1.3.2 Требования, предъявляемые к асу тп колпаковых печей

Система управления должна быть децентрализованной, построена по иерархической схеме с распределенной функциональной структурой.

Должны быть обеспечены надежность работы системы и точность регулирования процессом.

АСУ ТП должна осуществлять прямое цифровое управление темпера­турным режимом печи в реальном масштабе времени.

Управление циркуляцией защитного газа, автоматическое переключение потока защитного газа на холодильник, а также включение подачи охлаждающей воды при переходе в процессе обработки сад­ки на период охлаждения при подъеме нагревательного колпака.

Реальные значения температуры и положение газовых клапанов при проведении отжига должны периодически запоминаться на дисковом накопителе и воспроизводиться на экране дисплея и посред­ством распечатки диаграмм отжига по требованию оператора. В связи с этим действующие в настоящее время самопишущие прибо­ры ФЩЛ-501 со встроенными в них позиционными регуляторами из работы выводятся, но остаются в резерве до освоения АСУ ТП.

На основании данных о характеристике садки (толщина ленты, марка стали, масса садки, плотность намотки рулонов и др.) должен производиться расчет графика отжига. Исходные данные вводятся с клавиатуры и воспроизводятся на дисплее и посредством распечатки.

Сигнализация и протоколирование данных о сбоях в работе пе­чей и нарушениях процесса отжига, текущий контроль за состоянием оборудования.

Обеспечение сохранности информации при отключении питающего напряжения.

Расчет технико-экономических показателей работы отделения колпаковых печей, слежение за металлом в отделении, расчет сменного задания, ведение оперативной отчетной документации, оптимизация загрузки печей.

Должна быть предусмотрена возможность вмешательства персонала в ход процесса отжига, диалог персонала с ЭВМ.

Связь с АСУ П цеха и АСУ ТП стана холодной прокатки.

1.3.3 Функциональная структура асу тп отделения колпаковых печей

АСУ ТП колпаковых печей является двухуровне­вой децентрализованной системой.

Нижний уровень включает восемь многоканальных многофункцио­нальных контроллеров Р-130, объединенных в открытую управляющую сеть "Транзит". Так как в отделении установлено сорок пять нагре­вательных колпаков, то на каждый из семи контроллеров приходится по шесть нагревательных колпаков, а на восьмой контроллер - три колпака. Нижний уровень представлен датчиками и средствами авто­матизации, необходимыми для контроля и измерения технологических параметров: термопреобразователи с унифицированными выходными сигналами градуировки ТХА для измерения температур колпака и стенда соответственно; сигнализаторами падения движения газа ЭКМ-1И для сигнализации аварийного прекращения подачи защитного газа и прекращения подачи воды на охлаждение подшипников вентиля­тора.

Функциональная схема АСУ ТП отде­ления колпаковых печей, обеспечивающая управление отжигом плотносмотанных рулонов представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Функциональная схема АСУ ТП отделения колпаковых печей

С помощью УСО, включающего аналого-цифровые и дискрет­но-цифровые преобразователи, через коммутаторы, обеспечивается поступ­ление в контроллер следующей информации: температуры нагрева­тельного колпака и стенда; положение вала исполнительного меха­низма при спаренных регулирующих клапанах на природном газе и воздухе, наличие (отсутствие) колпака на стенде; включение (от­ключение) холодильника защитного газа.

Ремиконт обрабатывает дискретные и аналоговые входные сиг­налы; позволяет формировать дискретные выходные сигналы, которые передаются на верхний уровень и используются в качестве техно­логических сообщений; выводит текущие значения параметров для связи с верхним уровнем; отрабатывает команды, поступающие от верхнего уровня; осуществляет управление тепловым режимом путем изменения расхода природного газа, подаваемого в печь. Ре­гулирование ведется в соответствии с заданиями, устанавливаемы­ми верхним уровнем либо оператором-технологом. Уставки температу­ры и времени для каждой садки, а также параметры настройки регуляторов, рассчитанные верхним уровнем, вводятся в контроллер как коэффициенты в начале отжига через управляющую сеть "Транзит".

Контроллер выполняет также операции управляющей логики: включение стендового вентилятора в процессе нагрева при достиже­нии стендовой термопарой контрольной температуры (tcт = 150 ^оС); отключение вентилятора при аварийном прекращении подачи защитно­го газа или прекращении подачи воды на охлаждение подшипников стендового вентилятора.

При отключении вентилятора, на верхний уровень подается инициативный сигнал для изменения графика отжига. Таким образом, основные задачи нижнего уровня АСУ ТП заключаются в: обработке информации, реализации командных сигналов, управлении температурным режимом и циркуляцией защитного газа, подготовке информации для ЭВМ.

Верхний уровень представляет собой управляющий вычисли­тельный комплекс на базе ЭВМ с процессором Пентиум-3. В этот комплекс входят внешние устройства: видеотерминалы, печатающее устройство (принтер), клавиатура. В системе предусмотрено два ви­деотерминала - один установлен у оператора-технолога, другой ис­пользуется для диалога начальника отделения колпаковых печей.

На верхнем уровне реализуются:

- расчет графиков отжига и уставок регуляторов отдельных садок и их ввод в нижний уровень;

- определение продолжительности выдержки металла на основе динамической математической модели;

- формирование командных сигналов контроллеру (переключение ре­жимов

задания, пуск программного задатчика);

- накопление и хранение информации об отжигах на машинных носи­телях и воспроизведение ее на экранах дисплеев и посредством распечатки;

- выдача технологических сообщений на видеотерминал оператора-технолога;

- связь с АСУП цеха и АСУ ТП стана холодной прокатки;

- диалог операторов и начальника отделения колпаковых печей с ЭВМ;

- слежение за металлом в отделении;

- оптимизация загрузки печей;

- текущий контроль за состоянием оборудования и анализ наруше­ний режимов отжига;

- ведение оперативной и отчетной документации: карточки отжига; сменный, дневной и месячный рапорты; ведомости простоев и ра­боты оборудования; расчет технико-экономических показателей работы отделения колпаковых печей.

Программные средства АСУ ТП должны быть выполнены в соответствии с требованиями организации работы локально-распределен­ной вычислительной сети. Основой организации специального прог­раммного обеспечения должны быть многозадачная операционная сис­тема; средства управления базой данных; драйвер, поддерживающий протокол обмена с сетью.

В состав программного обеспечения должны входить следующие четыре основных подсистемы, выделенные по функциональному призна­ку:

- учет и хранение информации;

- информационное обеспечение персонала;

- управление тепловым режимом;

- контроль состояния оборудования.

Подсистема "Учет и хранение информации" реализует следующие основные функции:

- ручной ввод данных;

- сбор информации с контроллера;

- поддержание базы данных в актуализированном состоянии, функция "Ручной ввод данных" должна обеспечить ручной ввод с видеотерминала характеристики садки, информации для формирова­ния и выдачи отчетных документов, сообщений о готовности садки к отжигу.

Функция "Сбор информации с контроллера" должна обеспечить получение информации о показаниях стендовой и колпаковой термо­пар, положение вала исполнительного механизма для обновления опе­ративной информации о ходе отжига в ОЗУ, а также данных о дости­жении стендовой термопарой температуры задания, включение (отключение) холодильников защитного газа.

Функция "Поддержание базы данных в актуализированном сос­тоянии" должна обеспечивать другие функции АСУ ТП оперативной ин­формацией о состоянии объекта, вести архив карточек отжига и тех­нико-экономических показателей работы отделения колпаковых печей в течение года [8-14].