Автоматизированная информационных систем технического обслуживания и управления доменной плавки

Развитие и совершенствование информационных функций АСУ ТП доменной плавки привело к необходимости создания, по сути, нового класса информационных систем – автоматизированных информационных систем технического обслуживания и управления (АИСТОУ).

По своей сути и решаемым задачам сегодня АСУ ТП доменной печи можно отнести именно к этому классу, т.к. помимо традиционных информационно-управляющих функций существенная роль в силу специфики доменной плавки отводится следующим задачам:

• обнаружения аварийных ситуаций и выдачи необходимой сигнализации;

• диагностики оборудования, электронной архивации данных о состоянии оборудования, ведения архивов технологической информации, журналов событий;

• обеспечения удобного доступа персонала к оперативной и архивной информации, создания и документирования суточных и других документов.

В АИСТОУ используют стандартные сетевые средства связи; желательно обеспечение программной совместимости с наиболее распространенными в нашей стране компьютерными платформами; предусмотрены значительные ресурсы в размерах буферов для хранения данных, имеются возможности расширения области применения пакетов, используемых для подключения новых подсистем и прикладных программ.

В соответствии с современной идеологией основные задачи управления решаются на нижних уровнях системы, что позволяет повысить реактивность системы и разгрузить вычислительную сеть от передачи излишней информации. На верхние уровни управления возлагаются только те задачи, для выполнения которых вычислительные средства нижних уровней не приспособлены.

АИСТОУ включает следующие основные подсистемы (блоки) (рис. 5.7):

• распределенная подсистема контроля, сигнализации и локального управления (РСКУ);

• агрегатная подсистема;

• диспетчерская подсистема технологического персонала доменной печи;

• диспетчерская подсистема доменного цеха;

• инженерная подсистема;

• подсистема администрирования и управления информационной системой;

• подсистема интеграции с системами корпоративного уровня.

Дадим краткую характеристику функций, выполняемых этими отдельными подсистемами.

Распределенная подсистема сигнализации, контроля и локального управления (РСКУ).

Основные решаемые функции:

• сбор данных от рассредоточенных по доменной печи и оборудованию датчиков;

• предварительная обработка собранных данных;

• выработка и реализация ряда управляющих сигналов (автоматическое регулирование отдельных параметров);

• осуществление ручного управления;

предоставление собираемых данных на диспетчерский уровень.

Рис. 5.7. Структурная схема автоматизированной информационной системы технического обслуживания и управления доменного цеха

Этот уровень управления характеризуется следующими показателями:

• предельно высокой реактивностью режимов реального времени;

• предельной надежностью (на уровне надежности основного оборудования);

• функциональной полнотой модулей устройств связи с объектом;

• возможностью автономной работы при отказах комплексов управления верхних уровней;

• возможностью функционирования в сложных цеховых условияx.

РСКУ формируется из датчиков, преобразователей, исполнительных механизмов, регулирующих органов и связанных с ними контроллеров. Поскольку перечисленные средства должны обеспечивать возможность построения локальных контуров управления, данный уровень должен работать в реальном времени. Большие геометрические размеры агрегата, повышенные значения температур, загазованность, резкие перепады температуры окружающей среды, высокий уровень вибрации и другое предъявляют особые требования к надежности средств этого уровня. Основные подсистемы контроля технологических параметров представлены на рис. 5.8. Большое количество контролируемых параметров требует свертки информации в обобщенные показатели входа, выхода и состояния доменного процесса.

Основными элементами РСКУ АИСТОУ являются подсистемы управления: шихтоподачей, дутьевым режимом и доменной печью.

Подсистема управления шихтоподачей осуществляет:

• автоматический контроль химического состава шихтовых материалов и их запасов в расходных бункерах бункерной эстакады;

• автоматическое управление процессом порционного дозирования (набор, хранение и выгрузка отдельных доз шихтовых материалов по каналам дозирования по заданной программе);

• адаптивную динамическую компенсацию контролируемых возмущений при дозировании шихтовых материалов;

• автоматическое управление формированием порций шихтовых материалов по заданной программе;

• управление загрузочным устройством;

• контроль уровня засыпи, скорости опускания шихты на колошнике.

Подсистема управления дутьевым режимом осуществляет:

• контроль и регулирование основных параметров блока воздухонагревателей;

• контроль давления и расхода холодного дутья, содержания в нем кислорода;

• регулирование соотношения расходов «природный газ – холодное дутье»;

• стабилизацию температуры и влажности горячего дутья;

• регулирование давления природного газа;

• управление распределением природного газа по фурмам доменной печи и др.

Подсистема управления доменной печью выполняет:

• регулирование давления газа под колошником;

• контроль следующих параметров: температуры и состава колошникового газа, перепадов статического давления по высоте печи;

• контроль состава и температуры газов над (под) уровнем засыпи;

• контроль системы охлаждения и прогара фурм доменной печи;

• контроль температуры брони;

• контроль состава, температуры массы чугуна на выпуске и др.