330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 1СУ_КоксовойБатареей
.pdf
СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Система управления комплексом коксовой батареи
Виктор Веременко, Владимир Замошник, Анна Дерксен, Максим Бахарев, Александр Абрамов, Алексей Веременко, Александр Дёмин
В статье описывается АСУ ТП комплекса коксовой батареи. Данная система включает в себя несколько самостоятельных производственных объектов, объединённых в единую
сеть и связанных друг с другом по технологическому циклу. Ряд основных задач системы управления решается средствами SCADA GENESIS32.
|
ВВЕДЕНИЕ |
|
|
|
|
Одним из масштабных проектов, вы |
|
|
|
|
полненных ЗАО «Тяжпромсервис» (го |
|
|
|
|
род Новокузнецк), стал проект АСУ |
|
|
|
|
ТП комплекса коксовой батареи № 5 |
|
|
|
|
на ОАО «Алтай Кокс» (город Заринск). |
|
|
|
|
20 октября 2006 года этот комплекс |
|
|
|
|
сдан в промышленную эксплуатацию |
|
|
|
|
(рис. 1). |
|
|
|
|
ОАО «Алтай Кокс» производит хи |
|
|
|
|
мическую переработку каменного угля, |
|
|
|
|
в результате которой наряду с коксом |
|
|
|
|
получают высококалорийный коксо |
|
|
|
|
вый газ. Разнообразные химические |
|
|
|
|
продукты, содержащиеся в коксовом |
|
|
|
|
газе, являются основным сырьем для |
|
|
|
|
многих производств. |
Рис. 1. ОАО «Алтай Кокс»: коксовая |
● контроль и автоматическое регули |
|
|
Кокс используется при выплавке чу |
батарея № 5 |
рование основных технологических |
|
|
гуна в доменных печах. От его свойств |
|
параметров на участках переработки |
|
|
в значительной степени зависят техни |
● непрерывный контроль и автомати |
коксового газа; |
|
|
ко экономические показатели работы |
ческое управление обогревом коксо |
● диагностика и архивирование отка |
|
|
доменной печи [1]. Для того чтобы до |
вой печи; |
зов оборудования, предельных зна |
|
|
биться высокого качества кокса, при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
строительстве новой современной кок |
|
|
|
|
совой батареи (КБ) была поставлена |
|
|
|
|
задача: обеспечить надёжное беспере |
|
|
|
|
бойное управление всем комплексом, |
|
|
|
|
начиная от подготовки сырья и закан |
|
|
|
|
чивая отгрузкой готовой продукции. |
|
|
|
|
ЗАДАЧИ |
|
|
|
|
Основные задачи, поставленные пе |
|
|
|
|
ред АСУ ТП: |
|
|
|
|
● управление механизмами поточно |
|
|
|
|
транспортных систем углеподгото |
|
|
|
|
вительного цеха (УПЦ) и коксосор |
|
|
|
|
тировки; |
|
|
|
20 |
● сблокированная работа коксовых |
Пульт оператора АСУ ТП коксовой батареи, |
|
|
машин; |
|
|||
расположенный в служебном корпусе КБ № 5 |
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
СТА 2/2007 |
|
© 2007, CTA Тел.: (495) 234 0635 Факс: (495) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Х И М И Ч Е С К А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
УГЛЕПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ ЦЕХ
ВАГОНООПРОКИДЫВАТЕЛЬ
выгрузка угля
ЗАКРЫТЫЙ СКЛАД УГЛЯ
дробление, очистка, хранение угля
ДОЗАТОРЫ
составление шихты по заданным условиям
УГОЛЬНАЯ БАШНЯ
транспортировка и хранение шихты
ского и административного персо нала, создание различных отчётных форм.
