставки программы STEP 7 Lite.


^ Язык операторов (STL)


Язык операторов (STL) - это текстовый язык, схожий с машинным кодом.

Каждый оператор соответствует шагу, выполняемому процессором.

Несколько операторов могут быть объединены в сегмент. Язык операторов является частью STEP 7 Lite.




Рис.28.Пример сегментов на языке контактных планов LAD.



Рис.29.Пример сегмента на языке функциональных планов FBD.




Рис.30. Пример сегмента на языке операторовSTL.


^ 7.Алгоритм работы МНЛЗ №6

Для безаварийного пуска и работы машины непрерывного литья заготовок в процессе регулирования скорости типового процесса управления учитываются максимально все параметры, влияющие на формирование непрерывнолитого слитка. Поэтому АСУ пуском МНЛЗ№6 строится на базе микроконтроллеров SIMATIC, которые обеспечивают возможность прямого ввода сигналов различных обратных связей (независимо от типа сигнала: дискретный, аналоговый или импульсный) с последующей программно-аппаратной обработкой внутри микроконтроллеров. Таким образом, заданное значение скорости формируется в зависимости от поступивших в микроконтроллер сигналов, характеризующих процесс разливки. Алгоритм предусматривает переход от нерегулируемой системы привода к регулируемой, что позволяет не только существенно улучшить технические характеристики оборудования, качество и диапазон регулирования технологических параметров, расширить функциональные возможности системы, но и снизить потребляемую двигателем мощность, т.е. существенно экономить электроэнергию.




Рис.31.Алгоритм пуска МНЛЗ №6.




Рис.32.Алгоритм работы МНЛЗ №6.


^ 8.SCADA-система. Организация связи с высшими уровнями

SCADA-система – это система супервизорного управления и сбора информации (Supervisory Control And Data Acquisition). Это совокупность устройств управления и мониторинга, а также способ взаимодействия с технологическим объектом. На сегодняшний день под этим термином понимают набор программных и аппаратных средств, для реализации операторских рабочих мест. SCADA – система обеспечивает ряд функциональных возможностей:

  • Автоматическая разработка, которая дает возможность создания программного обеспечения без реального программирования;

  • Средства сбора первичной информации от устройств нижнего уровня;

  • Средства управления и регистрации сигналов о аварийных ситуациях;

  • Средства хранения информации с возможностью ее последующей обработки;

  • Средства обработки первичной информации;

  • Средства визуализации процессов

SCADA-система WinАC фирмы Siemens применяется для визуализации и управления технологическими процессами.  WinАC представляет собой систему управления и наблюдения класса SCADA с мощными функциями управления автоматизированными процессами. WinАC отличается своей абсолютной открытостью. Она легко взаимодействует со стандартными и пользовательскими программами, в результате чего возникают решения по визуализации, которые точно удовлетворяют практическим требованиям

Для выполнения различных задач автоматизации SIMATIC WinAC разделен на пять составных частей:

  • WinAC Controlling для решения задач автоматического управления.

  • WinAC Technology для решения критичных к времени выполнения задач.

  • WinAC Visualizing для решения задач визуализации данных.

  • WinAC Computing для обмена данными с процессом и программами Windows.

• WinAC Networks для решения задач связи по промышленным и офисным сетям.


Характеристики системы:

1)Открытая, ориентированная на будущее платформа. Операционная система Windows NT с ее стандартными механизмами обмена данными (OLE, OCX, OPC, Active X) обеспечивает возможность простого интегрирования необходимого программного обеспечения, перехода к более новым версиям Windows NT.

2)Возможность использования на стандартных компьютерах с Windows NT. SIMATIC WinAC работает на всех стандартных компьютерах, включая их самые последние модели.

3)Интеграция в существующие SIMATIC системы. Все компоненты WinAC могут конфигурироваться с помощью STEP 7 и стандартных инструментальных средств проектирования. Для решения задач визуализации в составе системы может быть использован пакет WinCC.

4)Минимальные требования к пространству для размещения системы. Сочетание свойств персонального компьютера со свойствами ПЛК в одном изделии.

5)Высокая готовность. Станции WinAC оснащаются всеми необходимыми программными и аппаратными компонентами. Это экономит время разработки проектов и запуска систем управления на базе WinAC.

Для данной информационной системы используется магистраль с сетью Ethernet Данная сеть позволяет получать информацию с любого информационного узла в любой момент времени.

Таблица 2.-Технические характеристики Win AC.
^

Технические характеристики










WinLC




Объем основной памяти

Доступен весь объем ОЗУ компьютера

Объем загружаемой памяти

Доступен весь объем ОЗУ компьютера

Размер блока

64 Кбайт

Количество бит памяти

2048

Количество счетчиков

512

Количество таймеров

512

Общее количество дискретных входов-выходов

1024 канала

Общее количество аналоговых входов-выходов

512 каналов

Область отображения ввода-вывода

512/512 байт

Часы реального времени

Есть

Время выполнения (для компьютеров с Pentium 200 МГц):




  • логических операций

0.08 мкс

  • операций с плавающей запятой

0.5 мкс


Интерфейс PROFIBUS-DP




Скорость передачи данных

До 12 Мбит/с

Количество узлов сети

До 64

Адресное пространство ввода-вывода

До 2 Кбайт
Требования к системе




Процессор

Не ниже Pentium 200 МГц

ОЗУ

Не менее 64 Мбайт

Операционная система

Windows NT V4.0 или выше







Жесткий диск

Свободное пространство 3 Мбайт. 1 Мбайт на диске С на время инсталляции.

Программирование/ конфигурирование

STEP 7 V4.0 или выше, инструментальные средства проектирования (при необходимости)

Аксессуары

Цветной монитор, клавиатура, мышь






Рис.33.Структура сети SCADA-системы.





Рис.34.Конструкция двухручьевой слябовой МНЛЗ№6.




Рис.35.Распределение зон плавки МНЛЗ№6.




Рис.36.Фотография сталеразливочного стенда МНЛЗ№6.



Рис.37.фотография сегментов радиального участка МНЛЗ№6.
































Скачать файл (2719.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации