ВВЕДЕНИЕ 7
1 МЕТОДИЧЕСКАЯ НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ 9
1.1 Назначение системы автоматизации 9
1.2 Описание объекта управления и технологического процесса 10
1.3 Основные параметры объекта управления 11
1.4 Существующий уровень автоматизации 12
1.5 Обзор литературы 14
1.6 Постановка цели и задач 19
2 МЕТОДИЧЕСКОЕ И АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
АСУ МНП 20
2.1 Методика управления режимными параметрами МНП 20
2.2 Алгоритмы управления режимными параметрами МНП 25
3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ МНП 31
3.1 Выбор оборудования полевого уровня АСУ МНП 31
3.2 Выбор оборудования контроллерного уровня АСУ МНП 35
3.3 Разработка схемы автоматизации 40
3.4 Разработка схемы принципиальной 40
4 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ МНП 42
4.1 Разработка прикладного программного обеспечения 42
4.2 Разработка пользовательского программного обеспечения 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 74
ПРИЛОЖЕНИЕ А 80
На предприятиях чёрной металлургии прокатное производство является завершающим этапом производственного цикла. Номенклатура выпускаемой прокатной продукции велика, в связи с чем существуют различные прокатные станы, специализированные под определённый тип проката (например, лист, квадратный или круглый профиль большого или малого сечения, арматура, рельсовая продукция, уголки, швеллеры, и т.п.). Кроме того, существуют станы как холодной прокатки, не требующие нагретой заготовки, так и станы горячей прокатки, которые в своём составе имеют нагревательные печи различных типов, в которых и происходит разогрев заготовок перед прокаткой.
Режимы нагрева заготовок в нагревательных печах должны соблюдаться точно для получения проката с удовлетворительными механическими свойствами. При несоблюдении режима прокат на выходе стана будет иметь либо пониженную пластичность, либо пониженную прочность. В виду этого контролируется множество параметров в каждой зоне печи.
Для обеспечения требований поддержания технологических процессов в должном режиме, а также для безаварийной работы объектов производства в настоящее время имеется необходимость в автоматизированных системах управления технологическими процессами (далее АСУ ТП).
АСУ ТП в общем смысле - это группа технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическими процессами и оборудованием на предприятиях. При этом понятие «автоматизированный», подчёркивает участие человека в некоторых операциях в целях сохранения контроля над процессом.
Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) или автоматизированные системы управления (АСУ), связанные в единый комплекс, такие как системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA),
В рамках выпускной квалификационной работы получены следующие результаты.
С целью проведения исследования осуществлён обзор литературы, включающий в себя 10 источников. Проведённое исследование показало, существует большое количество источников по данной тематике, что свидетельствует об актуальности данной работы, так как существующий уровень автоматизации МНП не соответствует современным нормам.
Разработано методическое и алгоритмическое обеспечение АСУ МНП. Основными управляемыми параметрами являются:
- давление в рабочем пространстве верхней сварочной зоны;
- температура в рабочем пространстве верхней сварочной зоны;
- давление природного газа на верхнюю сварочную зону;
- давление воздуха на верхнюю сварочную зону;
- расход природного газа на верхнюю сварочную зону;
- расход воздуха на верхнюю сварочную зону;
- соотношение расходов «природный газ - воздух».
С целью поддержания их значений на заданном уровне разработаны функциональные схемы для управления параметрами.
Произведён выбор оборудования полевого и контроллерного уровня, на основании которого разработаны схема автоматизации и схема электрическая принципиальная.
Разработано прикладное программное обеспечение на основе STEP7 и пользовательское программное обеспечение на основе SCADA WinCC.
Таким образом, в данной выпускной квалификационной работе разработана АСУ тепловым режимом нагрева заготовок в верхней сварочной зоне методической нагревательной печи Стана-240 Прокатного цеха №1 на ПАО ЧМК на основе контроллера SIMATIC S7-400. Система планируется к внедрению на объекте в 1 квартале 2019 года.
