Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 3СУ_АнализаРасплаваСтали

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
2.04 Mб
Скачать

CИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ МЕТАЛЛУРГИЯ

Система измерения температуры и окислённости и отбора

проб расплавов стали в электросталеплавильной

печи через рабочее окно

Сергей Чистяков, Сергей Синявин, Алексей Савин, Дмитрий Киркин

В статье рассматривается один из вариантов построения системы автоматизации, предназначенной для контактных измерений и отбора проб расплавов и тиражируемой для разных технологических объектов Череповецкого металлургического комбината. Раскрываются особенности архитектуры системы управления манипулятором, обосновывается выбор контроллера семейства SIMATIC, описываются принципы работы измерительных приборов, показываются возможности программного обеспечения и характеризуются используемые средства его разработки.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

вуют различные виды пирометров: с ис

невозможно гарантировать эту точ

 

Для соблюдения

технологического

чезающей нитью, радиационные, фото

ность вследствие неравномерного на

 

процесса выплавки стали необходима

электрические и цветовые. Однако зна

грева металла. Неравномерный нагрев

 

достаточно высокая точность измере

чительная

задымлённость рабочего

может быть обусловлен следующими

 

ния температуры расплава. Желатель

пространства печи приводит к необхо

причинами: конструкцией сталепла

 

но, чтобы погрешность измерения тем

димости введения сложных поправок на

вильного агрегата, различной сте

 

пературы металла

не превышала

неполноту излучения объекта. Поэтому

пенью износа футеровки стен, наличи

 

±(5–6) градусов. Существуют две груп

эти

приборы

не

 

 

 

 

 

 

пы методов определения температуры

нашли применения

 

 

 

жидкого металла:

 

в сталеплавильном

 

 

 

косвенный – по различным внеш

производстве.

 

 

 

 

ним признакам;

 

Наиболее

точ

 

 

 

прямой – при помощи измеритель

ным методом изме

 

 

 

ных устройств.

 

рения температуры

 

 

 

К первой группе относятся методы

жидкой стали счи

 

 

 

оценки температуры по виду металла

тают

 

контактный

 

 

 

на ложке, по тому, как чисто металл

метод

измерения

 

 

 

сливается с ложки, по времени, через

термопарами

по

 

 

 

которое металл на ложке покрывается

гружения, при ко

 

 

 

плёнкой, по характеру застывания ме

тором

определяют

 

 

 

талла в пробном стаканчике и др. Ни

истинную темпера

 

 

 

один из этих методов не может обеспе

туру

металла. Ис

 

 

 

чить требуемой точности определения

следования

пока

 

 

 

температуры металла.

зали, что с указан

 

 

 

Методы прямого измерения могут

ной точностью мо

 

 

 

быть основаны на определении интен

жет быть измерена

 

 

 

сивности излучения или на непосред

только температура

 

 

 

ственном замере температуры металла

металла в

данной

 

 

 

термопарами погружения.

точке. При опреде

 

 

 

Для определения температуры метал

лении средней тем

 

 

28

Манипулятор измерения температуры чугуна

ла по интенсивности излучения сущест

пературы металла

 

 

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 4/2010

 

 

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / М Е Т А Л Л У Р Г И Я

Подсистема управления и индикации

 

Существующая АСУ ТП

 

 

 

PROFIBUS DP

Программируемый логический контроллер

 

!

 

!

 

 

 

 

RS 232

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подсистема управления

 

Подсистема аварийного

 

Подсистема

 

Подсистема определения

 

Подсистема

приводами механизмов

 

отключения

 

позиционирования

 

состояния механизмов

 

измерения параметров

 

 

 

 

кареток

 

 

 

расплава

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Структурная схема АСУ манипулятора

 

медленно, с весьма малой скоростью.

 

 

 

Перемещать же зонд до уровня металла

 

ем ряда водоохлаждаемых конструк

на разработке таких систем. Нами ус

следует максимально быстро, дабы не

 

ций в зонах рабочих окон и прочих тех

пешно внедрены манипуляторы заме

допустить его преждевременного сго

 

нологических отверстий, а также час

ров параметров расплавов и отбора

рания. Если уровень жидкого металла

 

тыми и длительными открываниями

проб в таких технологических агрега

может существенно меняться по ходу

 

рабочего окна и введениями легирую

тах, как конвертеры, электросталепла

процесса, то система дополняется при

 

щих и шлакообразующих смесей.

вильные печи, различные установки

бором

определения

зеркала металла;

 

Способ доставки термопар погруже

внепечной обработки стали, сталь и

в противном случае скорости можно

 

ния может быть ручным или механизи

промковши.

переключать, определяя положение

 

рованным. Ручной способ погружения

Описываемые в статье системы изме

каретки на направляющей. Для реше

 

имеет существенные недостатки:

рения температуры, окислённости и от

ния этой задачи хорошо зарекомендо

 

дополнительная погрешность изме

бора проб расплавов стали успешно за

вали себя энкодеры.

 

 

рения средней температуры ванны,

пущены на шахтных электросталепла

Учитывая наличие прочих механиз

 

вызванная значительным перепадом

вильных агрегатах Череповецкого ме

мов по приведению манипулятора в ра

 

температур по глубине и изменением

таллургического комбината (ЧерМК)

бочее

положение,

вырисовывается

 

точки погружения спая термопары

ОАО «Северсталь». Конструктивно сис

структура системы

управления для

 

от замера к замеру (данная погреш

тема измерения представляет собой ма

таких агрегатов, показанная на рис. 1.

 

ность может в 2–3 раза превышать

нипулятор с двумя каретками доставки

В принципе, она ничем не отличается

 

вероятную погрешность вторичного

жезлов (измерительного и отборочного).

от любой традиционной системы тако

 

прибора);

 

го рода, за исключением выделения за

 

необходимость отключения стале

АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ

дач по позиционированию кареток в

 

плавильного агрегата на время изме

УПРАВЛЕНИЯ

отдельную подсистему, способную осу

 

рения (15–20 с) по условиям техники

МАНИПУЛЯТОРОМ

ществлять автоматический возврат ка

 

безопасности;

Ввиду конструктивных особеннос

ретки в исходное положение вне зави

 

невозможность включения термопа

тей измерительных датчиков конструк

симости от состояния основной систе

 

ры в непрерывно работающую систе

ция промышленного манипулятора

мы управления.

 

 

му автоматического регулирования.

предусматривает наличие жезла и ме

 

 

 

 

Более предпочтителен механизиро

ханизма его доставки до точки измере

Основные подсистемы

 

ванный способ погружения, дающий

ния. Как правило, механизм достав

и управляющий контроллер

 

хорошую воспроизводимость показа

ки – это каретка, перемещающаяся по

Подсистема управления и индикации

 

ний.

направляющим. Неотъемлемой частью

представляет собой конгломерат тек

 

Центр создания автоматизирован

привода каретки является подсистема

стовой панели оператора и пультов уп

 

ных систем (ЦСАС) Управления меха

управления скоростью, наличие кото

равления с кнопками, переключателя

 

низации и автоматизации (УМА) ЗАО

рой обусловлено необходимостью по

ми и сигнальными лампами предпуско

29

«Фирма «СТОИК» специализируется

гружать измерительный зонд в расплав

вой сигнализации. Всё перечисленное

СТА 4/2010

© СТА-ПРЕСС

www.cta.ru

 

 

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / М Е Т А Л Л У Р Г И Я

 

 

оборудование – от компании Siemens.

рость их передвижения и предоставля

 

 

Особо хочется упомянуть оператор

ет необходимую информацию для ди

 

 

скую панель OP 77A. Она оптимизиро

агностики работы оборудования. Надо

 

 

вана для применения в относительно

отметить, что манипулятор снабжён

 

 

небольших АСУ: 8 программируемых

двумя механизмами передвижения ка

 

 

клавиш, 4 программируемых светодио

реток (для измерительного и для отбо

 

 

да,

поддержка сигнальных

процедур

рочного жезлов). Задача позициониро

 

 

Alarm S, математические

функции,

вания кареток сводится к тому, чтобы,

 

 

планировщик задач, работа с рецепта

во первых, определить уровень металла

 

 

ми,

администрирование пользовате

в ванне электросталеплавильного агре

 

 

лей – и это лишь часть её функциональ

гата, а во вторых, погрузить жезлы на

 

 

ных

возможностей,

позволяющих

заданную глубину.

