Анализ систем автоматизации технологических процессов на ПАО "ЕМЗ"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Практика по эксплуатации средств автоматизации

1.1 Общие данные о предприятии. Обзор выпускаемой продукции. Структура предприятия

1.2 Структура, основные задачи метрологической службы

1.3 Организация и оборудование метрологической лаборатории

1.4 Порядок поверки, калибровки и аттестации приборов и систем автоматики

1.5 Основные задачи и функции эксплуатационной службы

1.6 Эксплуатационно-техническое обслуживание, внешний и внутренний осмотр

1.7 Эксплуатационный персонал

1.8 Эксплуатация приборов для измерения давления

1.9 Эксплуатация и правила обслуживания манометрических, термоэлектрических термометров

1.10 Эксплуатация и правила обслуживания милливольтметров, логометров

1.11 Эксплуатация и правила обслуживания автоматических потенциометров и мостов

1.12 Эксплуатация расходомерных систем

2. Практика по моделированию несложных модулей САУ

2.1 Знакомство с технологией производства участка практики, основным оборудованием, обоснованием необходимости автоматического контроля и автоматизации, перечнем контролируемых и регулируемых параметров

2.2 Изучение систем автоматизации технологического процесса

2.3 Составление характеристики технических средств по каждому контролируемому и регулируемому параметру

2.4 Изучение организации эксплуатации систем автоматизации технологического процесса

2.5 Выполнение работ по эксплуатации САУ с учетом специфики технологического процесса

2.6 Контроль и анализ функционирования параметров систем в процессе эксплуатации

2.7 Снятие и анализ показаний приборов

3. Практика по расчету надежности САУ

3.1 Работа практикантов в составе бригад в соответствии с получаемой профессией

3.2 Знакомство с работой участников монтажно-сборочных и пусконаладочных работ

3.3 Осуществление контроля параметров качества систем автоматизации

3.4 Проведение анализа характеристик надежности систем автоматизации

3.5 Рассмотрение отказов приборов по участку прохождения практики за отчетный период времени

3.6 Обеспечение соответствия состояния средств и систем автоматизации требованиям надежности

4. Выполнение типовых видов работ по специальности слесарь КИП

4.1 Обучение профессиональным навыкам слесаря по контрольно- измерительным приборам и автоматике 2, 3 разрядов. Самостоятельное выполнение работ слесаря по контрольно- измерительным приборам и автоматике 2, 3 разрядов

4.2 Определение причин и устранение неисправностей простых приборов. Монтаж простых схем соединений

4.3 Навивка пружин из проволоки в холодном состоянии, защитная смазка деталей. Ремонт приборов средней сложности под руководством слесаря более высокой квалификации

4.4 Наладка, регулировка и сдача в эксплуатацию сложных систем приборов и систем управления оборудованием на базе микропроцессорной техники с выполнением восстановительных ремонтных работ элементов этих систем, программирующих контроллеров, микро- и мини-ЭВМ и другого оборудования и средств электронно-вычислительной техники с обеспечением вывода их на заданные параметры работы

4.5 Диагностирование управляющих систем оборудования с помощью специальных тестовых программ

Литература

1. Практика по эксплуатации средств автоматизации

1.1 Общие данные о предприятии. Обзор выпускаемой продукции. Структура предприятия. Общая схема технологического процесса

Общие данные о предприятии

Публичное акционерное общество «Енакиевский металлургический завод» (ПАО «ЕМЗ») - металлургическое предприятие полного цикла. Предприятие является одним из ведущих мировых производителей квадратной заготовки. В структуру предприятия входит также Макеевский филиал ПАО «ЕМЗ» -обособленное структурное подразделение по производству сортового и фасонного проката ,расположенное в г.Макеевка Донецкой области.

Енакиевский металлургический завод (ЕМЗ) - градообразующее предприятие 140-тысячного города Енакиево (Донецкая область) и более чем столетним опытом работы. Завод расположен вблизи ж/д станции «Енакиево», в 60-ти км от г. Донецка.

Проектные мощности завода позволяют производить в год: 2,065 млн. тонн чугуна; 2,8 млн. тонн стали 460,5 тыс. тонн проката в год.

Основные виды продукции, выпускаемой на ЕМЗ:передельный чугун жидкий и в чушках,сталь в слитках,непрерывнолитая заготовка квадратного сечения, сортовой и фасонный прокат.

Обзор выпускаемой продукции

Основными видами продукции ЕМЗ являются чугун товарный, непрерывнолитая заготовка, прокат для армирования железобетонных конструкций в прутках, фасонные профили.

Заготовка непрерывнолитая квадратная

Производство непрерывнолитой заготовки включает в себя выплавку стали в конвертере, ее обработку на установках «ковш-печь» и разливку стали на машинах непрерывного литья заготовки.

Непрерывнолитая заготовка производится сечением 100х100, 120х120, 125х125,130х130, 140х140,150х150 мм из стали марки GR40, GR60,SAE 1008, SAE 1010 и поставляется мерными длинами 6000, 9000-12000 мм.

Сортовой и фасонный прокат. Сортовой и фасонный прокат,выпускаемый заводом, занимает устойчивую позицию как на внутреннем, так и на внешнем рынке металлопродукции. Ассортимент крупно-, средне- и мелкосортного проката включает круглый и арматурный прокат, уголки, балки, швеллеры различных типов размеров, а также специальные профили для строительства и судостроения, транспортного и общего машиностроения, горнодобывающей промышленности.

Прокат арматурный

Мелкосортный стан «280» специализируется на производстве периодических профилей №№ 10, 12, 14 мм для армирования железобетонных конструкций. Поставляется потребителю арматура в прутках длиной 6-12 м. Арматурный прокат производится горячекатаным и термоупрочненным классов А400С, А500С.

Уголки стальные равнополочные и неравнополочные

Уголки равнополочные №4 (толщина полки 4-5 мм) и №5 (толщина полки 4-6 мм), неравнополочные №6,3/4 (толщина полки 5-8 мм) производятся на стане «360». Длина порезки 4-7,5 м.

