Анализ автоматизированной системы управления шахтной печи цеха окомкования и металлизации АО "ОЭМК им. А.А. Угарова"

Применение технологий по производству железа прямого восстановления в основном в виде металлизированных окатышей или горячебрикетиованного железа по-прежнему, как и несколько десятилетий назад, считается в металлургической литературе одним из самых перспективных направлений для эффективного развития мировой металлургии. Последние несколько лет мировая металлургия совершила серьезный скачок вперед как по технологиям, так и по объему производства, при этом темпы развития производства серьезно отстает от темпов роста мировой металлургии.

Целью исследования является анализ автоматизированной системы управления шахтной печи ЦОиМ  АО «ОЭМК им. А.А.Угарова».

Задачи исследования:

• предоставить общие сведения о предприятии и краткую характеристику технологического процесса;
• описать технологические параметры шахтной печи;
• проанализировать существующий уровень автоматизации;
• выявить недостатки существующей системы управления и определить задачи для модернизации    системы    управления;
• выбрать и обосновать техническое и программное обеспечение.

Объектом исследования является шахтная печь  ЦОиМ АО «ОЭМК им. А.А.Угарова».

Предметом исследования является автоматизированная система управления шахтной печи ЦОиМ АО «ОЭМК им. А.А.Угарова».

Актуальность исследования заключается в получении максимальной эффективности ведения технологического процесса шахтной печи за счет замены морально устаревшего оборудования на актуальное, увеличениия производительности, качества выпускаемой продукции и  повышении надежности системы управления в целом.

АО «ОЭМК им. А.А.Угарова» – седьмое по величине предприятие в России по производству стали и стальной продукции. Комбинат расположен в Старом Осколе Белгородской области, приблизительно в 600 км на юго-запад от Москвы.

АО «ОЭМК им. А.А.Угарова» входит в состав вертикально интегрированного горно-металлургического холдинга «МЕТАЛЛОИНВЕСТ» - крупнейшего производителя железной руды в России и странах СНГ.

Основной объект модернизации – шахтная печь ЦОиМ  АО «ОЭМК им. А.А.Угарова». Это установка с принципом противотока, которая непрерывно опускает наполнитель в соответствии с работой за счет сжатия инертного газа под давлением 400-500 Па с помощью загрузочного устройства. промежуточная зона и зона охлаждения, то есть расстояние между горизонтом фурм и боксами, проходящие через зону восстановления на высоте 8 м над уровнем силы тяжести и входом в редуктор.

Восстановительный газ поднимается через топливо в нижней части восстановительной зоны. В зоне восстановления продукт нагревается и частично проходит науглероживание. В промежуточной зоне можно изолировать поток редуктора и охлаждающей жидкости и дополнительно науглерожить. В зоне охлаждения чугун охлаждается циркулирующим потоком газа из газораспределительного устройства, затем остается в боксе в скруббере до 20-40 градусов, а в верхней части происходит частичное науглероживание за счет окиси углерода. Внизу шахтной печи расположено поворотное разгрузочное устройство, регулирующее скорость посадки шихты с помощью постоянного питателя в виде вала с водяным охлаждением и вала с не водяным охлаждением.

Типы измеряемых сигналов для управления тепловым режимом шахтной печи:

• расход воздуха и кислорода в трубопроводе;
• давление воздуха в трубопроводе;
• соотношение кислорода в воздухе;
• разряжение в печи;
• температура в печи и в трубопроводе;
• положение задвижки.

Для измерения расхода воздуха и кислорода в трубопроводе, давления воздуха, разряжения печи применимы датчики серии Метран-100. Для измерения соотношения кислорода в воздухе применим газоанализатор ГТМ-5101М. Для измерения температуры в печи (температурный диапазон в печи от 0 до 1500 градусов) и трубопроводе применимы термопары ТПП (S).

Причины невысокого качества сырья определяется следующими факторами:

• отсутствие на большинстве шахтных печей весовой дозировки топлива и сырья, что сопровождается одновременно перерасходом топлива и затрудняет подбор оптимального режима обжига.
• низкий уровень автоматизации производства в печных агрегатах: отсутствие автоматических приборов для определения в печных газах содержания СО, СО2 и О2, а также качества загружаемого в печь сырья; отсутствие на большинстве печных агрегатов автоматических систем, стабилизирующих загрузку шихты в печь и режим обжига печи;
• отсутствуют стабильные параметры работы печи. Любое минимальное отклонение от нормы приводит к снижению качества сырья на выходе и повышению расхода топлива.

Систему требуется модернизировать, значит использовать все новейшие достижений локальной автоматики, вычислительной техники и систем централизованного контроля. Всё это необходимо для того, чтобы информация, участвующая в протекании технологического процесса не только, управляла этим процессом, но и преобразовывалась в форму, пригодную для использования на вышестоящих уровнях управления, но и для решения оперативных и организационно-экономических задач.

Технические средства автоматизации обеспечивают автоматическое получение, передачу, преобразование, сравнение и использование информации в целях контроля и управления производственными процессами. В ходе модернизации предлагается установить следующее техническое обеспечение:

1. Расходомер ДРГ.М-1600.
2. Датчик разрежения Метран-100.
3. Преобразователь температуры ТСП П100.
4. Контроллер ОВЕН ТРМ101.

При интеграции контроллера ТРМ101 в АСУ ТП в качестве программного обеспечения можно использовать SCADA-систему Owen Process Manager или какую-либо другую программу.

В связке с контроллером предоставляется ПО для ТРМ101:

• драйвер для Trace Mode;
• OPC-сервер для подключения прибора к любой SCADA-системе или другой программе, поддерживающей OPC-технологию;
• библиотеки WIN DLL для быстрого написания драйверов.

Модернизация существующей системы усправления позволить:

• 1) увеличить надежность и продолжительность срока эксплуатации оборудования;
• 2) обеспечить экономию материалов и значит снизить себестоимость готовой продукции;
• 3) обеспечить экономию производственных ресурсов;
• 4) повысить качество выпускаемой продукции.

Оригинал публикации (Читать работу полностью):  Анализ автоматизированной системы управления шахтной печи цеха окомкования и металлизации АО "ОЭМК им. А.А. Угарова"