 

 

создать весьма удобный пользовательс

Основу подсистемы определения сос

 

 

кий интерфейс. Панель ОР 77А решает

тояния механизмов составляют индук

 

 

задачи по изменению настроек работы

тивные датчики ВБИ («Сенсор») в ко

 

 

автоматического режима, отображению

личестве 5 штук. В принципе, это не

 

 

диагностической и сервисной инфор

плохие датчики, если соблюдать усло

 

 

мации. Есть возможность с помощью

вия их эксплуатации. В частности, в

 

 

этой панели адаптировать работу мани

металлургии

боNльшая часть полевого

 

 

пулятора в аварийных режимах.

 

 

оборудования находится длительное

 

 

Подсистема

управления

приводами

время или эпизодически под влиянием

 

 

механизмов представлена низковольт

высоких температур, а так как корпус

 

 

ными коммутационными и защитны

датчиков ВБИ выполнен из пластмас

 

 

ми аппаратами SIRIUS. Высокое каче

сы, то практически всегда не лишним

 

 

ство и широкая гамма изделий этой се

будет защитить их от нагрева.

 

 

рии продукции Siemens стали осново

Основой АСУ является программиру

 

 

полагающими факторами при их выбо

емый логический контроллер. На него

 

 

ре для управления приводами.

 

 

возлагается решение следующих задач:

 

 

Подсистема

аварийного отключения

управление приводами механизмов

 

 

работает вне зависимости от работы

манипулятора в автоматическом ре

 

 

остальных подсистем и обеспечивает

жиме;

 

 

 

надёжную остановку и блокировку уп

сбор, обработка и архивация данных

 

 

равления приводами в аварийных си

от подсистемы измерения парамет

 

 

туациях на аппаратном уровне. Под

ров расплава;

 

 

система активизируется нажатием од

диагностика работы оборудования.

 

 

ной из кнопок аварийного отключе

Для решения этих задач был выбран

 

 

ния.

 

 

 

 

 

 

контроллер из серии SIMATIC S7 300

 

 

Подсистему

позиционирования

каре

(Siemens) в

комплектации, представ

 

 

ток представляют пристраиваемые оп

ленной в табл. 1. Расположение вы

 

 

тоэлектронные инкрементальные дат

бранного контроллера в шкафу управле

 

 

чики SIMODRIVE sensor (Siemens) в

ния (шкаф фирмы Rittal, серия AE, сте

 

 

комбинации с модулями быстрого счё

пень защиты IP56) показано на рис. 2.

 

 

та FM350 1 и коммутационной аппара

Выбор в пользу именно этого конт

 

 

турой. Подсистема с необходимой точ

роллера сделан по целому ряду причин.

 

 

ностью останавливает механизмы пе

Во первых, управление подобного рода

 

 

редвижения кареток,

измеряет

ско

манипуляторами хоть и кажется на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

 

Состав контроллера АСУ манипулятора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЛОТ

НАИМЕНОВАНИЕ БЛОКА/

 

 

АРТИКУЛ

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

 

 

МОДУЛЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Блок питания нагрузки PS 307

 

6ES7307 1EA00 0AA0

 

220/24 В, 5 А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 нс (бинарная инструкция),

 

 

2

Процессорный модуль CPU 315 2DP

6ES7315 2AG10 0AB0

 

3 мкс (операция с плавающей

 

 

 

точкой); 128 кбайт RAM; MPI,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PROFIBUS DP

 

 

4

Модуль быстрого счёта FM350 1

 

6ES7350 1AH03 0AE0

 

1 канал до 500 кГц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Модуль быстрого счёта FM350 1

 

6ES7350 1AH03 0AE0

 

1 канал до 500 кГц

 

 

6

Модуль цифрового ввода SM321

 