Уголки равнополочные №9 (толщина полки 7-9 мм) и №10 (толщина полки 7-12 мм) производятся на стане «550». Длина порезки 4-9 м. Продукция производится из стали марок Ст3пс-сп, Ст5пс-сп, 09Г2 и др.

Полособульбовые профили для судостроения Стан «550» производит несимметричные и симметричные полособульбовые профили для судостроения (№№ 10, 12, 14а, 14б, 16а, 16б, 18а, 18б, 1235, 1446, 1455, 1646). Длина порезки профилей составляет 4-9 м. Изготавливаются в основном из стали категорий А, А32, Д32, Д40.

Швеллеры и двутавры стальные ЕМЗ производит на стане «550» швеллеры П-образного сечения (№10П, №12П) с параллельными гранями полок, швеллеры с отогнутой полкой (СП-10, СП-12) для вагонеток. Длина порезки составляет 4-9 м. Производятся из стали марок Ст3пс-сп, Ст5пс-сп и др. Кроме того, стан «550» производит двутавры №№ 10, 12, которые применяются в крупнопанельном, промышленном и гражданском строительстве для перекрытий, колонных металлоконструкций, мостовых сооружений, опор и подвесных путей.

Профили для направляющих лифтов ПАО «ЕМЗ» одно из немногих металлургических предприятий производит уникальный продукт - профили №3 и № 3а для направляющих лифтов из стали марок 20, 30 ГОСТ 1050-88.

Структура предприятия

ПАО «ЕМЗ»-предприятие с полным металлургическим циклом,объединяющее следующие производство:

Основные цеха:

- Аглодоменное производство включает в себя:

- агломерационный цех (аглофабрика)

- доменный цех с участком

- разливочных машин

- управление по переработке и подготовке металлургических шлаков и металлического лома.

Сталеплавильное производство:

- конвертерный цех

- известково-огнеупорный цех.

Прокатное производство представлено цехом производства проката .

В состав предприятия входят два транспортных подразделения:

- управление железнодорожного транспорта

- автотранспортный цех

Обеспечение цехов основного производства энергоносителями выполняют:

цехи управления энергетики: кислородный, ТЭЦ-ПВС, газовый, цех сетей и подстанций .

Обеспечение технического обслуживания и выполнения ремонтов оборудования возложено на управление по техническому обслуживанию и ремонтам, которое включает в себя цех ремонта технологического оборудования, три цеха ремонта металлургического оборудования, цех ремонта металлургических печей, механический цех.

1.2 Структура, основные задачи метрологической службы

1.Служба метрологии и автоматизации явл-ся самостоятельным подразделением предприятия по метрологическому обеспечению, эксплуатации систем,приборов и средств автоматизации;

2.Структура службы метрологии и автоматики (СМиА), ее состав, численность выбираются в зависимости от категории предприятия, уровня автоматизации, объема работ,количества и состояния оборудования, перспективы развития предприятия;

3.На мелких предприятиях допускается создание группы метрологического обеспечения, технического обслуживания и ремонта в составе службы главного энергетика;

4.Пример структуры и штата службы метрологии и автоматики, объединенные при кол-ве приборов от 2 до 4000 единиц.

Структура предприятия:

1.Начальник лаборатории или главный метролог;

2.Подразделение ремонта и поверки электрических средств измерения:

а)старший инженер- руководитель;

б)мастер;

в)слесарь- ремонтник;

г)слесарь-поверитель;

3.Подразделение ремонта и поверки, измерение точной механики, пневматики и т.д:

а)мастер;

б)слесарь- ремонтник(3-6 чел);

в)слесарь-поверитель (1 чел);

4.Подразделение техобслуживания:

а)мастер-руководитель группы;

б)слесарь-дежурный(5-7 чел);

5.Основные задачи службы метрологии и автоматики могут быть сведены на 3 основных группы:

а)обслуживание систем приборов и средств автоматизации;

б)метрологическое обеспечение;

в)развитие автоматизации и совершенствование метрологического обеспечения.

1.3 Организация и оборудование метрологической лаборатории

1.Лаборатории должны размещаться в отдельных зданиях или в изолированных помещениях. Основные требования к помещениям лаборатории:

а)отсутствие вибрации, электрических сотрясений и радиопомех;

б)освещенность рабочих мест не ниже 150 люкс с лампами накаливания и не менее 300 люк с люминесцентными;

в)тем-ра в помещении д.б. 20+-5 0С и относительная влажность 50-80%; питание переменным напряжением 220+-2В, барометрическое давление 750+-30 мм.рт.ст;

г)в лаборатории д.б. Складские помещения для хранения резервных приборов запасных частей;

2.При проведении поверки допускаются лица, прошедшие специальное обучение и сдавшие экзамены в учебных заведениях гос-ых метрологических служб или в комиссии на предприятии с участием представителей гос-ой метрологической службы;

3.В лаборатории д.б. Полный комплекс образцовых средств измерений по всем видам измерений, поверенных в органах гос-ой метрологической службы;

4.В лаборатории д.б. Полный комплект нормативно- технической документации, методы и средства поверки, технические условия, ГОСТы и техническая документация на средства измерения;

5.Д.б. запасные части для производства, ремонта средств измерения; 6.Д.б. резерв приборов для замены поверяемых, образцовых и рабочих средств измерений;

7.Необходимо постоянно вести учет поступающих и отремонтированных приборов, учет протоколов поверки, выданных свидетельств и извещений о непригодности.

1.4 Порядок поверки, калибровки и аттестации приборов и систем автоматики

1.Средства измерений подвергают следующим видам поверок:

а)первичная поверка - поверка при выпуске средств измерений(СИ) из производства;

б)периодическая поверка - поверка при эксплуатации и хранении через интервал по графику, согласованному с гос-ой метрологической службой;

в)внеочередная поверка - поверка, производимая при повреждении поверительного клейма, пломбы, утери свидетельства о поверки, после длительного хранения, ремонта и настройки прибора;

г)инспекционная - поверка, проводимая органами метрологического надзора.

