Система АСУ ТП участка шихтоподготовки цеха производства ферросплавов ОАО «Чусовской металлургический завод»

В феврале 2002 года введена в эксплуатацию автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) участка шихтоподготовки цеха производства ферросплавов (ПФС) на ОАО "ЧМЗ", разработанная фирмой "УралСофт".

Продукция цеха ПФС - ферросплавы, пользующиеся спросом на мировом рынке металлургического сырья. Необходимым этапом производства феррованадия является процесс подготовки шихты, заключающийся в том, что ванадий-содержащий шлак и сода должны смешиваться в определенном соотношении, от точности поддержания которого зависит выход готовой продукции.

АСУ ТП участка шихтоподготовки цеха ПФС предназначена для автоматизированного управления производительностью участка шихтоподготовки, регулирования дозированием соды поступающей в трубчатые мельницы в зависимости от концентрации ванадия в шлаке, контроля за технологическим процессом, сбором, обработкой и представлением оперативному персоналу необходимой информации.

В цехе ПФС имеются две технологические линии подготовки шихты, оборудование которых идентично. Поэтому устройство и работу АСУТП будем рассматривать на примере одной технологической линии.

Технологическое оборудование состоит из двух автоматических дозаторов производства ООО "Агроэскорт" (г. Санкт-Петербург), один из которых дозирует шлак, а другой - соду. С дозаторов шихтовые материалы при помощи шнеков подаются на трубчатую мельницу, с выхода которой уже готовая смесь передается для дальнейшей обработки. Контроль за содержанием ванадия в шлаке осуществляется с помощью рентгенокон-центратомера РКЦ-1М, сигнал с которого подается на компьютер, оснащенный специализированными аналого-импульсными и аналого-цифровыми преобразователями.

Панель оператора предназначена для отображения текущего состояния весов, управления в дистанционном режиме, выбора режимов работы, индикации ошибок.

В составе средств системы АСУ ТП, структура которой представлена на рис. 3, имеются:

• Контроллеры дозаторов "Агроэскорт", обеспечивающие управление работой дозаторов;
  
  
• Программируемый логический контроллер "SIMATIC S7-300" фирмы "Siemens" с периферией - общее управление процессом;
  
  
• Рабочая станция АРМ диспетчера - визуализация и контроль.
  
  
• Система сетевых коммуникаций Indusrial Ethernet с применением промышленных Switch-модулей OSM фирмы "Siemens" и оптических линий связи.

Контроллер "SIMATIC S7-300" (1 на две технологические линии) с периферией и сопутствующими устройствами смонтирован в стандартном шкафе "Schroff" 19-дюймового исполнения. Вместе со шкафами контроллеров дозаторов "Агроэскорт" (4 шт.) они находятся в помещении КИП непосредственно в цехе.

Рабочая станция АРМ диспетчера и компьютер, обрабатывающий сигналы РКЦ также смонтированы в стандартной 19-дюймовой стойке и находятся в помещении АРМ дис-петчера. Связь между S7-314 и рабочими станциями осуществляется по стандарту Indusrial Ethernet, линия связи - оптическая.

Для написания программного обеспечения контроллера использовался STEP7 v.5. В функции контроллера входит обеспечение запуска/отключения технологической цепочки, вычисление необходимого расхода соды, первичная подготовка данных.

Данные передаются по сети Ethernet на рабочую станцию визуализации и контроля, алгоритм которой реализован на WinCC v.5. Кроме того, с концентратомеров РКЦ-1М сигналы поступают на компьютер, оснащенный специализированным программным обеспечением "Федераль-1М" разработки НИИТФА (г. Москва). Связь между программой "Федераль-1М" и контроллером "SIMATIC S7-300" осуществляется с помощью специально разработанной программы ForSend (фирма "УралСофт", г. Екатеринбург).

Программа визуализации и контроля на базе SCADA-системы WinCC позволяет оператору отслеживать технологический процесс, оперативно реагировать на возникающие аварийные ситуации, менять задания на производительность линий.

Кроме того, ведется архивация данных о работе оборудования и вывод их на печать.

С первых дней работы системы улучшилась спекаемость шихты. Кроме того, за прошедшее время изменилась технология доменного производства и, как следствие - химический состав шлака. Резко выросло содержание марганца и хрома в конверторных шлаках, что должно было повлечь ухудшение показателей извлечения ванадия. Но за счет точного дозирования соды извлечение ванадия осталось на прежнем уровне.

Весь проект (от согласования ТТ до внедрения системы) был реализован за 9 месяцев. "АСУ ТП шихтоподготовки цеха производства ферросплавов ОАО "ЧМЗ" введена в эксплуатацию в феврале 2002 года.