По заданию ОАО «Алтай Кокс» спе циалистами ЗАО «Тяжпромсервис» бы ли выполнены следующие работы:
●разработка проектной документа ции;
●изготовление и поставка шкафов с контроллерами, компьютерами и коммутационным оборудованием для информационной управляющей сети;
●шеф монтаж и пусконаладочные ра боты;
●сдача объекта в эксплуатацию.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УЧАСТКИ
КОМПЛЕКСА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АСУ ТП
Характеристика объекта
Архитектура системы управления объектами комплекса КБ № 5 пред ставлена на рис. 2. Каждый из участ ков комплекса сам по себе представ ляет локальную систему, отдельный законченный объект управления с большим количеством параметров. Но для обеспечения слаженной непре рывной работы всего комплекса тре бовалось предусмотреть обмен данны ми между участками. В табл. 1 приве дены данные, отражающие распреде ление дискретных и аналоговых сиг налов системы управления по участ кам комплекса.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КОКСОВАЯ БАТАРЕЯ (КБ) |
|
|
|
|
КОКСОСОРТИРОВКА |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
КАНТОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО |
|
|
|
|
КОКСОВАЯ РАМПА |
|
|
|
|
|
||||
|
|
управление обогревом батареи |
|
|
|
приём потушенного кокса, |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
транспортировка на сортировку |
|
|
|
|||||
|
|
КОКСОВЫЕ МАШИНЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
загрузка шихты, выгрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
и транспортировка готового кокса |
|
|
|
СКЛАД ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
разделение кокса по фракциям, |
|
|
|
|||||
|
|
ТУШИЛЬНАЯ БАШНЯ |
|
|
|
транспортировка на склад |
|
|
|
|||||||
|
|
мокрое тушение горячего кокса |
|
|
|
|
и к месту погрузки |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ОТГРУЗКА КОКСА В ВАГОНЫ |
|
|
|
|||||
|
|
управление насосами |
|
|
||||||||||||
|
|
и вентиляционными системами |
|
|
|
погрузка готовой продукции |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ОБЪЕКТЫ ХИМИЧЕСКОГО УЛАВЛИВАНИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МАШИННЫЙ ЗАЛ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
удаление газа из КБ, первичное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
охлаждение коксового газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
НАСОСНАЯ КОНДЕНСАЦИИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
удаление смолы из конденсата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
коксового газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
АММИАЧНАЯ УСТАНОВКА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
удаление аммиака из коксового газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
ПК дополнительно оборудованы кон |
|
||||||||
Рис. 2. Архитектура системы управления |
|
|
||||||||||||||
объектами комплекса |
|
|
|
диционерами и источниками беспере |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
бойного питания APC Smart UPS. Для |
|
||||||||
Технические средства |
|
управления |
приводами |
постоянного |
|
|||||||||||
|
Структурная схема АСУ ТП ком |
|
тока использованы преобразователи |
|
||||||||||||
плекса коксовой батареи показана на |
|
DCS800. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
рис. 3. Большое количество отдельных |
|
|
На коксовой батарее и участках хи |
|
||||||||||||
объектов с различными механизмами, |
|
мического улавливания используются |
|
|||||||||||||
техническими задачами и условиями |
|
датчики и приборы Метран, а на участ |
|
|||||||||||||
эксплуатации обуславливает использо |
|
ке коксовых машин — датчики Amedas. |
|
|||||||||||||
вание оборудования различных фирм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Schneider Electric, ABB, Icos, Rittal, |
|
Программное обеспечение |
|
|||||||||||||
APC. |
|
|
|
|
Программное обеспечение для PLC |
|
||||||||||
|
На всех участках комплекса приме |
|
разработано с помощью пакета Concept. |
|
||||||||||||
нены программируемые |
логические |
|
|
Задачи сбора и архивирования дан |
|
|||||||||||
контролеры (PLC) Modicon TSX Quan |
|
ных, а также реализации оперативного |