2.Поверка средств измерения - совокупность операций, выполняемых органами гос-ой метрологической службы с целью определения и подтверждения соответствия СИ в соответствии с установленными техническими требованиями;

3.Калибровка средств измерений - совокупность операций, выполняемых калибровщиком СИ, не подлежащих гос-ому метрологическому контролю и надзору с целью установления действительного значения измеряемого параметра;

4.Обязательной гос-ой поверке подлежат СИ, контролируемые гос-ым метрологическим надзором и контроле, остальные СИ подлежат калибровке

5.Поверка и калибровка СИ производится в соответствии с требованиями нормативных документов:

методы и средства поверки,утвержденные поверочные схемы, инструкции и методики поверки;

6.Поверочная деятельность осуществляется метрологическими службами юридических лиц, аккредитованных в органах гос-ой метрологической службы;

7.Результатом поверки явл-ся подтверждение пригодности СИ к применению или признание СИ непригодным;

8.Если СИ пригодно, то на него или техническую документацию наносится поверительное клеймо или выдается свидетельство поверки;

9.Если СИ непригодно, то гасится поверительное клеймо, аннулируется свидетельство о поверке, выписывается извещение о непригодности или делается запись в технической документации;

10.На каждое СИ д.б. составлена техническая документация: паспорт, формуляр и протоколы поверки.

1.5 Основные задачи и функции эксплуатационной службы

1.Обеспечение технического обслуживания, снятие установки текущего и капитального ремонта, поверки, монтажа и наладки ;

2.Составление графиков технических работ, заявок на приборы, оборудование, запасные части, материалы и документацию;

3.Контроль за эксплуатацией и использование СИ и автоматики на предприятии и их состояние;

4.Проведение технических работ силами эксплуатационной службы предприятия;

5.Контроль за качеством монтажных и наладочных работ, их соответствие технической документации, участие в испытаниях и приемка в эксплуатацию;

6.Проведение монтажных и наладочных работ при внедрении новых систем и средств автоматизации персоналом и эксплуатационной службой предприятия;

7.Участие в рассмотрении причин аварии или отказов СИ и автоматики и разработка мероприятий по их устранению;

8.Организация и обучение производственного персонала предприятия правилам технической эксплуатации систем СИ и автоматизации.

1.6 Эксплуатационно-техническое обслуживание, внешний и внутренний осмотр

1.Технические работы, проводимые службой метрологии и автоматики подразделяются на внеплановые и планово- предупредительные;

2.Внеплановые работы сводятся к замене отказавших СИ и автоматизации;

3.Планово- предупредительные работы включают:

а)технический осмотр;

б)текущий и капитальный ремонт;

в)поверку и калибровку средств измерений;

4.Эксплуатационно- техническое обслуживание производится

на протяжении всего периода работ между двумя плановыми ремонтами и включает в себя:

а)технический надзор, кот. проводится постоянно с целью проверки состояния средств измерения и систем автоматики;

б)профилактические работы проводятся согласно требованиям заводских инструкций;

в)текущее обслуживание представляет собой минимальный объем работ, кот. обеспечивает нормальную эксплуатацию СИ и автоматики до очередного планового ремонта;

5.Структурой ремонтного цикла называется порядок расположения и чередования ремонтных и профилактических работ в ремонтном цикле;

6.Структура ремонтного цикла м.б. записана следующим образом: к-ТО-Т- ТО-к, где к-капитальный ремонт, Т- текущий ремонт, ТО-технический осмотр;

7.Продолжительность ремонтного цикла определяется временем между двумя капитальными ремонтами. Продолжительность межремонтного, можосмотрового периода определяется временем между соседними текущими ремонтами и техническим осмотром.

Частотой проведения текущего ремонта, технического осмотра наз-ся кол-во ремонтов и осмотров проведенных за один ремонтный цикл;

8.Технический осмотр включает следующие виды работ:

а)внешний и внутренний осмотр СИ и автоматики;

б)проверка работоспособности СИ и автоматики: контроль нуля, контрольных точек СИ, выявление и устранение мелких дефектов;

в)проверка и чистка самопишущих устройств: мера диаграммы, промывка и заправка чернилами, промывка и смазка механизмов движения;

г)проверка работы средств автоматизации при несоответствии технологического режима;

д)промывка измерительных камер, замена уплотнений, проверка отборных устройств и соединительных линий;

е)снятие средств измерения и автоматизации для ремонта и своевременного представления их на поверку и калибровку;

ж)ремонт и ТО средств и систем автоматизации, сигнализации, блокировки и защиты;

з)наладка регулирующей и отсечной арматуры совместно с электроприводом;

9.Работы по ТО проводятся персоналом службы метрологии и автоматики совместно со службами механики и энергетики.

1.7 Эксплуатационный персонал

1.Состав и численность персонала службы определяется штатным расписанием и руководством предприятия;

2.Службу возглавляет начальник или главный метролог, который назначается и освобождается приказом генерального директора и непосредственно подчиняется главному инженеру ПО;

3.В штат группы эксплуатации входят дежурные слесари КИПиА и ремонтные слесари. Дежурные обеспечивают круглосуточное обслуживание, а ремонтный персонал планово-предупредительные и наладочные работы

4.При решении оперативных задач, связанных с изменением режима работы производства персонал службы выполняет распоряжение диспетчера;

5.Для выполнения работ, связанных с текущим обслуживанием в

помещениях КИПиА д.б.:

а)оборудованные рабочие места с розетками питания, стеллажами для размещения и хранения, аварийным запасом оборудования и запасных частей приборов;

б)принципиальные схемы управления, контроля и регулировании, инструкции по приборам дежурного оператора по технике безопасности, эксплуатационно- техническая документация;

в) в помещении д.б.: 2х дневный запас диаграммной бумаги, чернил, ГСМ, трехпроцентный запас резервных приборов, сменных деталей, КИП для выполнения мелкого ремонта и настройки;

6.Дежурный слесарь КИПиА пребывает до начала смены, знакомится с записями журнала, принимает приборы и оборудование, инструменты и запасные части;

7.В обязанности дежурного входит выполнение работ, предусмотренных инструкциями или распоряжения лиц, имеющих на это право;

8.Дежурный слесарь КИПиА поддерживает бесперебойную и правильную работу обслуживаемого им парка прибора и средств автоматики;

9.Обо всех неисправностях, отключениях КИП автоматики дежурный

докладывает непосредственному руководителю и делает соответственную запись в журнале;

10.Дежурный должен ежедневно сменять диаграммы, производить записи причин неисправностей;

11.При сдаче смены дежурный обязан:

а)передать журнал приступившему к дежурству;

б)сдать приборы и оборудование чистыми и исправными;

в)передать по смене инструменты, инвентарь и резервное оборудование согласно описи;

г)отметить в журнале не устраненные неисправности.