6ES7321 1BL00 0AA0

 

32 дискретных входа, питание

 

 

 

 

24 В пост. тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Модуль цифрового вывода SM322

 

6ES7322 1BL00 0AA0

 

32 дискретных выхода, питание

 

 

 

 

24 В пост. тока (0,5 А)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

8

Коммуникационный модуль СР341

 

6ES7341 1AH01 0AE0

 

RS 232 (ASCII)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Контроллер SIMATIC S7(300

в шкафу управления

первый взгляд задачей весьма триви альной, но на практике усложняется за счёт большого количества возмож ных аварийных ситуаций, в которых АСУ должна отработать максимально быстро и без потерь для производства. Контроллер серии S7 300 способен решить все возможные проблемы, между тем как контроллер серии S7 200 в данном случае проигрывает по производительности и функциональ ным возможностям, а контроллер се рии S7 400 оказывается функциональ но избыточным, и его выбор ведёт к неоправданному удорожанию систе мы. Во вторых, утилита S7 PDIAG, применяемая при работе с контролле рами серии S7 300, существенно упро щает и систематизирует процедуру ре шения задач по диагностике. В треть их, было учтено пожелание заказчика использовать при проектировании то оборудование, в отношении которого уже есть опыт эксплуатации на предп риятии. Контроллеры SIMATIC S7 300 хорошо себя зарекомендовали при эксплуатации в тяжёлых условиях ме таллургического производства, в пер вую очередь, как надёжные и удобные в обслуживании контроллеры. К ним применимо большое количество язы ков программирования, что сущест венно облегчает процесс создания программного обеспечения и, в конеч ном счёте, создаёт условия для расши рения функциональных возможностей АСУ в целом. Также для них создан большой объём сервисного програм много обеспечения, которое, безуслов но, упрощает работу с этими контрол лерами. Надо особо отметить, что для контроллеров именно данной серии существует ряд специализированных для определённых задач модулей, кото рых в арсенале других производителей обнаружить не удалось.

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 4/2010

 

 

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / М Е Т А Л Л У Р Г И Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура, °С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1750

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выделение

 

площадки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1250

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

Начальное значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рост температуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0750

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число измерительных тактов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0250

 

 

 

 

 

 

A

 

B

C

 

 

 

 

Уровень ванны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–3 –2

 

 

–1

00 01 02

 

 

03 04

 

05

 

 

06

 

07 08

 

 

09 Время измерения, с

 

 

 

 

Рис. 3. Типичный ход кривой измерения температуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип работы прибора Celox пояс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

няет график на рис. 3, а в табл. 2 приве

 

 

Необходимо упомянуть и о составля

 

температуры в трёх измерительных так

дены комментарии к контрольным точ

 

 

ющих подсистемы измерения параметров

 

тах, что при частоте преобразования

кам на этом графике.

 

 

 

 

расплава. На сегодняшний день бес

 

50 Гц соответствует интервалу 40 мс.

Принцип измерения

активности

 

 

спорным

лидером

в производстве

 

 

Прибор Celox способен определять

кислорода (окислённости) тот же, что

 

 

средств измерения контактным методом

 

уровень металла: фактически он выдаёт

и при измерении температуры. Изме

 

 

является фирма Heraeus Electro Nite.

 

дискретный сигнал при обнаружении

рение выполняется отдельным измери

 

 

Приборы Celox и Digitemp этой фирмы

 

зеркала металла, что соответствует той

тельным каналом с использованием,

 

 

зарекомендовали себя как наиболее точ

 

точке, где скорость изменения темпера

как правило, комбинированных по

 

 

ные и надёжные средства измерения па

 

туры начинает резко увеличиваться.

гружных зондов.

