4 Автоматизация и механизация производственных процессов

Важнейшее место в решении одной из главных задач - непрерывном увеличении выпуска металла и качества продукции - занимает автоматизация управления технологическими процессами и производством. Внедрение автоматизации обеспечивает значительный экономический эффект, особенно в черной металлургии. Интенсификация и усложнение металлургических процессов, повышение требований к качеству готовой продукции делают во многих случаях невозможным управление или немыслимо без использования сложных многоуровневых систем автоматизации с применением средств вычислительной техники.

Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность рабочего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности. Объем технологической автоматизации и выбор состава и структуры АСУ ТП с использованием ЭВМ и децентрализованных систем управления на базе микро- и мини ЭВМ для каждого стана и агрегата в отдельности должны уточняться на стадии разработки технологического задания в зависимости от конкретных условий (объема производства, сортамента, состава оборудования и его эксплуатационных характеристик) и технико-экономической эффективности применения рекомендуемых средств и систем автоматизации.

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) - автоматизированная система управления для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления в соответствии с принятыми критериями управления. Агрегаты цеха холодной прокатки оснащаются средствами автоматического контроля и системами регулирования и управления, обеспечивающими выполнение технологических требований, а также автоматизацию работы механизмов, диагностику неисправностей, учет работы оборудования и готовой продукции. Автоматизация технологического процесса получает особое значение в связи с повышением требований к качеству готового листа. На станах холодной прокатки получают листовую продукцию толщиной от 0,2 мм до 5 мм и шириной от 200 до 2350 мм из рядовых и качественных, углеродистых, низколегированных сталей. Заготовкой служат горячекатаные полосы в рулонах.

Для автоматизации непрерывного стана холодной прокатки используют двухуровневую АСУ ТП, состоящей из центральной ЭВМ и локальных систем управления. Возможно применение трехуровневой структуры АСУ ТП. Среди информационных функций АСУ ТП следует отметить слежение за положением прокатываемого металла (холоднокатаных рулонов, а также концов полосы и ее сварных швов) и учет функций, в том числе определение ее теоретической массы.

4.1 Функции и структура асу тп непрерывного стана 2500 оао «ммк»

К основным управляющим функциям АСУ ТП стана относятся:

- расчет настройки и настройка;

- расчет подстройки и подстройка;

- управление процессом прокатки отдельного рулона.

Станы холодной прокатки относятся к числу прокатных агрегатов с наиболее высокой степенью автоматизации. Практически все непрерывные станы холодной прокатки оснащены комплексными системами автоматического регулирования толщины и натяжения полосы.

Для стана 2500 холодной прокатки характерно следующее:

- использование принципа регулирования жесткости клети в процессе прокатки при сохранении постоянства зазора между валками;

- применение автоматического регулирования толщины полосы (САРТ), позволяющей быстро реагировать на отклонение толщины от заданной;

- применение для измерения зазора между валками высокоточных электромагнитных датчиков положения валков, позволяющих повышать точность полосы по толщине;

- применение системы автоматического регулирования натяжения полосы (САРН), позволяющая регулировать натяжение полосы в смежных межклетевых промежутках. Управляющие функции:

- управление процессом транспортирования рулонов;

- управление разматывателем;

- настройка стана на участке рабочих клетей;

- управление скоростным режимом;

- управление темпом прокатки;

- управление толщиной прокатки;

- регулирование межклетевого натяжения;

- управление гидросбивом рабочих валков;

- управление проводковой арматурой;

- управление моталкой;

- управление процессом передачи рулонов в термическое отделение;

- управление гидроуравновешиванием верхних опорных валков;

- управление перевалочной машиной опорных валков. Информационные функции:

контроль температуры эмульсии;

• контроль температуры в подшипниках жидкостного трения (ПЖТ);

- учет и расход подачи охлаждающей жидкости;

- учет и расход энергоносителей;

- анализ механических свойств упрочненного проката. Вспомогательные функции:

- управление очисткой эмульсии;

- управление очисткой масла;

- тестирование и диагностика неисправностей.

На рисунке 4.1 приведена схема рационального объема АСУ ТП стана 2500 холодной прокатки ОАО «ММК».

Рисунок 4.1 - Схема АСУ ТП стана холодной прокатки

Системы:

1 - автоматической перевалки валков;

2 - автоматической подачи и уборки полосы;

3 - автоматической задачи полосы в клеть;

4 - автоматического позиционирования механизмов;

5 - автоматического регулирования натяжения полосы между клетью и разматывателем;

6 - автоматического регулирования температуры валков;

7 - автоматической установки параллельности валков;

8 - автоматического управления соосностью валков;

9 - автоматического регулирования скорости прокатки;

10 -автоматического регулирования межклетевых натяжений;

11 - автоматического регулирования толщины полосы;

12 - автоматического регулирования планшетности полосы;

13 - автоматического центрирования полосы;

14 - автоматического регулирования натяжения полосы между клетью и моталкой;

15 - точной остановки барабана моталки;

16 - автоматического регулирования параметров смазочно-охлаждающей жидкости;

17 - расчета и выдачи уставок параметров;

18 - оптимизации процесса прокатки;

19 - слежения за рулонами от разматывателя до маркировочной машины;

20 - сбора, обработки и выдачи технической и производственной информации;

21 - диагностики неисправностей оборудования;

Средства автоматического контроля:

22 - датчики наличия рулонов на разматывателе и моталке;

23 - измеритель диаметра и ширины рулона;

24 - измеритель положения рулона на разматывателе (по оси стана и высоте);

25 - датчик начала и конца полосы;

26 - датчик положения сварного шва;

27 - датчик положения полосы относительно продольной оси стана;

28 - измеритель усилия прокатки;

29 - измеритель крутящего момента на шпинделях;

30 - измеритель усилия устройств гидрорегулирования клетей;

31 - датчик давления рабочей жидкости в гидравлическом нажимном устройстве;

32 - измеритель температуры полосы и валков;

33 - датчик перемещения вспомогательных механизмов;

34 - измеритель зазора между рабочими валками;

35 - измеритель натяжения полосы;

36 - измеритель толщины полосы;

37 - измеритель планшетности полосы;

38 - измеритель скорости полосы;

39 - измеритель длины полосы;

40 - измеритель массы рулонов;

41 - датчики расхода смазочной и охлаждающей жидкости. Устройство и работа САРТиН