Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ 8
1.1 Описание объекта автоматизации 8
1.2 Анализ технологического процесса 10
1.3 Постановка задачи 12
Выводы по первой главе 12
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И АЛГОРИТМОВ ПРОГРАММНО¬
АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА 13
2.1 Структура и состав комплекса 13
2.2 Функции комплекса 14
2.3 Описание алгоритмов работы комплекса 18
2.3.1 Режимы управления 20
2.3.2 Автоматическое управление 21
2.3.3 Дистанционное управление 42
2.3.4 Контроль работы комплекса 44
2.3.5 Настроечные параметры комплекса 47
Выводы по второй главе 49
3 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА 50
3.1 Аппаратное обеспечение 50
3.2 Программное обеспечение 55
3.2.1 Структура программного обеспечения 55
3.2.2 Функции частей программного обеспечения 56
3.2.3 Методы и средства разработки программного обеспечения 57
3.3 Информационное обеспечение 60
Выводы по третьей главе 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 62
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЯ 66
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Функциональная схема комплекса 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Интерфейс главного экрана 68
Развитие металлургической промышленности требует постоянного повышения эффективности производственных процессов. Одним из ключевых аспектов оптимизации производства является автоматизация технологических процессов, что позволяет уменьшить затраты на труд и снизить риск ошибок человеческого оператора.
Особую важность имеет автоматизация процессов дозирования и загрузки шихты ферросплавной печи, так как именно на этом этапе производства формируется основа для последующей обработки металла. Данный процесс требует точного контроля и управления, так как неправильное дозирование или загрузка могут привести к отрицательным результатам.
Дозирование и загрузка шихты ферросплавной печи - это сложный процесс, который требует особого внимания к выбору методов и оборудования . От правильной постановки процессов дозирования, в частности от применяемых оборудования и аппаратуры, во многом зависит качество готовой продукции, экономия материалов, повышение производительности труда. Наряду с правильной аппаратурной организацией процесса дозирования, важную роль играют алгоритмы управления процессами дозирования. Правильная организация весового учета позволяет наладить эффективную борьбу с потерями на производстве, увеличить выпуск готовой продукции, обеспечить высококачественное ведение технологического процесса [1].
Целью работы является разработка программно-аппаратного комплекса управления технологическим процессом дозирования и загрузки шихты ферросплавной печи, который будет обеспечивать точный контроль и управление процессом дозирования и загрузки шихты.
Достижению поставленной цели способствует решение следующих задач:
- изучение существующих методов дозирования и загрузки шихты ферросплавных печей;
- разработка алгоритмов дозирования и загрузки, основанных на анализе свойств сырья и требований технологического процесса;
- разработка схем подключения и программного обеспечения для контроля и управления.
Объектом исследования является программно-аппаратный комплекс управления технологическим процессом дозирования и загрузки шихты. Предметом исследования являются алгоритмы управления и программное обеспечение комплекса управления технологическим процессом дозирования и загрузки шихты.
Разработка и внедрение программно-аппаратного комплекса позволит:
- снизить простои ферросплавной печи;
- повысить точность дозирования шихтовых материалов и их распределение по печным карманам;
- заменить физически изношенное оборудование, частично снятое с производства, на современное оборудование с высокой надежностью работы и повышенным сроком службы;
- внедрить современные эффективные средства управления и защиты силового исполнительного оборудования;
- создать новый АРМ дозировки с расширенной информативностью и
удобным пользовательским интерфейсом;
- уменьшить время обнаружения причин неисправностей в работе
оборудования за счет расширения функций автоматического контроля и диагностирования работоспособности оборудования;
- реализовать удаленный мониторинг за работой дозировки для технического персонала.
В работе проведен анализ существующей системы дозирования печи, выявлены основные недостатки и рассмотрены возможные направления модернизации системы. Проанализированы методы дозирования и загрузки шихты ферросплавных печей, разработаны алгоритмы дозирования и загрузки, основанные на анализе свойств сырья и требований технологического процесса, разработаны схемы подключения и программное обеспечение для контроля и управления технологическим процессом.
Разработанный программно-аппаратный комплекс позволяет управлять технологическим процессом в автоматическом, дистанционном и ручном режимах, обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа, обеспечивает формирование отчетов по результатам дозирования и сохранение их во внешнюю базу данных, обеспечивает удаленный мониторинг работы комплекса.
Программный комплекс разработан на базе программируемого логического контроллера Siemens Simatic S7-1500 CPU 1515-2PN, применены индуктивные датчики фирмы Теко, применен весоизмерительный преобразователь ТВ-003/05Д фирмы Тензо-М. Разработка программного обеспечения комплекса осуществлена в среде проектирования TIA Portal V16 фирмы Siemens.
Применение комплекса позволяет снизить удельный расход шихтовых материалов и электродной массы, расход электроэнергии на тонну произведенного металла и время простоя печи. При использовании комплекса повышается производительность печи и снижается риск травматизма обслуживающего персонала.
В результате применения комплекса с использованием режима параллельного дозирования время дозирования сократилось до 4,2 минут. Кроме того, предполагаемый эффект от внедрения работы состоит в уменьшении погрешности дозирования шихтовых материалов до 2 %.