|
|||||||||||||
tum. Посты и пульты управления опе |
|
диспетчерского управления решены |
|
|||||||||||||
раторов оборудованы промышленны |
|
при помощи компонентов SCADA па |
|
|||||||||||||
ми компьютерами (ПК) ROBO, отве |
|
кета GENESIS32 (фирма Iconics). Так, |
|
|||||||||||||
чающими требованиям монтажа в 19" |
|
экраны SCADA системы выполнены и |
|
|||||||||||||
стойки. Для управления |
коксовыми |
|
поддерживаются средствами приложе |
|
||||||||||||
машинами в их кабинах установлены |
|
ния GraphWorX32 (GWX32 V7.2). |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|||
|
|
Распределение сигналов системы управления по участкам комплекса |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сигналы |
Дискретные |
|
Дискретные |
|
Аналоговые |
|
Аналоговые |
|
|
|||||
|
Участок |
|
входные |
|
выходные |
|
входные |
|
выходные |
|
|
|||||
|
Углеподготовительный |
|
3586 |
|
638 |
|
153 |
|
— |
|
|
|||||
|
цех и коксосортировка |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Углезагрузочная машина |
|
592 |
|
192 |
|
10 |
|
8 |
|
|
|
|
|||
|
Коксовыталкиватель |
|
496 |
|
192 |
|
12 |
|
8 |
|
|
|
|
|||
|
Двересъёмная машина |
|
304 |
|
96 |
|
10 |
|
8 |
|
|
|
|
|||
|
Электровоз |
|
48 |
|
32 |
|
10 |
|
8 |
|
|
|
|
|||
|
Коксовая батарея |
|
363 |
|
147 |
|
127 |
|
14 |
|
|
|
|
|||
|
Аммиачная установка |
|
32 |
|
16 |
|
26 |
|
6 |
|
|
|
|
|||
|
Насосная конденсации |
|
46 |
|
13 |
|
54 |
|
20 |
|
|
|
|
|||
|
Машинный зал |
|
63 |
|
32 |
|
130 |
|
11 |
|
|
|
21 |
|||
|
Всего по комплексу |
|
5530 |
|
1358 |
|
532 |
|
83 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2007 |
www.cta.ru |
© 2007, CTA Тел.: (495) 234 0635 Факс: (495) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Х И М И Ч Е С К А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
КОКСОСОРТИРОВКА |
|
|
КБ № 5. СЛУЖЕБНЫЙ КОРПУС |
|
|
|
|
RIO1…6 |
|
|
|
RIO1 |
PLC9 |
ВУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
PLC1 |
ПК1 |
ПК2 |
ПК1 |
… ПК8 |
|
|
RIO2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
PLC1 |
… |
PLC8 |
|
|
|
|
В АСУ ПРЕДПРИЯТИЯ |
|
|
|
ТУШИЛЬНАЯ |
|
УПЦ |
|
|
|
|
|
БАШНЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PLC10 |
ПК1 |
ПК2 |
УЗМ |
ДСМ |
КВ |
ЭЛЕКТРОВОЗ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
АСПИРАЦИЯ |
|
RIO1…14 |
|
|
|
PLC11 |
|
|
|
|
|
|
PLC1 |
|
|
|
|
|
PLC1 |
|
PLC1 |
… PLC3 |
|
|
PLC1 |
|
ПК1 |
ПК2 |
|
ПК1 |
ПК2 |
RIO1 |
ПК1 |
ПК2 |
|
|
||||||
|
|
|
RIO1 |
|
|
|
|
АММИАЧНАЯ УСТАНОВКА |
|
МАШИННЫЙ ЗАЛ |
|
|
НАСОСНАЯ КОНДЕНСАЦИИ |
||
PLC |
RIO |
Условные обозначения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Промышленный |
Контроллер |
Удалённые модули |
ЖКHпанель |
Радиомодем |
Сетевое оборудование |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
компьютер |
|
|
вводаHвывода |
|
|
|
|
|
|
|
|
(коммутаторы, трансиверы) |
||||||||||
|
|
|
|
ВолоконноHоптическая линия Ethernet 100BaseHFX |
|
КБ — коксовая батарея; УПЦ — углеподготовительный цех; |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Электрическая линия Ethernet 100BaseHTX |
|
ВУ — вентиляционная установка; УЗМ — углезагрузочная машина; |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
Линия связи с удалёнными модулями вводаHвывода |
|
ДСМ — двересъёмная машина; КВ — коксовыталкиватель. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3. Структурная схема АСУ ТП комплекса коксовой батареи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тановленных в диспетчерских УПЦ и |
|||||
|
|
|
Фактически каждый участок имеет |
|
соответствии с блокировочной зависи |
коксосортировки. Оператор может ус |
||||||||||||||||||||
|
|
свою SCADA систему, которая раз |
|
мостью и заданными интервалами вре |
танавливать режимы работы механиз |
|||||||||||||||||||||
|
|
вёрнута на соответствующих ПК (один |
|
мени. Управление механизмами ПТС |
мов, производить запуск ПТС, наблю |
|||||||||||||||||||||
|
|
рабочий, один резервный), установ |
|
каждого из участков осуществляет PLC |
дать за состоянием механизмов участка |
|||||||||||||||||||||
|
|
ленных непосредственно на участке |
|
с распределённым вводом выводом (с |
и степенью их готовности к запуску. В |
|||||||||||||||||||||
