Модернизация системы автоматизации машины непрерывной разливки стали № 3 ОАО «БМЗ»

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Микроэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

дгггшшш^т:^ I о е
-3 (66), 2012/ U U
It is shown, that the introduction of a new technological automation system for continuous casting machines allowed a full control ofproduct quality and provided cutting blooms in line with production targets.
А. Е. ЕРОШЕНКО, Д. С. САВКОВ, ОАО «БМЗ»
УДК 669.
модернизация системы автоматизации машины непрерывной разливки стали № 3 оао «бмз»
В электросталеплавильном цехе № 2 ОАО «БМЗ» в 2009—2011 гг. произведена комплексная реконструкция МНЛЗ-3. Ее проведение было обусловлено следующими основными факторами: необходимостью увеличения производительности машины, повышения требований к качеству литых блюмов, получения новых видов продукции.
Для обеспечения стабильной работы обновленного оборудования была полностью заменена вся система автоматизации МНЛЗ-3. В результате внедрения нового программного обеспечения были также заменены локальные модули планирования производством, общего слежения за металлом, модели оптимизации реза, модели перемешивания стали в промковше и четкого разделения плавок, модели системы контроля качества и др. В новой системе появился принципиально новый технологический модуль, позволяющий оператору разливки задавать различные технологические параме-
тры, соответствующие тем или иным маркам стали при ее разливке.
Модуль слежения. Основное предназначение данного модуля — обеспечить слежение за технологическим процессом МНЛЗ на всех этапах разливки начиная от момента прибытия стальковша на поворотную башню до передачи блюма на прокат либо склад. В течение данного процесса модуль слежения во взаимодействии с другими модулями обеспечивает достоверное разделение металла различных плавок для серии разливки плавок как одной марки, так и нескольких марок стали. При этом существует несколько методов разделения плавок: либо просто по массе металла, либо на основе функции смешивания металла различного химического состава, что актуально при разливке разных марок стали в серию без перековшовки.
В случае смены промковша или замены стаканов в процессе разливки слежение во взаимодей-
Рис. 1. График трендов технологических параметров
ос Ir^c: r: гсшгкагуггтггт
UU/ 3 (66), 2012-
Heal: 330 387 Мяшння непрерывного ЛИТЬЯ 1ЯГ0Т0КОК — 3
Т — И™ «X a-
2 130 387 601 Б 03. 12 1MB „00 X 300 4266 9360 a is 160. 36 ТЯЗ ззовог 4 40 22 M 37 00 НАСКЛАД KOCHOTPV
„307 602 ь еэ: 1* 4 МГ мах ма 42Bi two 0 F4 16 031 Г“ 4 44 n 00 1) 60 MA склад KOCHN3TPV
ь вз-J“ 4"9 •09 х"0 „г“ „МО 9 4 160 JO 1″ J"Si3 4″ iJOi ггво В CCUOTfV
зз (и"'-ео“ ь „3. 16 tiii „оохзоо „340 S"S l60. 3f r. ei 33*3 M 4 4″ 11 M 33 60 4K. CKAV1 KOCMO№V
1М7Г Hea (i 330 387
* AUTOMATION Машина непрерывного литья заготовок- - 3
-------:Т Т 1 | A'-1Te iH^m^K l ---Т 2 ?4--Т 3 … --
& quot-Г „W _____ -п. тш-^"w“
ПнамаЮ! ЗМЭ67 I Э 4 „„--I--! rw-f-.
& gt-„ю>- 330 347 a“ НУ SAi НГ •felt ИЗ“ X
CMft^i „ними"& quot- OKI OU № 1Б44 31
KUIUfUIT“! 14″ Wi К1Я B4I s
rv"™. oye ----& quot-"- М-Э00К-В.7 H"o"oo_.s r4*0'-*M,-1) „37 21
П^бмт-.“.“. [““,"& gt- Нт-Ь. „“ „J.
ОЯПЛ“ | „та“. И ви МтМ“ 03. „
--- д ы® WH c-mfi С
CTVW НИ „Н“ [& lt-*Л>- М2Л1 Шшл“ м. [г]. — *
fl „п,.,. г“. -* е»" ,¦. & quot-"-] - O. M, 4. 1″. йМ"
в" ДяШ ¦НСПп'- lltt" 1яя лото «Мб 0. И1
«c. w а». ««
о (шл& gt-м<- «опитай тли (т) И1-» N. П. ПОП МОП пппп 0. 1»
«CI D. OOC о. «по 0. 000 «¦И5 «гт»
OWA ¦ «& gt- | г& gt- Ifli. !* h аоло ОЛ14 о. опп
ОЬтгЛ мс. не «mm t"J MJJ4 A& gt- O-OOO а-оеш Й-ООО МО»
р-. -fry.1 ¦ & gt-
в* ------l-i ОМ
И6. «
1М-. ПГ 10!»