1.8 Эксплуатация приборов для измерения давления

Электроконтактный манометр, датчики давления

На производстве применяются электроконтактные манометры как старого образца рис. 1 и 2 так и современного типа рис. 3.

Рис. 1 ЭКМ-1У



Рис. 2 ДМ20

Рис. 3 ЭКМ2005

1. Целостность электрических соединений, наличие видимого заземления;

2. Проверка соответствия уставок технологическому режиму;

3. Проверка герметичности кабельных вводов;

4. Чистка контактов от окисления, протяжка контактных соединений и крепежных элементов;

5. Восстановление надписей и маркировок;

6. Проверка правильности показаний и срабатывания контактов.

7. Проверка состояния кабельных трасс, измерение сопротивления изоляции контрольного кабеля.

1.9 Эксплуатация и правила обслуживания манометрических, термоэлектрических термометров

Преобразователь сопротивления типа ТСП, ТСМ:

1.Внешний осмотр - проверка отсутствия механических повреждений, надежности креплений, герметичности кабельных вводов, наличия калибровочного знака;

2.Проверка герметичности монтажа преобразователя, устранение неплотностей;

3.Удаление загрязнений;

4.Проверка сопротивления изоляции, электрического сопротивления преобразователя измеряемой тем-ре;

5.Проверка и подгонка сопротивлений линий связи до 2,5 ОМ;

6.Чистка контактов от окисления, протяжка контактов приборов;

7.Восстановление надписей и маркировок;

8.Проверка состояния кабельных трасс и лотков.

Преобразователи термоэлектрические ТПП, ТХК, ТХА:

1.Проверка соответствия термоЭДС преобразователя измеряемой тем-ре.

1.10 Эксплуатация и правила обслуживания милливольтметров, логометров

1.При переносе приборы следует ориентировать. В случае отсутствия ориентира необходимо закоротить зажимы прибора;

2.Не подвергать приборы воздействию агрессивной среды, они д.б. установлены в местах, защищенных от резких колебаний тем-ры, лучами солнца или излучением нагревательных элементов;

3.Прибор д.б. защищен от ударов и вибраций, шкала д.б. Хорошо освещена;

4.Корректировать установку стрелки на тем-ру свободных концов термометра, производить при включенном приборе и отключенном термометре;

5.Следить за чистотой и плотностью контактов переключателей точек многоканальных приборов;

6.Градуировка приборов должна соответствовать градуировке термометра;

7.Сопротивление термометра, соединительных и компенсационных проводов должно соответствовать значению обозначенному на шкале прибора;

8.Один раз в месяц проверяют исправность прибора путем проверки на контрольной;

9.Не реже одного раза в квартал производить чистку и смазку переключателя точек;

10.Один раз в квартал логометр проверяют с помощью образцового магазина сопротивлений, а милливольтметр потенциометром в соответствии с градуировочными таблицами.

1.11 Эксплуатация и правила обслуживания автоматических потенциометров и мостов

1.Вести постоянное наблюдение за состоянием поверхности прибора;

2.Периодически проверять исправность прибора с помощью кнопки «контроль»;

3.Регулярно заменять диаграммную ленту, промывать и заполнять пишущее устройство чернилами, заменять или восстанавливать фетровые диски с чернилами;

4.Не реже одного раза в месяц проверять рабочий ток измерительной схемы;

5.Не реже двух раз в год необходимо чистить переключатели, производить смену масла или смазки;

6.При износе серебряного контакта реохорда необходимо заменить его;

7.Необходимо не менее одного раза в год производить чистку печатающего многоточечного прибора;

8.Один раз в две недели смазывать приборным маслом печатающую каретку и редуктор привода диаграммной лентой;

9.Один раз в три месяца необходимо проводить смену масла в редукторе синхронного и реверсивного двигателей.

1.12 Эксплуатация расходомерных систем

Дифманометры сильфонные, мембранные, с пневматическим выходным сигналом:

1.Проверка давления воздуха питания (1,4 кгс/см2);

2.Внешний осмотр - проверка отсутствия механических повреждений, наличия клейма поверки, поверка надежности крепления;

3.Осмотр импульсных линий, удаление конденсата или газа из отстойных сосудов;

4.Прочистка дросселя и сопла;

5.Проверка соответствия значения нуля выходного сигнала нулевому значению измеряемого параметра;

6.Опрессовка импульсных линий совместно с разделительными и уравнительными сосудами;

7.Проверка пневмоусилителя;

8.Проверка состояния обогреваемого шкафа и обогрева импульсных линий;

9.Проверка правильности показаний выходного электрического и пневматического сигнала;

10.Проверка суммарной погрешности по каналу измерения.

Преобразователи разности давления электронные типа Сапфир, Метран и т.д.:

1.Внешний осмотр - проверка целостности электрических соединений видимого заземления и маркировки взрывозащиты;

2.Проверка состояния сопряжения, обеспечивающих взрывозащиту;

3.Проверка герметичности кабельных вводов;

4.Чистка контактов от окисления, протяжка контактных и крепежных соединений;

5.Проверка состояний кабельных трасс, измерение сопротивления изоляции контрольных кабелей.

Счетчики расхода:

1.Проверка вращения турбинки;

2.Проверка работоспособности электромеханического счетчика или индикатора расхода;

3.Проверка герметичности соединения с трубопроводом, устранение неисправностей;

4.Проверка напряжения питания, формы и амплитуды выходного сигнала;

5.Проверка правильности показаний счетчика или стрелочного указателя.

