Система автоматизированного управления стационарными миксерами

Нагревательные элементы KANTHAL, установленные в своде миксера 2006 г.

Назначение
Система управления стационарными миксерами (САУ стационарными миксерами) была разработана для автоматизированного управления миксерами № 8—11 литейного производства ОАО «Саяногорский алюминиевый завод». В рамках модернизации завода производилась замена существующих миксеров для подготовки алюминиевых сплавов на модернизированные большей емкости. 

Заказчик
ООО "Инженерно-технический центр"

Объект автоматизации
Стационарные миксеры №№ 8-11

    Модернизации подверглись миксеры № 8—11. Каждый из модернизируемых миксеров оборудован 24 трубчатыми нагревателями фирмы KANTHAL мощностью 37,5 кВт каждый, монтируемыми в своде (рис. 59). Нагреватели сгруппированы в четыре зоны нагрева по шесть нагревателей в каждой зоне, общей мощностью 900 кВт. Емкость миксера составляет 80 т жидкого металла, для обработки миксера предусмотрены две форкамеры с заслонками, оборудованными электроприводом. Миксеры предназначены для подготовки к разливке сплавов группы 6ХХХ, а также чистого алюминия.

   Для использования всех технологических преимуществ новой конструкции была разработана и внедрена новая система управления. Данная система позволяет стабилизировать температуру металла в миксере с точностью ±5 °С в соответствии с уставкой, заданной в диапазоне температур 680—750 °С; автоматически разогревать пространство миксера в соответствии с графиком сушки и обжига футеровки в диапазоне температур 0—1000 °С, контролировать состояние нагревателей и предоставлять другие возможности.


труктурная схема АСУТП миксера Структурная схема САУ стационарными миксерами
Рис.1 Структурная схема АСУТП миксера Рис.2. Структурная схема САУ стационарными миксерами

СОСТАВ СИСТЕМЫ

Для управления каждым из четырех миксеров применяются четыре идентичные автономные системы управления (рис. 1), объединенные в общую САУ миксеров (рис. 2). САУ стационарными миксерами выполнена на базе программно-аппаратных средств Rockwell Automation.

В состав САУ входят:

Шкаф управления миксером (ШУ) является центральным компонентом системы, реализует логику управления. ШУ построен на базе контроллера FlexLogix, имеет каналы ввода аналоговых и дискретных сигналов и вывода команд управления исполнительными механизмами. ШУ содержит также необходимое силовое оборудование для подачи питания на электроприводы заслонок форкамер, МГД-перемешивателя и его охлаждения.

Пульт управления миксером (ПУ) предназначен для оперативного контроля за состоянием миксера и управления агрегатами миксера. ПУ содержит в своем составе панель визуализации PanelView Plus 700, модули ввода-вывода FlexI/O, кнопки управления с подсветкой и аппаратуру светозвуковой сигнализации.

Шкафы тиристорных регуляторов (ШТР 1, 3, ШТР 2, 4) поставляются фирмой-производителем нагревателей KANTHAL. Два шкафа предназначены для плавного регулирования тока нагревателей миксера по управляющему сигналу, поступающему от шкафа управления.

Шкафы силовые (ШС 1, 3, ШС 2, 4) предназначены для подачи питающего напряжения на ШРТ, дистанционного включения и отключения питания, первичного контроля тока фаз и напряжения питающей сети. Для подачи питания на один миксер используются два идентичных ШС: один для питания зон нагрева 1, 3, второй — для зон 2, 4.

Шкаф контроля нагревателей (ШКН) предназначен для измерения сигналов тока фаз нагревателей с помощью трансформаторов тока и передачи их в ШУ для отображения, диагностики и регистрации. ШКН1 контролирует ток фаз зон 1 и 3, ШКН2 — зоны 2 и 4. С помощью шкафа концентратора САУ отдельных миксеров объединяются в общую систему, находящуюся под контролем общего АРМ мастера.

Шкаф концентратора технологической сети (ШК) обеспечивает обмен данными между отдельными АСУТП миксеров, верхним уровнем АСУТП миксеров, АСУТП литейных машин и информационно-технологической системой завода. В шкафу установлен мост ControlLogix Gateway, имеющий сетевые интерфейсы ControlNet — для связи с системами управления отдельными миксерами, и Ethernet — для подключения к концентратору заводской сети.

АРМ мастера обеспечивает:

  • отображение состояния миксеров и систем управления;
  • ведение базы данных по технологическим параметрам, в т. ч. по потреблению электроэнергии;
  • ведение базы данных по аварийным и нештатным ситуациям;
  • задание технологических уставок;
  • задание графика сушки и обжига футеровки миксеров.

САУ предназначена для функционирования в круглосуточном непрерывном режиме с периодическими остановками для проведения обслуживания.

ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ

  • контроль температуры металла и сводов миксера;
  • поддержание температуры металла в миксере;
  • автоматический разогрев миксера по заданному графику при сушке и обжиге футеровки;
  • управление работой и охлаждением МГД-перемешивателя;
  • управление приводами заслонок форкамер;
  • отображение информации о выполнении технологического процесса на экране пульта управления в графике;
  • измерение потребляемого тока и диагностика состояния нагревателей;
  • обработка предупредительных и аварийных сообщений и их визуализация;
  • генерация аварийно-предупредительной световой и звуковой сигнализации;
  • учёт потребления электроэнергии, формирование базы данных по расходу электроэнергии.

САУ стационарными миксерами реализована в рамках проекта модернизации литейного производства Саяногорского алюминиевого завода.