 

 

 

 

раметров жидкого металла. В описывае

 

 

Непосредственно сам процесс изме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мой системе используются

приборы

 

рения температуры расплава начинает

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

 

 

Celox, штатными областями примене

 

ся после того, как измеренное значение

Базовое программное

обеспечение

 

 

ния которых являются измерение тем

 

превысит заданный минимум. Резуль

STEP7 содержит набор

стандартных

 

 

пературы стали и активности кислорода,

 

тат измерения передаётся по RS 232 в

инструментальных средств для систем

 

 

измерение активности кислорода в шла

 

контроллер SIMATIC S7 300. Если ре

автоматизации SIMATIC S7, SIMATIC

 

 

ке, а также расчёты содержания углеро

 

зультат не фиксируется за определён

C7 и SIMATIC WinAC. Оно делает опе

 

 

да или алюминия в стали и цветных ме

 

ный контрольный промежуток време

рации программирования, наладки,

 

 

таллах. Данный прибор может исполь

 

ни, то прибор генерирует событие

диагностики и обслуживания перечис

 

 

зоваться

с различными

первичными

 

«Сбой измерения» и дискретным сиг

ленных систем простыми, удобными и

 

 

преобразователями (термопарами), для

 

налом извещает об этом контроллер.

наглядными. STEP7 содержит набор

 

 

каждого из которых в него загружается

 

При любом исходе программа контрол

функций для выполнения всех фаз раз

 

 

соответствующее программное обеспе

 

лера

должна

извлечь

измерительный

работки проекта:

 

 

 

 

чение. Управляемый микропроцессо

 

жезл из расплава, чтобы не допустить

конфигурирование и настройка ап

 

 

ром прибор обеспечивает анализ термо

 

выхода из строя измерительной линии.

паратуры;

 

 

 

 

эдс, генерируемой термопарой; выделе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние температурной площадки произво

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

дится путём сравнения фактического

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные точки процесса измерения температуры расплава прибором Celox

 

 

изменения термоэдс за заданный про

 

ТОЧКА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОММЕНТАРИИ

 

 

 

 

межуток времени с допустимым значе

 

 

A

Температура увеличивается по мере приближения термопары к поверхности ванны

 

 

 

нием этого изменения при последую

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

Запуск программы обнаружения уровня ванны

 

 

 

 

щем усреднении результатов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

Термопара входит в ванну (начало быстрого подъёма температуры). Изменение скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

роста температуры как критерий пересечения термопарой границы газ–расплав

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принцип работы приборов Celox

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Термопара останавливается на фиксированной глубине. Глубина погружения определяется

 

 

 

После начала процедуры измерения

 

 

D

задержкой времени после обнаружения уровня ванны. Как только задержка времени

 

 

 

прибор

фиксирует

так

называемую

 

 

 

 

 

 

 

 

 

истекает, замыкается реле, активирующее сигнал о начале стадии измерения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Срочная остановка движения термопары. Термопара будет остановлена при достижении

 

 

 

«площадку», то есть вектор измеренных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

этой температуры в случае, если предыдущая попытка определения уровня (см. т. D) была

 

 

 

значений за определённый промежуток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неудачной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

времени. Если диапазон этих значений

 

 

F

 

 

 

Начало измерения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лежит в пределах 3 градусов, то замер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерение закончено. Результат измерения выводится на табло. Начинается передача

 

 

 

считается успешно завершённым и фик

 

 

G

телеграммы данных об измерении по последовательному интерфейсу. Термопара

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выводится из ванны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сируется последнее измеренное значе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Термопара извлечена из ванны (небольшой рост температуры связан с прохождением

 

 

 

ние. Приращение измеряемого сигнала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

термопарой слоя шлака, который в печи имеет большую температуру по сравнению

 

 

 

определяется путём сравнения значений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с металлом)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТА 4/2010

© СТА-ПРЕСС

www.cta.ru

 

 

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / М Е Т А Л Л У Р Г И Я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Разработка программного обеспечения контроллера средствами S7(HiGraph

для графов состояния (рис. 4). Исполь

 

 

 

 

зуя S7 HiGraph, можно программиро

 

 

 

 

 

 

установка коммуникационных сое

большой инерционности. Также нали

вать процессы, которыми вы хотите

 

 

динений;

чие различных механизмов, приводя

управлять посредством программируе

 

 

программирование;

щих установку в рабочее состояние,

мого контроллера SIMATIC, быстро и

 

 

тестирование, ввод в эксплуатацию и

усложняет процесс написания и отлад

легко. Процесс разделён на индивиду

 

 

обслуживание;

ки алгоритма взаимодействия. Поэтому

альные графы состояния с ясно опреде

 

 

документирование проекта и архи

лучшим способом программирования

лённой функциональной областью

 

 

вирование данных;

для установок подобного рода являют

действия. Функциональная последова

 

 

диагностика.

ся конечные автоматы, реализуемые с

тельность представлена графически и

 

 

Ввиду того что установка имеет длин

помощью языка S7 HiGraph. Этот язык

может быть задокументирована в гра

 

 

ные направляющие для движения каре

расширяет функциональную область

фической и текстовой форме. S7

32

 

ток, любого рода путевые выключатели

действия STEP7 путём включения гра

HiGraph позволяет писать программу

 

могут работать нестабильно вследствие

фического метода программирования

контроллера не только программисту,

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 4/2010

 

 

 

 

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / М Е Т А Л Л У Р Г И Я

 

 

 

 

но и инженеру технологу или специа

лает возможным построение мощных

ность измерения температуры ±3 граду

 

 

листу в области автоматики.

диагностических систем, в которых лег

са. Относительная погрешность изме

 

 

Разработка диагностических функций

ко обнаруживаются различные неис

рения окислённости составляет 0,5%, а

 

 

осуществлялась с применением утилиты

правности, а возникновение ошибок

точность позиционирования кареток

 

 

SIMATIC S7 PDIAG, которая позволяет

сопровождается выводом определяемых

±20 мм. Время отбора проб корректиру

 

 

повысить коэффициент готовности обо

пользователем текстовых сообщений и

ется измеренным значением температу

 

 

рудования и обеспечивает возможность

значений параметров, вызвавших появ

ры; отбор проб производится на той же

 

 

быстрого поиска, анализа и устранения

ление этих ошибок.

глубине, что и измерения.

 

 

неисправностей. С помощью пакета

 

Подобные системы существенно

 

 

SIMATIC S7 PDIAG можно создавать

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

улучшают условия труда технологичес

 

 

однородные процедуры диагностирова

На сегодняшний день внедрены сис

кого персонала и снижают уровень

 

 

ния контроллеров SIMATIC S7 300/S7

темы измерения температуры и окис

травмоопасности на производстве.

 

 

400/C7, а также формировать диагнос

лённости и отбора проб на двух шахт

Внедрение манипуляторов для авто

 

 

тические процедуры, позволяющие об

ных электросталеплавильных печах, на

матизированного измерения парамет

 

 

наруживать не только внутренние отка

печи ковше и вакууматоре электроста

ров расплавов позволяет сократить вре

 

 

зы контроллера, но и отказы в его внеш

леплавильного цеха, а также на участке

мя выплавки и увеличить количество

 

 

них цепях.

перелива чугуна конвертерного цеха

достоверных измерений, повышая та

 

 

Сочетание пакета SIMATIC S7

ЧерМК ОАО «Северсталь». Внедрённые

ким образом производительность ста

 

 

PDIAG с пакетом конфигурирования

системы весьма надёжны и неприхотли

леплавильных агрегатов.

 

 

панелей оператора SIMATIC ProTool де

вы в эксплуатации и обеспечивают точ

E!mail: sa.chistyakov@hotmail.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Компания Pepperl+Fuchs

С приобретением Walsall Ltd. компания

менного мирового бизнес сообщества, на

 

 

 

приобрела

Pepperl+Fuchs расширила существующую

личие системы менеджмента качества, соот

 

 

 

Walsall Limited

продуктовую линейку подразделения Process

ветствующей требованиям ISO 9001, необ

 

 

 

Компания Pepperl+Fuchs, ведущий миро

Automation (автоматизация технологических

ходимо организации для эффективной ра

 

 

 

вой производитель электронных датчиков и

процессов) и вышла на рынок взрывозащи

боты на международных рынках.

 

 

 

лидер международного рынка в сфере уст

щённых электромеханических изделий.