Рис. 2. Комплексный отчет о плавке
ствии с данными программы качества рассчитывает и выделяет обрезь, которая в дальнейшем будет автоматически вырезана и исключит ее попадание в готовые блюмы. На дальнейшем этапе происходит контроль уровня жидкой стали в кристаллизаторе и на разливочных ручьях. Процесс контроля осуществляется во взаимодействии с модулем планирования и модулем качества, обеспечивая виртуальное (предварительное) формирование блюмов строго заданной длины в соответствии с установленным графиком производства. При достижении виртуального блюма газорезки на систему локального контроля 1-го уровня (Simatic) передаются задание на порезку блюма и необходимая информация для маркировки. В дальнейшем происходит регистрация данных блюма: его длина, маркировка и масса. Все данные по блюму, начиная от порезки реального блюма, передаются последовательно на прокат и систему автоматизации более высокого уровня, что позволяет обеспечить сквозное слежение за металлом на всей технологической цепочке от начала выплавки до производства конечной продукции в режиме «on-line». Модуль слежения также обеспечивает формирование трендов (рис. 1) и вместе с модулем качества формирует комплексный отчет о плавке (рис. 2).
Технологический модуль. Предназначен для задания основных данных производства: технологической программы разливки, программы охлаждения, программы качества для заданных в производство марок сталей. Технологическая программа разливки состоит из установочных параметров по кристаллизатору, скорости разливки, обжатию и др., необходимых для комплексного управления оборудованием всех ручьев МНЛЗ (рис. 3).
Программа охлаждения задает параметры охлаждения кристаллизатора, а также по восьми контурам вторичного охлаждения (рис. 4). Для вторичного охлаждения параметры в зависимости от скорости разливки задаются в виде кривых.
Программа качества представляет собой набор параметров, контроль которых обеспечивается в процессе разливки и определяет качество продукции. Технолог имеет возможность выборочно установить параметры, по которым необходимо будет обеспечить контроль, и задать им граничные значения. Эти параметры используются в модели системы контроля качества для обеспечения оперативного управления качеством. Отклонения параметров от заданных пределов можно наблюдать в режиме реального времени, а также визуализировать их в последующих отчетах.
Планирование производством. Данный модуль во взаимодействии со слежением и модулем качества обеспечивает порезку блюмов в соответствии с установленным заданием производственного бюро. Оператор МНЛЗ лишь указывает последовательность порезки блюмов в серии с указанием конкретного количества блюмов с заданными длинами. Далее программа в автоматическом режиме посылает задание на порезку блюмов, помечает и вырезает некачественные участки металла, если таковые имеются.
В случаях наличия серии плавок с многочисленными заданиями длин порезки данная функция является очень востребованной: у оператора МНЛЗ нет необходимости самостоятельно считать блюмы и задавать задание на порезку в ручном режиме.
Модель оптимизации реза. Модель считывает фактические данные по ручьям, производствен-
rj^c: r: гсшг^гггтгг] /07
-3(66), 2012/ III
Рис. 3. Технологическая программа разливки
АРМ технолога
О., н. fiK'-i- Данные '-. '- ri. /H. i стали I
рг1™

«3−70 GR3-SC GR 3−90
& lt-жз-п
GR3-I1J CK ЗА
i не GR3_Cy МНЛЗ — Г^ограммы рпзяивки МИШ — Г^хурамлы охлаждения GR1//250X300 GK1//30OXJ00 GR1//RJ0O
GR1+30%30HA 3,4//R200
GRI//25UX300
GR2//300J-100 GR2//R200 GR2 45//ШХЮ0 GR2(iy/300X400 GR2+30% ЗОНА ЗДДО200 GE20HL //ЗООНОО GR3//250X3TO GR3//300X100 GR3//RAM GR3 +20% //R200 GR3A//250X300 GR3A//300JI400 GR3A//R200 МНЛЗ — rvof (кммы КЛ4К гаи ¦ Профимь р& lt-иливки
Программа |GR1 Описан» |2
Профиль разливши ?250X300
2}егрев Г~
Qt Экспорт
ОИмпорг
Данные программы
Охлаадекие крист-ра | Контур 1 ] Контур 2 | Контур 3 i? Контур 6 1 Контур 7 1 Контур 4 Контур® Контур 5
Переменная Значение d J 1000
Контур 2: Мин. скорость для привой темг 0. 000
Контур 2: Макс скорость дпя кривой теь 1500
Контур 2 Кривая температуры ('-С] 800
Контур 3: Мин. скорость для кривой pao 0. 000 G У
Контур 3: макс скорость дпя кривой рас 1500
Контур 3. Кривая раскопа [п/мин] 5.0 I0U |630 1
Контур 3: Мин, скорость для кривой темг| 0. 000
Контур 3: Макс скорость дпя кривой теь 1500 800 Щ0:
Контур 3. Кривая температуры РС]
МП а'-з 1
Контур 4. Мин. скорость для кривой pao 0. 000 1500
Контур 4: Макс, скорость дпя кривой рас N M
Контур 4: Кривая расхода [л/мин] 5. 0
Контур 4. Мин. скорость для кривой T9MI 0 000 ош Foo& gt-:
Контур 4: макс скорость для кривой теь 1500
Контур А: Кривая температуры ГС] 800
Контур 5: Мин. скорость дпя кривой рас* 0 000
Контур 5. макс, скорость дпя кривой рас 1500 5. 0
Контур 5. Кривая расхода [п/мин] OjO ОС
Контур 5: Мин. скорость для кривой тем! 0 000 00 0 ISO 0 300 0 4» 0 600 0. 760 0 9001 ДбО 1−200 1. 3501. 50
Контур 5. Мэкс. скорость дпя кривой те* 1. 500 -I & amp- Значени
октур 3 Кривая расхода [п/мин]- Min — 0. 0- Мах: 100. 0
Рис. 4. Технологическая программа охлаждения
ную программу и возможные варианты альтернативных порезов. После проведения расчетов, которые выполняются автоматически в режиме реального времени, программа обеспечивает при раскрое блюмов минимальные потери металла. Гибкость новой модели позволяет задавать различные варианты программы оптимизации: с фиксированными либо с плавающими длинами порезки, с возможностью минимизации обрези либо с допуском последнего блюма альтернативной длины.
