Система управления кольцевой печью

Кольцевая печь имеет пять зон, расположенных по кругу. В каждой зоне задается и поддерживается требуемый температурный режим путем, изменения подаваемой в печь количества газа и воздуха.

Основные функции системы управления (АС)

В каждый из пяти зон кольцевой печи контролируются следующие параметры:

• расходы газа и воздуха;
• давление газа и воздуха;
• температура в рабочем пространстве.

В каждой из пяти зон печи автоматически регулируется (в зависимости от заданной установки) температура путем изменения расходов газа и воздуха, подаваемых в данную зону, а так же соотношение расходов газа и воздуха с целью сжигания топлива в оптимальном соотношении.
Автоматически контролируются общие параметры печи:

• давление в рабочем пространстве печи;
• температура подогретого воздуха после рекуператоров;
• температура металла при прошивке;
• температура металла после калибровочного и 7-клетьевых станов.

Структурная схема АС

АС печи содержит три уровня:

• нижний (полевой) уровень, стоящий из датчиков и исполнительных механизмов;
• средний уровень, состоящий из шкафа контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации (КИПиА);
• верхний уровень, состоящий из АРМ диспетчера (технолога-оператора печи).

Нижний (полевой уровень).
Основным функциональным назначением нижнего уровня является преобразованием измеряемых физических параметров (давление, температуры, расход и др.) в электрические сигналы.

Средний уровень.
Средний уровень состоит из шкафа управления, в котором размещено всё оборудование КИПиА. Средний уровень АС обеспечивает выполнение следующих функций:

• аналого-цифровое преобразование и циклический опрос сигналов датчиков;
• первичная обработка результатов измерения (масштабирование, усреднение, фильтрация и т.п.);
• вычисление текущих значений расходов газа и воздуха, приведенных к нормальным условиям;
• вычисление текущего значения соотношения газ/воздух;
• программная реализация заданных законов регулирования технологических параметров печи (температуры в рабочем пространстве каждой зоны печи, давления в рабочем пространстве печи, соотношения газ/воздух по зонам);
• циклический контроль всех технологических параметров, границ диапазонов пармальной работы, вводимых в виде заданий (уставок), формирование предупреждающих и аварийных сигналов;
• отображение значений эксплуатационно-технологических параметров на встроенном цветном дисплее шкафа управления и в виде мнемосхемы с цифровой и графической форме;
• формирование и поддержание архива данных технологических параметров, просмотр этих архивов на дисплее шкафа управления;
• формирование заданий и управление в автоматическом или ручном режимах (в т.ч. в режимах оптимизации) контурами регулирования;
• обеспечение ручного управления исполнительными механизмами или ручной остановки печи;
• ручная оптимизация (при необходимости параметров контуров автоматического регулирования с соответствующей записью в архиве событий;
• диагностика работоспособности компонентов АС, в т.ч. линий связи с датчиками, модулей (блоков) шкафа управления, линии связи с верхним уровнем, наличие напряжения питания;
• обмен информации с верхним уровнем АС и возможность дистанционного управления с верхним уровнем;
• обеспечение всех функций АС при отсутствии связи с верхним уровнем.

Верхний уровень.
Верхний уровень состоит из АРМ-диспетчера (оператора-технолога печи).
На верхнем уровне реализованы следующие функции:

• дистанционное управление режимами печи;
• просмотр текущих и архивных параметров;
• дублирование архивов шкафа управления;
• формирование сообщений о выходе эксплуатационных параметров за допустимые пределы и о включенных блокировках.

АРМ обеспечивает возможность передачи данных в локальную сеть предприятия.

Конструктивное исполнение

Всё оборудование среднего уровня расположено в шкафу управления.
На передней панели шкафа расположены:

• цветной графический дисплей с пере назначаемыми клавишами управления;
• переключатели режимов работы «Ручное/Автомат»;
• кнопки задания температуры и соотношения газ/воздух по каждой зоне и общего давления в печи;
• сигнализация предельных параметров работы печи;
• световая сигнализация наличия напряжения питания.

Внутри шкафа размещены:

• видеографический регистратор Ш932.9А-29.016;
• модули ввода/вывода серии Ш932;
• источник бесперебойного питания;
• устройство звуковой сигнализации.

АРМ диспетчера состоит из промышленного ПК и ПО на базе SKADA-пакета.

АС кольцевой печью успешно эксплуатируется на Первоуральском новотрубном заводе (ПНТЗ), Свердловская область.