Сертификация организаций в разных

 

 

 

ройств с видом взрывозащиты «искробезо

ПРОСОФТ

странах мира осуществляется по националь

 

 

 

пасная электрическая цепь», приобрела

ным стандартам, соответствующим стандар

 

 

 

компанию Walsall Ltd., зарегистрированную

отвечает требованиям

там Международной организации по стан

 

 

 

в Великобритании и специализирующуюся

мирового рынка

дартизации серии ISO 9000. Российский на

 

 

 

на разработке, сертификации и производ

Компания ПРОСОФТ успешно прошла

циональный стандарт ГОСТ Р ИСО 9001 2008

 

 

 

стве электромеханического оборудования

сертификацию на соответствие требовани

является аутентичным аналогом последней

 

 

 

для применения во взрывоопасных зонах.

ям международного стандарта систем мене

версии стандарта ISO 9001:2008.

 

 

 

Основной продукцией компании Walsall

джмента качества ISO 9001. Полученный

Компания ПРОСОФТ на протяжении двух

 

 

 

являются корпуса с видом взрывозащиты

сертификат удостоверяет, что система мене

десятилетий сотрудничает с ведущими ми

 

 

 

«e», сертифицированные для компоновки

джмента качества в компании ПРОСОФТ

ровыми производителями оборудования и

 

 

 

широкого ряда электротехнической аппара

применительно к закупке, поставке радио

ПО для АСУ ТП и встраиваемых систем,

 

 

 

туры. Корпуса изготавливаются из различ

электронных компонентов, средств промыш

электронных и электромеханических компо

 

 

 

ных материалов, включая нержавеющую и

ленной автоматизации, оптовой торговле

нентов, предлагая их продукцию на рынке

 

 

 

малоуглеродистую сталь, армированное

компьютерами и периферийными устрой

России и СНГ. Специализация компании на

 

 

 

стекловолокно, алюминий и литой металл.

ствами соответствует требованиям ГОСТ Р

продукции для ответственных отраслей –

 

 

 

Вся продуктовая линейка сертифицирована

ИСО 9001 2008 (ISO 9001:2008). Документ

промышленного производства, энергетики,

 

 

 

для применения в различных сочетаниях,

служит независимым подтверждением ста

медицины, ОПК и других – диктует особен

 

 

 

если требуется более сложное системное

бильности, высокого качества, надёжности

но строгие условия по отношению к качеству

 

 

 

решение. В качестве дополне

и профессионализма в организации работы

работы. Отвечая высоким требованиям по

 

 

 

ния к

компании.

ставщиков, с одной стороны, и заказчиков –

 

 

 

выпускаются

Стандарты по организации систем

с другой, компания ПРОСОФТ зарекомен

 

 

 

тительные

менеджмента качества серии ISO 9000

довала себя как надёжный партнёр обеих

 

 

 

с и г н а л ь н

являются самыми авторитетными

сторон сотрудничества. Сертификат соотве

 

 

 

устройства,

в мире среди универсальных

тствия требованиям ISO 9001:2008 докумен

 

 

 

оборудо

стандартов, оценивающих работу

тально закрепил добрую репутацию компа

 

 

 

в а н и е

организаций. В них изложены требова

нии в российском и международном биз

 

 

 

а в а р и й

компаниям, которые желают дока

нес сообществе. Сертификат соответствия

 

 

 

ного отключения,

потребителю стабильно высокое каче

обязывает организацию и в дальнейшем

 

 

 

а также установочные принадлежности, та

ство производства продукции или предос

поддерживать состояние выполняемых ра

 

 

 

кие как кабельные вводы, резьбовые пере

тавления услуг. Универсальные стандарты

бот в соответствии с требованиями стандар

 

 

 

ходники, вилки с фиксацией и дренажные

ISO 9000 применимы для любой отрасли и

та, что ежегодно будет подтверждаться при

 

34

 

сапуны, которые могут быть использованы

любой компании – от небольшой фирмы до

прохождении инспекционного контроля ор

 

 

во взрывоопасных зонах.

крупного холдинга. С точки зрения совре

гана по сертификации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

© СТА-ПРЕСС

СТА 4/2010