|
|
либо в диспетчерской коксовой бата |
|
удалёнными модулями ввода вывода). |
случае возникновения отказов обору |
|||||||||||||||||||||
|
|
реи. Но при этом в системе управления |
|
PLC обеспечивает последовательный |
дования или неготовности к работе ме |
|||||||||||||||||||||
|
|
есть единый сервер данных, который |
|
запуск механизмов, контроль токовой |
ханизмов участка SCADA система ото |
|||||||||||||||||||||
|
|
осуществляет архивирование и хране |
|
нагрузки и скоростных режимов, за |
бражает на экранах мониторов и архи |
|||||||||||||||||||||
|
|
ние данных с каждого из отдельных |
|
щиту от аварийных ситуаций. Кон |
вирует предупреждающие и аварийные |
|||||||||||||||||||||
|
|
участков. |
|
троль работы осуществляется с ПК, ус |
сообщения (рис. 5). |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
Распределение основных программ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
но технических средств АСУ ТП по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||||||||
|
|
участкам комплекса отражает табл. 2. |
|
Распределение основных программно технических средств АСУ ТП по участкам комплекса |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
УЧАСТКИ |
|
|
Оборудование |
|
PLC |
|
ПК |
ЖК панели |
SCADA система, рабочие |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Участок |
|
|
|
|
места с лицензиями |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
УГЛЕПОДГОТОВИТЕЛЬНОГО |
|
Углеподготовительный цех |
|
15 |
|
|
|
|
|
2 |
— |
|
2 × GWX32HV7.2 unlimited |
|
|
|||||||||
|
|
ЦЕХА И КОКСОСОРТИРОВКИ |
|
Углезагрузочная машина |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
— |
1 |
|
— |
|
|
||||||||
|
|
|
Основой участков УПЦ и коксосор |
|
Коксовыталкиватель |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
— |
1 |
|
— |
|
|
|||||||
|
|
тировки являются поточно транспорт |
|
Двересъёмная машина |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
— |
1 |
|
— |
|
|
||||||||
|
|
ные системы (ПТС), обеспечивающие |
|
Электровоз |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
— |
1 |
|
— |
|
|
|||||||
|
|
соответственно подготовку к загрузке и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 × GWX32HV7.2, 500 |
|
|
||||||
|
|
загрузку угля в угольную башню, транс |
|
Коксовая батарея |
|
|
13 |
|
|
|
|
|
8 |
— |
|
2 × GWX32HV7.2, 150 |
|
|||||||||
|
|
портировку и сортировку кокса по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 × GWX32HV7.2, 1500 |
|
|||||||
|
|
|
Аммиачная установка |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
— |
|
2 × GWX32HV7.2, 150 |
|
|
|||||||||
|
|
фракциям с последующей загрузкой в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
Насосная конденсации |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
— |
|
2 × GWX32HV7.2, 150 |
|
|
|||||||||
|
|
вагоны. Важнейшей операцией в работе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
Машинный зал |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
2 |
— |
|
2 × GWX32HV7.2, 300 |
|
|
|||||||||
|
|
этих участков является запуск механиз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
22 |
|
|
Коксосортировка |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
2 |
— |
|
2 × GWX32HV7.2 unlimited |
|
|
|||||||||
|
мов, входящих в состав ПТС, в строгом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2007 |
||||||||
© 2007, CTA Тел.: (495) 234 0635 Факс: (495) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Х И М И Ч Е С К А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
Рис. 4. Шкаф Rittal с промышленными компьютерами
КОКСОВАЯ БАТАРЕЯ
Коксовая батарея состоит из двух по лубатарей (рис. 6), расположенных симметрично относительно угольной башни. АСУ ТП коксовой батареи вы полняет задачу управления двумя кан товочными устройствами (КУ), регуля торами подачи отопительного коксо вого газа, регуляторами разрежения в боровах, регуляторами давления в газо сборниках по сторонам батареи и раз
режения в общем газосборнике (для каждой полубатареи). Также на участке коксовой батареи ведётся контроль и архивирование параметров (рис. 7), управление тушением кокса, работой механизмов и установки беспылевой выдачи кокса (БВК).
КУ — один из самых ответствен ных механизмов коксовой батареи, предназначенный для периодическо го изменения направления потоков газа, воздуха и продуктов горения в обогревательной системе КБ. Данное устройство приводится в движение гидравлическим приводом, управле ние которым ведёт PLC. Для обеспе чения бесперебойной периодической работы КУ, исходя из условий экс плуатации КБ, было выполнено пол ное резервирование управляющего PLC. Рабочий и резервный контрол леры работают параллельно, но вы ходы резервного контроллера забло кированы; в случае отказа рабочего контроллера резервный автоматиче ски продолжает выполнение про граммы с последнего выполненного шага. Переключение на рабочий контроллер производится только по команде оператора после устранения неисправности. В случае полной по тери напряжения предусмотрена воз можность закончить начатый цикл кантовки: механизм КУ приводится в движение от пневматического акку мулятора, а управление ведёт PLC, запитанный через источник беспере бойного питания.
Резервирование PLC реализовано и для контроллера КИП, с целью обеспе чить непрерывное автоматическое ре гулирование важнейших параметров обогрева КБ: давления отопительного коксового газа, перепада давления в га зосборниках, разрежения в боровах и
разрежения в общем газосборнике. Давление в газосборниках — это наи более нестабильный параметр, поэто му резервирование здесь выполнено и по механизму: по выбору персонала управление ведётся либо пневматиче ским клапаном, либо МЭО (механиз мом электрическим однооборотным, фактически — заслонкой с электриче ским приводом). Программы регули рования реализованы при помощи ин струментальных средств пакета Concept.
Внедрение АСУ ТП на участке кок совой батареи имеет следующие пози тивные последствия:
●система контроля действий персона ла и отслеживания аварийных ситуа ций позволяет максимально быстро и точно определить и устранить при чину неисправностей оборудования, что особенно важно для непрерыв ного технологического процесса;
●использование современной изме рительной аппаратуры и высокая точность регулирования позволяют повысить качество готовой продук ции, обеспечивают оптимальные ус ловия для работы оборудования и увеличивают срок его безаварийной работы;
●введение в эксплуатацию установки БВК и применение пароинжекции при загрузке коксовой печи позволя ют резко уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.
УЧАСТОК КОКСОВЫХ МАШИН
Всего на батарее используется 2 ком плекта коксовых машин по 4 машины в каждом. Один комплект является рабо чим, а второй находится в «горячем» резерве. Одновременно в процессе вы дачи кокса из печи участвуют 4 коксо вые машины: углезагрузочная, две
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
Рис. 5. Экран «Углеподготовительный цех. Углеприём» |
|
Рис. 6. Экран «Коксовая батарея» |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2007 |
|
|
www.cta.ru |
|||
© 2007, CTA Тел.: (495) 234 0635 Факс: (495) 232 1653 http://www.cta.ru
|
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Х И М И Ч Е С К А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
ресъёмная, |
коксовыталкиватель |
и |
Для реализации задачи позициони |
ся импульсным датчиком, передаётся |
|||||||||
|
электровоз. |
|
|
|
рования машин и точной остановки у |
по радиоканалу непосредственно в |
||||||||
|
Основная особенность этого участка |
заданной печи используются: |
PLC электровоза, а тот, в свою очередь, |
|||||||||||
|
в том, что коксовые машины – это |
● импульсные датчики, установленные |
задаёт величину скорости преобразова |
|||||||||||
|
подвижные объекты, требующие син |
