ВВЕДЕНИЕ 6
1. Описание технологического процесса 8
1.1 Описание технологического процесса получения мелкой фракции и
технологического оборудования 8
1.2 Выбор оборудования для управления исполнительными устройствами .. 13
2. Разработка контроллерной системы управления 15
2.1 Обзор программируемых логических контроллеров 15
2.1.1 Типы ПЛК 17
2.1.2 Требования, ограничения и проблемы при проектировании и
производстве ПЛК 20
2.1.3 Особенности работы и программирования ПЛК 22
2.2 Обоснование и выбор программируемого логического контроллера 25
2.2.1 Контроллеры Аllen-Brаdley 25
2.3 Требования к системе управления и автоматизируемым операциям 27
2.3.1 Требования к системе управления в целом 28
2.3.2 Требования к составу, параметрам и техническим решениям 29
2.3.3 Требования к программному обеспечению ПЛК 31
2.3.4 Требования к рабочему месту оператора и программному обеспечению
HMI 33
2.4 Последовательность технологических операций 34
Разработка электрических и коммутационных схем системы управления..36
3.1 Разработка схем электропитания отдельных узлов системы автоматики 36
3.1.1 Схема электропитания «оперативное напряжение» 36
3.1.2 Схема электропитания «распределитель сети 220В» 38
3.1.3 Схема электропитания «распределитель сети +24В= система питания
приборов» 40
3.2 Разработка коммутационных схем отдельных узлов системы автоматики . .
42
3.2.1 Схема коммутационная «однокамерная шаровая мельница» 42
3.2.2 Схема коммутационная «вращающийся затвор» 44
4 Разработка программы для ПЛК и HMI интерфейса 46
4.1 Прикладное программное обеспечение контроллера, панели HMI и АРМ
оператора 46
4.2 Описание работы в среде Studio 5000 47
4.3 Разработка программы для программируемого логического контроллера ..
49
4.3.1 Структура ПО контроллера АСУТП «Линия № 1 подготовки мелкой
фракции» 50
4.3.2 Описание подпрограмм контроллера 51
4.3.3 Описание структуры данных контроллера АСУТП 61
4.4 Разработка программы для сенсорной панели HIS-ML23-STT 65
4.4.1 Структура приложения для сенсорной панели HIS-ML23-STT 65
4.4.1.1 Структура тегов 65
4.4.1.2 Структура экранов 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЬЕ ИСТОЧНИКОВ 73
Производство Электродов является структурным подразделением ОАО «РУСАЛ Саяногорск». Основное назначение ПЭ - производство электродов для нужд электролизного производства алюминия на Саяногорском алюминиевом заводе и как самостоятельной товарной продукции.
ПЭ состоит из трех последовательных технологических отделений:
- Смесительно-прессового отделения (СПО).
- Отделения обжига (ОО).
- Анодно-монтажного отделения (АМО).
Причинами внедрения новой АСУТП ПЭ явилась модернизация существующей системы, ее расширение в связи с наращиванием производственных мощностей, функциональное совершенствование системы управления, введение учета движения продукции, улучшение контроля и учета потребления энергоресурсов.
Тема выпускной квалификационной работы - «Разработка автоматической системы управления установкой по дроблению кокса для СПО АО «САЗ», в ходе которой будет рассмотрена модернизация системы управления оборудования линии получения и транспорта мелкой фракции кокса, шаровой мельницы. Проект действующей АСУТП производства электродов был выполнен и внедрен в эксплуатацию фирмой KHD в 1986 г. На данный момент оборудование систем управления требует переоснащения.
Целью замены существующей системы управления процессом получения пылевой фракции на шаровой мельнице является:
- повышение надёжности работы системы управления и исключение рисков полной остановки линии шаровой мельницы №1, за счет замены контроллеров «Procontic DP800» в связи с его физическим и моральным износом;
- оптимизация ведения технологического процесса за счет использования развитых инструментов визуализации, современных алгоритмов управления и анализа накопленной технологической информации;
- создание распределенной системы управления с целью сокращения времени обслуживания, восстановления системы, уменьшения кабельной нагрузки, повышения гибкости системы при её развитии;
- заложить возможности для объединения разрозненных АСУ СПО в общую информационную сеть для объединения в одно информационное пространство для более быстрой и гибкой перенастройки оборудования при замене смежных систем;
- минимизация влияния человеческого фактора на сбор и обработку информации о технологическом процессе;
статистическое накопление данных о работе оборудования с целью прогнозирования планово-предупредительных ремонтов;
- создание единого диспетчерского управления и единой базы данных СПО, адаптация её в составе АСУТП ПЭ.
В настоящей выпускной квалификационной работе решается задача автоматизации технологического процесса управления установкой по дроблению кокса
В результате выполненной работы была разработана система автоматизированного управления установкой по дроблению кокса для СПО АО «САЗ». В ходе выполнения ВКР был изучен технологический процесс изготовления мелкой фракции, разработаны коммутационные и схемы электропитания объектов автоматизации, позволяющие определить состав нужного оборудования и количество каналов передачи данных и сигналов. Системы автоматизации линии подготовки мелкой фракции, диспетчерского контроля и управления были спроектированы на базе промышленных контроллеров А11ен Bradley ControlLogix 1756-L72 и программного пакета RSLogix 5000. В заключительной части ВКР была разработана программы для сенсорной панели HIS-ML23-STT.
Таким образом, спроектированная САУ РП не только удовлетворяет текущим требованиям к системе автоматизации, но и имеет высокую гибкость, позволяющую изменять и модернизировать разработанную САУ в соответствии с возрастающими в течение всего срока эксплуатации требованиям.