Модуль системы контроля качества. В процессе разливки на качество блюмов одновременно влияет множество технологических параметров. Поэтому необходим постоянный контроль основ-
ных и вспомогательных параметров разливки. Для каждого вида продукции определяются оптимальные значения необходимых технологических параметров или соотношений между параметрами, которые в дальнейшем в графическом виде отображаются зеленым цветом. Кроме оптимальных значений, определяется зона допустимых отклонений, при которых блюм необходимо подвергнуть дополнительному контролю на качество, данный диапазон при графическом отображении выделяется желтым цветом. Остальной диапазон подразумевает несоответствующую по качеству продукцию и выделяется красным цветом. При разливке плавки модель контроля качества в режиме реаль-
38
шиИ г: гл^ггтллтгггггт
3 (66), 2612-
Рис. 5. Параметры качества
Рис. 6. Визуальное отображение ручьев
ного времени считывает все фактические значения и выполняет их проверку на соответствие качеству. Результаты проверки выдаются на маску монитора технолога и оператора МНЛЗ с целью оперативного контроля, эти же данные сохраняются и в отчете по качеству, куда попадают все блюмы, имеющие какие-то отклонения с указанием этих параметров. Отчет по качеству вместе с трендами технологического процесса используется для последующего контроля качества.
Оператор имеет возможность контролировать текущий процесс разливки через параметры системы контроля качества, а также в виде графики в режиме реального времени переменных разливки. Для каждого значения переменных параметров отображается их фактическое значение в виде
графического представления (рис. 5). Последние представляют собой горизонтальные полосы на мониторе слежения, установленного на главном посту МНЛЗ, с зонами разного цвета: диапазон допустимых значений — зеленого цвета, диапазоны брака — красного цвета, диапазоны внимания -желтого цвета и фактические значения, указанные меткой.
Оператор МНЛЗ имеет возможность в режиме реального времени наблюдать за результатами работы системы контроля качества и модели оптимизации реза. На экране отображаются ручьи, порезанные на предполагаемые (виртуальные) блюмы, рассчитанные моделью оптимизации реза (рис. 6). Участки ручьев имеют цвет в зависимости от качества предполагаемого блюма: зеленый —
все контролируемые технологические параметры соответствуют заданным- желтый — некоторые параметры незначительно отклонились от заданных и их влияние на качество блюма незначительно- красный — брак, значения технологических параметров вышли за допустимые границы, имеет место нарушение технологического процесса разливки стали.
Важным преимуществом модуля качества является его гибкость. Так как не все технологические параметры в одинаковой мере влияют на качество, то для каждого из параметров устанавливается соответствующий признак уровня его влияния. Если какой-то параметр даже при значительных отклонениях не обязательно приведет к браку, то для него можно установить максимально возможный уровень влияния на качество: «желтый -блюм к осмотру».
глгтт: г: г: ктмттк / о о
-3 (66), 2012/ ив
Все это позволило максимально использовать в повседневной работе МНЛЗ главное преимущество данного модуля качества, как и всей системы в целом. Модуль качества позволяет не только контролировать качество, но способен при необходимости осуществлять корректировку технологического процесса и автоматически отбраковывать и вырезать несоответствующие по качеству участки металла на разлитых блюмах, что в свою очередь позволяет вести процесс порезки блюмов полностью в автоматическом режиме.
В результате взаимодействия всех функций новой технологической системы АСУ МНЛЗ-З получила полный автоматизированный контроль слежения всего технологического процесса разливки с тотальным контролем качества продукции и обеспечивает порезку блюмов в строгом соответствии с производственным заданием.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой