Система управления комплексом для литья алюминиевых сплавов

Назначение
Система управления технологическим процессом литейного комплекса предназначена для автоматического управления технологическим процессом получения алюминиевых сплавов определенных марок и изготовления крупногабаритных слитков на выходе.

Заказчик
ОАО «СибВАМИ»     

Объект автоматизации
Объектами управления системы являются плавильно-раздаточная печь и лотковое устройство литейного комплекса.

Состав АСУ ТП

Систему управления литейным комплексом функционально можно разделить на две подсистемы:

  1. Подсистема управления плавильно-раздаточной печью – осуществляет автоматическое управление процессом плавления металла в газовой печи, управляя как основным, так и вспомогательным оборудованием печи; 
  2. Подсистема управления лотками – управляет температурным режимом, процессами выливки металла из печи, автоматически поддерживая уровень металла в лотке на заданном значении, а также управляет процессами подачи легирующих присадок в расплав. 

Кроме того, в структуре системы можно выделить следующие составные части: нижний уровень, который включает в себя подсистемы управления технологическими участками, верхний уровень и технологическая сеть.

Подсистема управления плавильно-раздаточной печью

В состав подсистемы входят следующие устройства:

  • Шкаф управления плавильно-раздаточной печью (ШУ11) – шкаф предназначен для управления основным технологическим процессом печи: процессом формирования температуры расплава по заданному закону. 
  • Шкаф управления вспомогательными агрегатами плавильно-раздаточнойвой печи (ШУ12) – реализует алгоритмы управления, технологические защиты и блокировки для вспомогательных агрегатов печи. 
  • Выносной пульт управления плавильно-раздаточной печью (ВПУ11) – устанавливается на рабочем месте плавильщика и обеспечивает выполнение таких функций, как визуальный контроль хода основного технологического процесса печи в виде мнемосхемы, ввод уставок для основных технологических параметров, ручное управление регулирующими задвижками, визуальный контроль работы вспомогательных механизмов в виде мнемосхем, ввод уставок для вспомогательных агрегатов, ручное управление вспомогательными агрегатами, гарантированное оповещение плавильщика в случае достижения каким-либо параметром критического значения или при срабатывании защиты. Располагается в непосредственной близости от печи. 
  • Местные пульты управления (МПУ) – представляют собой кнопочные пульты управления отдельными технологическими узлами и исполнительными механизмами, предназначены для включения и выключения оборудования при пуско-наладке и ремонте. 

Подсистема управления лотковым устройством

На подсистему управления лотковым устройством возлагается задача поддержания уровня металла в лотках, в желобе и в кристаллизаторе литейной машины с точностью до ±5 мм путем управления гидроприводом механизма поворота печи. В состав подсистемы управления лотковым устройством входят следующие устройства:

  • Шкаф управления лотковым устройством (ШУ21) – предназначен для управления процессами выливки и подачи легирующих присадок, выполняет следующие функции: автоматически регулирует уровень металла в лотке, управляя гидроприводом подъема и опускания печи, автоматически регулирует подачу газа на рафинирование, автоматически регулирует подачу легирующего прутка. 
  • Выносной пульт управления лотковым устройством (ВПУ21) – устанавливается на рабочем месте оператора лоткового устройства, обеспечивает выполнение следующих функций: визуальный контроль хода основного технологического процесса легирования в виде мнемосхемы, ввод уставок для основных технологических параметров, ручное управление регулирующими задвижками, форсунками и приводом устройства подачи легирующего прутка, гарантированное оповещение оператора в случае достижения каким- либо параметром критического значения или при срабатывании защиты. Пульт ВПУ21 располагается в непосредственной близости от лоткового устройства. 

Нижний уровень

Все подсистемы управления включают местные пульты управления приводами исполнительных механизмов, которые устанавливаются в непосредственной близости от приводов. В качестве управляющих устройств применены промышленные контроллеры MicroPC фирм Octagon Systems и Fastwel. Программы шкафов управления предполагается разработать при помощи инструментального пакета UltraLogik.

Верхний уровень

Верхний уровень состоит из двух автоматизированных рабочих мест оператора (АРМ), сервера приложений и баз данных (СПД), сетевого оборудования и программного обеспечения верхнего уровня. Программное обеспечение верхнего уровня предполагается разработать на основе SCADA-пакета Genesis32.

Технологическая сеть

Технологическая сеть предназначена для объединения верхнего и нижнего уровня в единую систему. Технологическая сеть построена на основе интерфейса RS-485 и построена по шинной топологии. Сетевое оборудование технологической сети обеспечивает гальваническую развязку и защиту от выбросов напряжения. Применено сетевое оборудование фирмы Advantech.

Структурная схема системы автоматизации.

Функции системы управления

  • диспетчерский контроль над состоянием и дистанционного управления литейным комплексом; 
  • автоматический контроль состояния агрегатов литейного комплекса и их технологических параметров; 
  • обеспечение адекватной реакции при появлении нештатной ситуации или выходе параметров за установленные пределы; 
  • формирование аварийной и предупредительной сигнализации по состоянию оборудования и технологических параметров; 
  • местное и дистанционное управление агрегатами литейного комплекса; 
  • возможность создания единого диспетчерского пульта и единой базы данных при тиражировании системы на другие литейные комплексы;
  • формирование в реальном масштабе времени и накопления данных о состоянии оборудования, а также данных о потреблении ресурсов и выдаче слитков; 
  • формирование отчетных и статистических документов по заданным формам. 

Состав поставки АСУ ТП

№ п/п Наименование Количество Единица измерения
1 Техническое Задание на создание АСУ ТП 2 экз.
2 Проектная документация на техническое обеспечение 2 экз.
3 Проектная документация на информационное обеспечение 2 экз.
4 Проектная документация на математическое обеспечение 2 экз.
5 Проектная документация на программное обеспечение 2 экз.

Перечень работ

  • Разработка проектной документации