1. Обоснование выбора программного обеспечения.
В 2010 году металлургический завод ООО «ВИЗ-Сталь» закупил и пустил в работу более современные печи для прокатки металла, так называемые Агрегаты выпрямительного отжига. После отжига и остывания металла до температуры цеха производится его обработка на агрегатах выпрямляющего отжига и нанесения электроизоляционного покрытия, где смывается избыточная окись магния, наносится электроизоляционное покрытие и производится выпрямляющий отжиг. Контролируются состав и концентрация раствора электроизоляционного покрытия; состояние поверхности после обезжиривания и отжига; температурный и газовый режимы; расход газа, вытяжка и качество смотки полосы; степень однородности магнитных свойств, магнитные и механические характеристики. Нагрев и регулирования данных печей осуществляется прибором «термодат».
Термодат – это регулятор температуры предназначен для использования в промышленности и производстве. Обеспечивает высокую точность измерения и регулирования. Это универсальный прибор, имеющий большие возможности, множество тонких настроек и сервисных функций. Однако, несмотря на это, прибор прост в наладке и эксплуатации. Для его настройки и использования не требуется специальных знаний.
При регулировании температура возникли проблемы:
Отдаленность регуляторов друг от друга. Это приводило к неравномерному нагреву полосы метала при изменении температуры в зонах печи;
Нехватка квалифицированного персонала, для работы с приборами измерений;
Занимало большое количество времени для корректировки параметров нагрева печи.
Для решения этих проблем служба «Тепловой автоматики и измерений» решила автоматизировать систему управления нагрева используя SCADA – система на базе GeniDAQ.
Тепловой автоматики и измерений – ТАиИ в прошлом КИП контрольно измерительные приборы. Одна из служб в штате цеха холодной прокатки, которая занимается анализом и измерением.
GeniDAQ — программное обеспечение для построения систем сбора, анализа, визуализации данных и управления, работающее под управлением операционных систем Windows /XP/Vista. Специальная оболочка для построения пользовательских приложений значительно сокращает время их разработки и максимально облегчает этот процесс. При этом нет необходимости написания программного кода, и весь процесс разработки сводится к «рисованию» системы на экране с последующей привязкой к физическим каналам ввода-вывода. Для построения комплексных систем и организации сложных алгоритмов обработки данных имеется возможность использования программ на Visual Basic. Открытая архитектура GeniDAQ позволяет легко интегрировать его с другими приложениями через механизмы OLE, DDE, ODBC. GeniDAQ обеспечивает:
легкий для освоения человеко-машинный интерфейс;
объектно-ориентированную графику;
исторические тренды;
возможность генерации отчетов;
возможность встраивания программ на Visual Basic;
многозадачный режим работы;
поддержку механизмов DDE, OLE, ODBC, технологии OPC;
легкую интеграцию с системами программирования МЭК 61131, в том числе с UltraLogik.
GeniDAQ имеет ряд ключевых отличий от разработанного ранее широко известного программного продукта аналогичного назначения Genie, обеспечивающих решение более широкого круга задач на новом уровне.
Высокая производительность и реализация многозадачного режима работы GeniDAQ является 32-разрядным приложением и обеспечивает параллельное сканирование задач для повышения эффективности операций ввода-вывода, обновление графической информации на экране и диалог с оператором. Это приводит к успешному выполнению критичных по времени задач.
Поддержка спецификации OPC
Технология ОРС обеспечивает возможность использования в системах на базе GeniDAQ оборудования других производителей (в частности, любых PLC-контроллеров). Для этого достаточно иметь соответствующие ОРС-серверы.
Поддержка протокола TCP/IP
Использование протокола TCP/IP обеспечивает возможность работы с данными технологического процесса в реальном времени с любого узла сети, а также дистанционное управление процессом.
Поддержка различных платформ в рамках одного программного пакета
При использовании GeniDAQ не требуется приобретать каких-либо дополнительных программных пакетов для работы на любых HMI-платформах фирмы Advantech с размером экрана от 15 до 19" по диагонали.
Так же рассматривался аналог программного обеспечения GeniDAQ такой как GENESIS32 компании Iconics На примере новой версии GENESIS32 V9.1 предлагается рассмотреть некоторые основные возможности и характерные особенности этой SCADA-системы. Пакет GENESIS32 обладает традиционным набором свойств и характеристик SCADA-систем, а также содержит большой перечень новых, появившихся недавно программных компонентов сквозной автоматизации производства. SCADA-системы обеспечивают цеховой уровень автоматизации, связанный, прежде всего, с получением и визуализацией информации от программируемых контроллеров, распределенных систем управления. Поставляемая на данный уровень информация, как правило, не доступна на уровне управления производством. Поэтому важно отметить, что компания ICONICS также поставляет пакет программного обеспечения BizViz, предназначенный для обеспечения обмена между уровнями SCADA-систем и системами управления производством.
Но эта программное обеспечение не утвердилось руководством завода из-за высокой стоимости ПО, а так же сложность работы с данной системой. В зависимости от его аналога с программным обеспечением GeniDAQ может работать любой работник цеха прошедший инструктаж со знаниями ПК на уровне пользователя.
1.1 Организация системы
Первым делом были установлены термометры для измерения температуры в печи, так называемые термопары. Печь делится на 12 зон нагрева, таким образом получилось 12 термопар. Затем для измерения температуры полосы металла установили датчики – «пирометры», для того чтобы контролировать равномерный нагрев металла измерение ведется в трех точках, по середине полосы и по ее краям. Пирометров установили 9 штук.
Схема расположения датчиков и согласование их с промежуточными приборами управления изображена на рисунке 1.
Термопара
Пирометр Печь
Термодат
ПК Преобразователь сигнала Линия связи
Рисунок 1. Общая схема соединения
2. Техническое задание
2.1 Общие сведения
Автоматизированная система управления технологическим процессом агрегатов выпрямительного отжига - АСУ ТП АВО, которая внедрена в цех холодной прокатки Екатеринбургского металлургического завода ООО «ВИЗ-Сталь»
2.2 Основание для разработки
Автоматизированная система управления технологическим процессом разрабатывается на основание заявки от 06.09.2011 г. на проектирование системы управления агрегатами выпрямительного отжига, утвержденной главным специалистом по автоматизации начальником цехом автоматизации и связи - ЦАС В.Н. Старчаком.
2.3 Цели и назначение создания системы
2.3.1 Назначение системы
АСУ ТП АВО предназначена для автоматизации следующих задач:
Измерение температуры полосы метала;
Регулировка температуры в печи;
Измерение температуры в печи;
Измерение скорости полосы;
Контроль давления в печи.
Конечные пользователи системы:
Начальник диспетчерской службы;
Сменный мастер;
Мастер термического участка;
Наладчик службы тепловой автоматики и измерений;
Начальник участка наладки службы тепловой автоматики и измерений;
Начальнику службы тепловой автоматики и измерений.