на машине; |
|
телю привода передвижения. Всё это |
||||||||||
|
хронизации работы приводов передви |
● П образный датчик позиционирова |
позволяет обеспечивать равномерный |
|||||||||||
|
жения с |
другими технологическими |
ния, установленный на машине; |
приём кокса в вагон. |
|
|
|
|
||||||
|
операциями всех машин. В данной си |
● кодовые пластины, |
установленные |
В результате автоматизации участка |
||||||||||
|
туации важнейшей является задача по |
напротив каждой печи. |
коксовых машин были решены задачи, |
|||||||||||
|
зиционирования и точной остановки |
Проезжая через пластины, позицио |
которые не удавалось решить на произ |
|||||||||||
|
машин (±5 мм при массе машин от 250 |
нер считывает код и передаёт его в кон |
водстве ранее: |
|
|
|
|
|
||||||
|
до 450 тонн и скорости передвижения |
троллер, а тот, в свою очередь, опреде |
● автоматическое позиционирование |
|||||||||||
|
около 1 м/с). |
|
|
|
ляет позицию машины на батарее. |
и точная остановка машин; |
|
|
||||||
|
Координацию работы всех коксовых |
Привод передвижения машины — |
● автоматический приём кокса; |
|
||||||||||
|
машин осуществляет master PLC, рас |
многодвигательный, четыре пары дви |
● загрузка печей с контролем веса; |
|
||||||||||
|
положенный в помещении под уголь |
гателей постоянного тока управляются |
● точное определение позиций всех |
|||||||||||
|
ной башней. Master PLC следит за по |
одним рабочим преобразователем. Оп |
машин, находящихся на связи (в лю |
|||||||||||
|
ложением машин, выдаёт команды на |
ределяя позицию машины, контроллер |
бой момент времени машинисту лю |
|||||||||||
|
их позиционирование у печи соответ |
рассчитывает необходимое расстояние |
бой машины доступна информация о |
|||||||||||
|
ственно графику выдачи, собирает ин |
до заданной печи и задаёт преобразова |
позиции остальных машин); |
|
|
|||||||||
|
формацию с каждой машины и отправ |
телю оптимальную скорость движения |
● контроль технологических парамет |
|||||||||||
|
ляет её в SCADA систему «Коксовые |
машины. Это позволяет осуществить |
ров и передача их в информацион |
|||||||||||
|
машины» для отображения в диспет |
задачу точной остановки машины в ав |
ную сеть предприятия; |
|
|
|
||||||||
|
черской коксовой батареи и в SQL сер |
томатическом режиме (рис. 9). |
● диагностика работы механизмов, на |
|||||||||||
|
вер для архивирования. |
|
Ещё одна важная задача решается |
ходящихся на машинах. |
|
|
|
|||||||
|
Каждая коксовая машина – обособ |
АСУ ТП участка коксовых машин — |
Данная АСУ ТП позволила сокра |
|||||||||||
|
ленный объект; она оснащена PLC, ко |
это автоматический |
приём кокса |
тить время технологических операций, |
||||||||||
|
торый осуществляет управление элек |
(АПК). Система АПК позволяет син |
повысить качество работы оборудова |
|||||||||||
|
трическими и гидравлическими приво |
хронизировать скорость движения вы |
ния, значительно облегчить работу тех |
|||||||||||
|
дами. В кабине машиниста установле |
талкивающей штанги и вагона, прини |
нологическому персоналу батареи. |
|
||||||||||
|
на жидкокристаллическая панель, по |
мающего кокс. Для этого скорость |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
зволяющая следить за состоянием ма |
штанги коксовыталкивателя измеряет |
ОБЪЕКТЫ ХИМИИ |
|
|
|
|
|||||||
|
шины, изменять ре |
|
|
|
|
АСУ ТП объектов химии охватывает |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
жимы работы, диаг |
|
|
|
|
следующие технологические процессы: |
||||||||
|
ностировать |
неис |
|
|
|
|
охлаждение прямого коксового газа и |
|||||||
|
правности и выпол |
|
|
|
|
конденсация содержащихся в его со |
||||||||
|
нять |
задания master |
|
|
|
|
ставе паров воды и смолы, очистка газа |
|||||||
|
PLC (рис. 8). |
|
|
|
|
|
от туманообразной смолы в электриче |
|||||||
|
Для передачи ин |
|
|
|
|
ском поле высокого напряжения, а |
||||||||
|
формации между ма |
|
|
|
|
также хемосорбционные процессы, |
||||||||
|
шинами использует |
|
|
|
|
происходящие |
при улавливании |
из |
||||||
|
ся |
радиомодемная |
|
|
|
|
коксового газа аммиака, пиридиновых |
|||||||
|
связь. |
Стационар |
|
|
|
|
оснований и сероводорода. Для отса |
|||||||
|
ные |
и |
подвижные |
|
|
|
|
сывания коксового газа из камер кок |
||||||
|
радиомодемы имеют |
|
|
|
|
совой печи и транспортировки его |
||||||||
|
собственные IP ад |
|
|
|
|
|
вплоть до потребите |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
реса, под этими ад |
|
|
|
|
|
лей |
служат |
газовые |
|||||
|
ресами PLC машин представлены в об |
|
|
|
насосы — нагнетате |
|||||||||
|
щей |
сети |
комплекса. Инженеры, |
|
|
|
ли. |
|
|
|
|
|||
|
имеющие право на изменение про |
|
|
|
Первичное охлаж |
|||||||||
|
грамм, осуществляют доступ к про |
|
|
|
дение коксового газа |
|||||||||
|
грамме PLC любой коксовой машины |
|
|
|
осуществляется в га |
|||||||||
|
из служебного корпуса коксовой бата |
|
|
|
зосборниках, |
при |
||||||||
|
реи. |
|
|
|
|
|
|
|
|
этом происходит ин |
||||
|
SCADA система «Коксовые маши |
|
|
|
тенсивная конденса |
|||||||||
|
ны» отображает положение всех ма |
|
|
|
ция |
паров |
смолы, |
|||||||
|
шин на батарее, собирает и архивирует |
|
|
|
которая вместе с ам |
|||||||||
|
технологические данные (токи двига |
|
|
|
миачной водой сте |
|||||||||
|
телей, показания температуры, ско |
|
|
|
кает |
в |
механизиро |
|||||||
|
рость машин), формирует, выдаёт и ар |
|
|
|
ванные |
осветлители |
||||||||
24 |
хивирует аварийные сообщения |
по |
|
|
|
насосной конденса |
||||||||
каждой машине. |
|
|
ции. Главной целью |
|||||||||||
|
Рис. 7. Таблица контролируемых параметров и графики |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2007 |
|||
© 2007, CTA Тел.: (495) 234 0635 Факс: (495) 232 1653 http://www.cta.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Х И М И Ч Е С К А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 9. Позиционирование коксовой машины с использованием |
|
|
|||
|
Рис. 8. ЖК панель в кабине машиниста |
|
|
|
|
|
датчиков и кодовых пластин |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дальнейшего охлаждения газа является |
● снизить количество отложений смо |
снизить количество вредных выбросов |
|
|||||||||
|
уменьшение его объёма для снижения |
лы и нафталина в трубопроводах; |
в атмосферу на 46%. |
|
|||||||||
|
расхода энергии на сжатие газа в нагне |
● уменьшить энергозатраты за счёт |
Среди несомненных достоинств |
|
|||||||||
|
тателях. Выделение подавляющей час |
поддержания |
на |
заданном уровне |
внедрённой АСУ ТП следует особо от |
|
|||||||
|
ти смолы в холодильниках позволяет |
объёма охлаждённого газа, посту |
метить открытость данной системы. |
|
|||||||||
|
исключить загрязнение аппаратуры |
пающего на нагнетатель; |
В планах реконструкции завода пред |
|
|||||||||
|
для улавливания химических продук |
● стабилизировать работу машинного |
полагается расширить существующую |
|
|||||||||
|
тов коксования и отложение смолы и |
зала, |
обслуживающего не только |
систему за счёт модернизации дейст |
|
||||||||
|
нафталина в газопроводах. Значитель |
комплекс КБ № 5, но и другие кок |
вующих производств. Выбранная кон |
|
|||||||||
|
ное количество смоляного тумана осе |
совые батареи завода; |
цепция построения АСУ ТП и исполь |
|
|||||||||
|
дает в турбонагнетателях под действи |
● отслеживать и архивировать изме |
зуемые в ней программно технические |
|
|||||||||
|
ем центробежной силы. Окончатель |
ряемые параметры; |
средства позволят сделать это без осо |
|
|||||||||
|
ная очистка газа от смоляного тумана |
● изменять |
задание |
|
автоматическим |
бых проблем. ● |
|
||||||
|
производится |
в электрофильтрах. |
регуляторам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
В процессе охлаждения газа часть ам |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
миака растворяется в конденсирую |
|
|
|
|
|
|||||||
|
щихся водяных парах, образуя над |
Комплекс |
|
КБ |
|
|
|
|
|
||||
|
смольную воду. На аммиачной уста |
№ 5 |
производи |
|
|
|
|
|
|||||
|
новке производится обесфеноливание |
тельностью |
более |
|
|
|
|
|
|||||
|
аммиачной воды и выделение летучего |
одного |
миллиона |
|
|
|
|
|
|||||
|
и связанного аммиака из надсмольной |
тонн кокса в год по |
|
|
|
|
|
||||||
|
воды [2]. |
|
своим технологиче |
|
|
|
|
|
|||||
|
На участке объектов химии контрол |
ским, |
экономиче |
|
|
|
|
|
|||||
|
леры управляют механизмами, ведут ав |
ским показателям, |
|
|
|
|
|
||||||
|
томатическое регулирование различных |
а также по уровню |
|
|
|
|
|
||||||
|
параметров (рис. 10). Шкафы с PLC и |
автоматизации |
не |
|
|
|
|
|
|||||
|
удалёнными модулями ввода вывода |
имеет |
аналогов в |
|
|
|
|
|
|||||
|
установлены в помещениях насосной |
России. Ввод в экс |
|
|
|
|
|
||||||
|
конденсации, машинного зала и амми |
плуатацию |
нового |
|
|
|
|
|
|||||
|
ачного отделения. Пульты управления |
производства |
по |
|
|
|
|
|
|||||
|
находятся в служебных корпусах. |
зволил |
организо |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Внедрение АСУ ТП на данном участ |
вать для жителей |
|
Рис. 10. Параметры объектов химии на мнемосхеме машинного зала |
|
|
|||||||
|
ке комплекса позволяет персоналу дер |
города |
400 |
новых |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
|
|||||||||
|
жать под контролем и своевременно |
рабочих мест, что очень важно, так как |
|
||||||||||
|
диагностировать |
большое количество |
ОАО «Алтай Кокс» является градооб |
1. Справочник коксохимика: Справочник в |
|
||||||||
|
механизмов и оборудования, располо |
разующим предприятием. Условия тру |
6 томах / Под ред. А.К. Шелкова. — М. : |
|
|||||||||
|
женного не только внутри служебных |
да на новом комплексе качественно от |
Металлургия, 1964. — Т. 1. |
|
|||||||||
|
корпусов, но и на рабочей площадке. |
личаются от условий на действующих |
2. Лейбович Р., Обуховский Я., Сатанов |
|
|||||||||
|
Автоматическое регулирование темпе |
батареях, характер труда стал более ин |
ский С., Кутовой П. Технология коксохи |
|
|||||||||
|
ратуры коксового газа после промыш |
теллектуальным и более привлекатель |
мического производства. — М. : Метал |
|
|||||||||
|
ленных газовых холодильников (ПГХ) |
ным для высококвалифицированных |
лургия, 1974. |
|
|||||||||
|
и агрегатов воздушного охлаждения га |
кадров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за (АВОГ), автоматическое управление |
Существенным достижением яви |
Авторы — сотрудники |
|
|||||||||
|
клапанами на газосборнике и байпасе |
лось то, что в результате автоматизации |
ЗАО «Тяжпромсервис» |
25 |
|||||||||
|
нагнетателей позволили: |
технологических процессов удалось |
Телефон/факс: (8#3843) 74#3598 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 2/2007 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
© 2007, CTA Тел.: (495) 234 0635 Факс: (495) 232 1653 http://www.cta.ru