Самопишущий или показывающий дифманометр типа ДСС:

1.Замена диаграммы, проверка регистрации на диаграмме, заправка чернилами пишущего устройства;

2.Проверка соответствия значения нуля выходного сигнала нулевому значению измеряемого параметра;

3.Завод часового механизма 1 раз в неделю.

2. Практика по моделированию несложных модулей САУ

2.1 Знакомство с технологией производства участка практики, основным оборудованием, обоснованием необходимости автоматического контроля и автоматизации, перечнем контролируемых и регулируемых параметров

Доменное производство

Доменная плавка -- это сложный комплекс химико-физических процессов, протекающих в условиях высоких температур, комбинированного дутья и повышенного давления газа на колошнике. Главные из них -- тепломассообмен и восстановление. Возникая в результате противотока опускающихся шихтовых материалов и восходящих газовых потоков, они определяют газодинамику доменного процесса, зависящую от скорости их движения и взаимного контакта в различных зонах доменной печи.

Постоянство границ между ними, в том числе между областями косвенного и прямого восстановления, определяет закономерность и стабильность схода шихтовых материалов с возможно полным использованием восстановительной способности газового потока.

Уменьшение объема шихты и перераспределение ее составляющих становятся минимальными, сохраняя заданное при загрузке материалов в печь распределение, нарушающееся только в зоне когезии и плавления с образованием первичных шлаков. От этого зависят газопроницаемость столба шихтовых материалов с минимальным перепадом статического давления газов в шахте и постоянство дутьевого и температурного режимов в печи.

Многочисленные средства технического контроля за ходом доменной плавки, применение различных моделей доменного процесса и экспертных систем, создаваемых для наблюдения за ходом печи и предупреждения возможных отклонений его от установленного режима, не исключают роли человеческого фактора: квалификации специалистов ведущих плавку, их умения правильно и своевременно корректировать ход печи и предупреждать возможные расстройства и аварии. Это главное условие для сохранения стабильного режима печи, основным показателем которого является ровный ход.

2.2 Изучение систем автоматизации технологического процесса

Аппаратные средства и стандартное программное обеспечение

Техническая спецификация и описанные в нижеследующем версии соответствуют испытанной и апробированной фирмой СИМЕНС ФАИ системе, имевшейся в распоряжении в момент подготовки спецификации. Она может быть изменена фирмой СИМЕНС ФАИ по согласованию с заказчиком в связи с техническими изменениями или нововведениями. Последняя опробованная и стабильная версия(-ии) аппаратных средств и стандартного программного обеспечения подлежит рассмотрению. Лицензии будут выставлены на имя конечного пользователя.

Версия Service Pack операционной системы будет поставлена на основе совместимости с поставленными версиями программного обеспечения.

Аварийная система управления

Все жестко встроенные шкафы/панели аварийного останова, панели аварийного управления входят в объем поставки Покупателя.

Вычислительная сеть

а) Аппаратные средства вычислительной сети:

Быстродействующие и надежные системы системных и периферийных шин используются для взаимного соединения различных компонентов системы автоматизации. Используются следующие системы шин: * ETHERNET TCP/IP для сети сервер-клиент * Промышленный ETHERNET в качестве системной шины PLC, для соединения PLC системы АСУТП с серверами ЧМИ. * PROFIBUS-DP в качестве периферийной шины Материал сетей снаружи помещений - волоконная оптика, в помещениях применяется TP.

Конфигурация вычислительной сети разрабатывается на базе окончательного генплана помещений в ходе инжиниринговых работ.

б) Сетевые кабели для Ethernet и Profibus-DP:

Продавцом рассчитан следующий объем поставляемых сетевых кабелей. Покупатель должен специфицировать ориентировочный объем (длину) кабелей, необходимых для прокладки от главного электропомещения доменной печи до поста управления погрузкой/разгрузкой и транспортировкой исходных материалов.

Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) - прикладные функции

1.5.1 Обзор

Эксплуатация установки может производиться на разных уровнях:

* От системы визуализации на базе ПК (система ЧМИ).

* С конвенциональных пультов и станции оператора, предназначенных для участков установки, расположенных в предусмотренных местах установки и разработанных для обеспечения управления участками установки.

* с традиционных местных панелей оператора и подвесных пультов управления с соответствующим расположением на установке, которые требуются, главным образом, для местного управления отдельными компонентами оборудования.

Дизайн системы ЧМИ базируется на концепции, по которой в нормальных условиях работы операторы могут управлять всем процессом с главного пульта оператора. Определенные функции, требующие диалогового режима с операторами для другого оборудования или кранов, все же выполняются с местных операторских пультов и панелей по соображениям повышения надежности эксплуатации.

Местные операторские пульты и панели как правило не требуют присутствия персонала в условиях нормального режима работы установки. Они, в основном, используются для следующих целей:

* Задание уставок для работы установки

* Устранение неполадок/нарушений процесса

* Операции по техобслуживанию

В нижеследующем дано описание указанной системы визуализации на базе ПК (система ЧМИ). Для информации о традиционных пультах и панелях оператора, а также подвесных пультах управления смотри соответствующий (-ие) раздел(ы).

Выдающимися особенностями системы ЧМИ являются:

* Cистема окон на основе меню, с виндозовским «лук энд фил» (Windows™ ) в качестве прикладных задач Windows®

* Возможность быстрого обращения к часто используемым окнам через панель инструментов

* Минимум вводов оператором за счет использования возможности рамок выбора фрагментов

* Управление с помощью «мыши» и/или клавиатуры

* Представление технологических данных и машинных компонентов в графической форме

* Организация прикладных кадров ЧМИ с ориентацией на участки установки и технологические задачи.

* Наличие всех функциональных возможностей на каждой клиентской операторской станции в пределах серверного домена, обеспечивающее возможность использования альтернативных клиентских операторских станций в случае отказа одной станции.

Используемый для визуализационных кадров, для диалогов и отчетов язык: Английский

Общее количество визуализационных кадров и содержимое отдельных кадров будут определены на стадии детального инжиниринга проекта.

Прикладные функции управления технологическим процессом

Для разработки прикладного ПО для системы управления технологическим процессом используются инструментальные программные средства соответствующей платформы PLC, применяемой в системе управления технологическим процессом. Прикладное ПО индивидуального блока PLC проектируется за рамками стандартных модулей ПО Сименс ФАИ и заказных модулей ПО для специальных условий установки и оборудования определенного проекта.

В нижеследующем вкратце описываются основные функции, выполняемые внутри системы управления процессом. Детальное описание системы управления машинами и компонентами будет выполнено на стадии детального инжиниринга в виде подробных функциональных описаний.

Обзор

Прикладное программное обеспечение включает функции, как например:

* Защита и блокировка оборудования

* Прямое цифровое регулирование по замкнутому контуру

* Установление последовательности

* Текущий контроль за оборудованием и состоянием

* Обмен сигналами и данными с контроллерами данного пакета а

* Обмен данными с системой Уровня 2

Интерфейс между системами, поставляемыми третьими

Продавец предусмотрел интерфейс со следующими системами, поставляемыми третьими

Требуемые аппаратные средства и программное обеспечение в пределах компактных агрегатов для реализации интерфейса с системой управления процессом представляют собой часть компактного агрегата.

Детали по передаче сигналов и обмену данными будут завершены в период детального инжиниринга.

2.3 Составление характеристики технических средств по каждому контролируемому и регулируемому параметру

Применение природного газа в сочетании с кислородом позволяет получить экономию кокса и в то же время сохранить нормальные газодинамические условия работы печи. При этом увеличение выхода газа на единицу массы сгоревшего у фурм кокса, обусловленное подачей в печь природного газа, компенсируется уменьшением выхода газа вследствие использования кислорода.

Кислород поступает в воздухопровод до воздухонагревателей и поэтому нагревается в них до температуры горячего дутья. Природный газ вдувается в печь в холодном виде (t= 20-30°С), что приводит к дополнительному охлаждению горна. Кроме того, тепло затрачивается на диссоциацию природного газа. Поэтому применение природного газа вызывает необходимость повышения температуры горячего дутья. Применение природного газа ограничивается максимально возможным нагревом дутья и количеством кислорода, которое используется на данной печи.

Функциональные схемы автоматизации - отображающие функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля,сигнализации,управления и регулирования технологического процесса и определяющие оснащение объекта приборами и средствами автоматизации.

Разработка ФСР соотношения холодное дутьё-природный газ доменной печи.

При комбинированном дутье расход природного газа регулируется в зависимости от расхода дутья, то есть поддерживается их заданное соотношение. На рис. 4 приведена функциональная схема системы автоматического регулирования соотношения дутьё- природный газ.



Рис. 4 Схема автоматического регулирования соотношения дутьё-газ: 1а-сужающие устройство диференциальный манометр; 1б - сужающие устройство диференциальный манометр; 1в-измерительный прибор; 1г-измерительный прибор; 1д-задатчик; 1е-преобразователь соотношения; 1ж-регулятор соотношений; 1з-блок выбора режима управления; 1и-усилитель; 1к-дистанционный указатель положения регулирующего органа; 1л-исполнительный механизм; 1м-регулирующий орган.

Расход газа и дутья измеряется с помощью сужающих устройств и диференциальных манометров 1а,1б, а также измерительных приборов 1в,1г сигналы с которых, пропорциональны расходам газа и дутья соответственно, поступают на регулятор соотношений 1ж. Но предварительно сигнал с измерительного прибора 1г поступает на регулятор соотношения 1е, куда также подаётся сигнал из задатчика 1д, соответствующий заданному значению коэффициента соотношения. Если соотношение между расходом природного газа и дутья не соответствует заданному, регулятор вырабатывает сигнал, который поступает на блок выбора режима управления 1з, затем усиливается с помощью усилителя 1и. Вырабатывается действие, которое управляет , и исполнителый механизм 1л и регулирующий орган 1м изменяют расход газа до тех пор ,пока не будет достигнуто заданное соотношение. В схеме используется дистанционный указатель положения регулирующего органа 1к.

2.4 Изучение организации систем автоматизации технологического процесса

Автоматизация - одно из направлений научно-технического прогресса, применение саморегулирующих технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека от участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации, существенно уменьшающих степень этого участия или трудоёмкость выполняемых операций. Требует дополнительного применения датчиков (сенсоров), устройств ввода, управляющих устройств (контроллеров), исполнительных устройств, устройств вывода, использующих электронную технику и методы вычислений, иногда копирующие нервные и мыслительные функции человека. Наряду с термином автоматический, используется понятие автоматизированный, подчеркивающий относительно большую степень участия человека в процессе.

Автоматизируются:

· Производственные процессы;

· Проектирование;

· Организация, планирование и управление;

· Научные исследования.

· Бизнес-процессы

Цель автоматизации - повышение производительности труда, улучшение качества продукции, оптимизация управления, устранение человека от производств, опасных для здоровья, повышение надежности и точности производства, увеличение конвертируемости и уменьшение времени обработки данных.

Автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи, поэтому решения стоящих перед автоматизацией задач обычно называются системами, например:

Система автоматического управления (САУ);

Система автоматизации проектных работ (САПР);

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП).

Автоматизация обладает рядом преимуществ и недостатков в сравнении с предыдущим этапом технического развития.

К основным преимуществам можно отнести:

Замена человека в задачах, включающих тяжелый физический или монотонный труд.

Замена человека при выполнении задач в опасных условиях (а именно: пожар, космос, извержения вулканов, ядерные объекты, под водой и т.д.)

Выполнение задач, которые выходят за рамки человеческих возможностей по весу, скорости, выносливости и т.д.

Экономика улучшения. Автоматизация может вносить улучшения в экономику предприятия, общества или большей части человечества.

Основными недостатками автоматизации являются:

Рост уровня безработицы из-за высвобождения людей в результате замены их труда машинным.

Технические ограничения.

Угрозы безопасности / Уязвимость.

Непредсказуемые затраты на разработку.

Высокая начальная стоимость.

