Система управления комплексом для литья алюминиевых сплавов

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