Автоматизация технологического процесса - совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Основа автоматизации технологических процессов - это перераспределение материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

Эксплуатация СИ, СА и систем автоматизации заключается в их использовании по назначению, в своевременном, достаточном и качественном проведении ТО и ППР, осуществлении за ними должного технического и метрологического надзора, ТО СИ, СА и системы автоматизации в производственных цехах предприятия выполняет в три смены персонал эксплуатационных участков.

Персонал эксплуатационных участков, выполняющий ТО СИ, и СА и систем автоматизации, должен быть аттестован и иметь квалификационную группу по технике безопасности согласно «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей»(ПТЭ) и «Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТБ).

Все СИ и СА, находящиеся в эксплуатации, закрепляют за бригадами или отдельными лицами, которые несут ответственность за их техническое состояние. Дежурный персонал эксплуатационных участков также отвечает в течении смены за работоспособность всех СИ и СА на участке независимо от их закрепления.

Руководитель эксплуатационного участка отвечает за правильную эксплуатацию и безотказную работу СИ и СА, закрепленных за участком, в том числе за своевременность, полноту и качество ТО, за соблюдение графиков ППР, ГП, ВП.

Основные работы по ТО (регламентированное и сезонное ТО, большая часть восстановительных работ, демонтаж и подготовка СИ и СА к ППР и периодическим поверкам) выполняет персонал эксплуатационных участков в дневную смену. Дежурный персонал вечерней и ночной смен осуществляет контроль за техническим состоянием СИ и систем автоматизации, а также, при необходимости, - восстановительные работы и замену использованных материалов.

Наиболее прогрессивной формой обслуживания в вечернюю и ночную смены следует считать централизованное обслуживание, когда дежурная бригада обслуживает СИ, СА и системы автоматизации (в зависимости от уровня централизации) либо ряда технологических агрегатов. Либо группы производственных цехов, либо всего предприятия. Централизованное обслуживание может быть организовано везде, где требуется постоянный контроль и управление режимами работы СИ и СА.

2.5 Выполнение работ по эксплуатации САУ с учетом специфики технологического процесса

Участки Аглодоменного производства подвергается воздействию большого количества вредных и агрессивных веществ, радио-электронных помех, высокой температуры и повышенной концентрации пыли в атмосфере. Поэтому при эксплуатации систем автоматического регулирования и контроля, персонал должен следить за работой системы, производить чистку приборов, осмотр оборудования и ряд других процедур.

На эксплуатационном участке должны быть:

-месячные планы работ с указанием конкретных сроков и ответственных за выполнение лиц, графики ППР, ВП и ГП;

-графики проверки схем технологической защиты, блокировки и сигнализации с указанием сроков исполнения и ответственных лиц;

-перечень параметров, без контроля которых запрещена работа технологического оборудования (составляют по каждому технологическому агрегату не основании технологических инструкций);

-оперативно-эксплуатационный журнал;

-журнал результатов проверки и опробования схем технологической защиты, блокировки и сигнализации (приложение 10, форма 3);

-производственные инструкции, определяющие порядок и перио-дичность осмотров СИ, СА и систем автоматизации и устанавливающие маршруты обходов;

-нормативно-техническая и эксплуатационная документация на конкретные типы эксплуатируемых СИ, СА и систем автоматизации;

-журнал инструктажа по технике безопасности на рабочих местах.

Персоналу эксплуатационного участка запрещается:

- вносить какие-либо изменения в конструкцию в схему СИ, СА и систем автоматизации без специального разрешения;

- использовать СИ и СА не по назначению или в условиях, несо-ответствующих их конструктивному исполнению;

- задавать СИ, СА и системам автоматизация режимы работы, не-соответствующие установленным НТД на эти изделия;

- вносить изменения и пометки в эксплуатационную документацию и НТД на изделия;

- нарушать клейма СИ.

2.6 Контроль и анализ функционирования параметров систем в процессе эксплуатации

В процессе работы систем измерений и систем автоматического регулирования, ведется контроль и анализ их функционирования с целью выявления неточностей в показания приборов, выявления плохой настройки регуляторов и поиск возможных дефектов в эксплуатируемой системе автоматики производственного агрегата.

2.7 Снятие и анализ показаний приборов

Многопредельные измерительные приборы. Снятие показаний электрическую схему которых можно переключать для изменения диапазонов (пределов) измерения. Наличие таких многопредельных приборов обусловлено тем, что часто возникает необходимость измерять электрические величины, изменяющиеся в очень широких пределах, причем с достаточной степенью точности. Hужно стремиться к тому, чтобы указательная стрелка прибора при измерении отклонялась от начального положения более чем на 2/3 шкалы. При этом говорят, что стрелка находится в «зоне измерения». Исходя из этого правила, следует каждый раз выбирать тот или иной предел измерения, переключая указатель пределов в соответствующее положение.

Многопредельные приборы могут быть одновременно мультиметрами (многоцелевыми или универсальными), позволяющими измерять ток и напряжение (ампервольтметры); ток, напряжение и сопротивление (авометры) и т.д. В этом случае приборы, наряду с переключателем пределов измерения, снабжены переключателем рода работы.

Снятие показаний с прибора (нахождение численного значения измеряемой величины) осуществляют (как правило) тогда, когда стрелка находится в зоне измерения. Вначале вычисляют цену деления шкалыщ, которая для приборов с равномерной шкалой определяется следующим образом:

щ= Х_о/N

где X_о- конечное значение предела измерения; N - полное число делений на шкале прибора. Вычисления производят в системе СИ, т. е. значениеX_оберут в амперах либо в вольтах. Затем вычисляют значение измеряемой величины X:

Х = щ*n,

где щ - цена деления; n - порядковый номер деления, на которое указывает стрелка прибора при измерении.

В настоящее время в лабораторной практике все чаще используются цифровые многопредельные универсальные измерительные приборы, имеющие ряд достоинств по сравнению со стрелочными приборами: быстродействие, высокая точность, непосредственный вывод на табло численного значения измеряемой величины, что освобождает от необходимости проведения вычислений по формулам (1) и (2). В современных цифровых приборах выбор предела измерения осуществляется автоматически. Все это значительно упрощает процесс измерения. Главным достоинством цифровых приборов является возможность их сочетания с вычислительными машинами, т.е. с системами автоматического управления.

Погрешности электроизмерительных приборов

Для характеристики точности измерительных приборов используют относительную погрешность измеренияЕ, которая в простейшем случае определяется по формуле

,

где ДX - абсолютная погрешность прибора; X_о- конечное значение данного предела измерения.

Величина относительной погрешности, выраженная в процентах, численно равна классу точности прибора k:

Е_о= k.

Существуют приборы восьми классов точности в соответствии с величиной погрешности (за счет градуировки, влияния внешних полей и других причин), допускаемой при их использовании: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Класс точности приводится на шкале прибора.

Зная класс точности, по формулам (3) и (4) можно определить абсолютную погрешность ?Х для данного предела измерений:

,

а затем и относительную погрешность измеренияЕпо формуле

,

где Х - показание прибора (значение измеряемой величины).

Из анализа приведенных формул следует, что класс точности показывает величину наименьшей относительной погрешности (в процентах), которая может иметь место при измерениях посредством данного прибора.Или еще говорят, что класс точности представляет собой относительную погрешность измерения предельного значения, выраженную в процентах.

Для приборов с равномерной шкалой абсолютная погрешность при любом отклонении стрелки одинакова. Поэтому из (6) следует, что при меньших отклонениях стрелки относительная погрешность больше. Например, пусть у вольтметра класса точности k=0,5 шкала содержитN=150 делений, используется предел измерения Х₀=7,5 вольт, а стрелка отклонилась наn₁=30 делений. Тогда по формуле (1) цена деления щ₁=0,05 В/дел., по (2) показание прибора Х₁=1,5В, по (5) абсолютная погрешность ?Х₁=0,0375 В, по формуле (6) относительная погрешность Е₁= 2,5%.

Пусть теперь стрелка этого же прибора отклонилась на n₂= 100 делений, а остальные параметры остались без изменений. Тогда щ₂= щ₁= 0,05 В/дел., Х₂= 5В, ?Х₂= ?Х₁= 0,0375 В, а относительная погрешность Е₂= 0,75%. То есть второе измерение с помощью данного прибора проделано с гораздо большей точностью. Именно поэтому при измерениях следует ставить указатель измерений в многопредельных приборах в такое положение, при котором стрелка оказывалась бы как можно ближе к концу шкалы прибора (как минимум - в последней ее трети; т.е. в зоне измерения).

На современных Доменных печах используются АСУ для визуализация параметров, которые выводятся на монитор ,тем самым исключая использование вторичных приборов. Снятие показаний с первичных приборов осуществляется сектором АСУТП ,шкалы и их погрешности ,тип сигнала прописывается и выщитываеться программой.

управление печь автоматизация

3. Практика по расчету надежности САУ

3.1 Работа практикантов в составе бригад в соответствии с получаемой профессией

В процессе практики проводили работы в составе бригады. Производили проверку САР и систем контроля, прозванивали и осуществляли замену проводки, осуществляли простой ремонт и калибровку первичных и вторичных приборов систем измерений и контроля, настраивали концевые выключатели на исполнительных механизмах типа КДУ, МЭО и AUMA. Осуществляли простой монтаж схем САР и систем контроля на производственном стенде, устраняли неисправности и настраивали регуляторы типа РП4 МИК-21, МИК-51. Изучили технологию производства на участке цехов энергетического производства ТЭЦ-ПВС.

3.2 Знакомство с работой участников монтажно-сборочных и пусконаладочных работ

Наладка -- комплекс работ по пуску, испытанию и доведению оборудования, машин, систем и средств автоматизации, аппаратов и других устройств до режима нормальной работы.

Пусконаладочные работы (далее ПНР) по системам автоматизации технологических процессов -- это комплекс работ, связывающий в единое целое стадии создания систем автоматизации и осуществляющий доведение этих систем до состояния, при котором они могут быть использованы для эксплуатации.

3.3 Осуществление контроля параметров качества систем автоматизации

Контроль параметров качества системы автоматизации осуществляется, оцениванием точности поддержания регулируемой величины на заданном значении. Качество автоматической системы управления (САУ) определяется совокупностью свойств, обеспечивающих эффективное функционирование как самого объекта управления, так и управляющего устройства, т.е. всей системы управления в целом. Свойства, составляющие эту совокупность и имеющие количественные измерители, называются критериями (показателями) качества системы управления.

Качество автоматической системы, как и любого технического устройчства, может быть оценено такими общепринятыми показателями, как вес системы, её габариты, стоимость, надёжность, долговечность. Совокупность этих общетехнических показателей характеризует качество СУ в широком смысле.

В практике автоматизации термины “качество системы”, “качество управления” используют, как правило, в более узком смысле: рассматривают только статические и динамические свойства системы. Эти свойства предопределяют точность поддержания управляемой величины (выходной величины объекта) на заданном уровне в установившихся и переходных режимах, т.е. обеспечивают эффективность процесса управления. Для такого, более узкого понятия качества САУ, охватывающего только её статические идинамические свойства, применяют термин “качество управления”, а сами свойства системы, выраженные в количественной форме, называют показателями качества управления.

Для анализа качества управления могут быть использованы прямые и косвенные методы оценки. Прямые методы определения качества базируются на исследовании переходного процесса, дают наиболее достоверную информацию с последующим определением показаний качества. Косвенные методы определения качества позволяют по косвенным признакам, не решая ни дифференциальных, ни характеристических уравнений, получить приближенный переходный процесс с приближенными показателями качества. Прямые и косвенные критерии качества характеризует лишь одно какое-либо свойство системы, лишь один признак переходной или частотной характеристики. Все показатели качества связаны с настроечными параметрами регулятора сложными зависимостями, имеющими противоречивый характер: изменение параметра приводит к улучшения одних показателей качества и к ухудшению других. Это значительно усложняет выбор параметров регулятора. Поэтому в инженерной практике широко используются интегральные критерии качества. Это особая категория показателей качества, которые вычисляют либо непосредственно по переходной функции системы, либо по коэффициентам передаточной функции системы.