head
Русский Украинська English Инд.задание Отчет о поиске Ссылки Библиотека Автореферат выпускной работы магистра
Автореферат

Донецкий национальный технический университет
ФВТИ
ВТ-99-а
Резник Роман Николаевич
Автореферат выпускной магисторской работы

Тема: Исследование и разработка системы автомвтизации учета и контроля технологических процессов рудного двора доменного цеха металлургического комбината.

  На сегодняшний день системы автоматизации контроля и управления все чаще и чаще внедряются в производственный процесс в той или иной области.
  Появление автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) стало следствием синтеза и встречного развития автоматизированных систем управления (АСУ) и локальной автоматики.
  Система управления - это совокупность управляемого объекта или процесса и устройства управления, к которому относится комплекс средств приема, сбора и передачи информации и формирования управляющих сигналов и команд.
  Все системы управления, с точки зрения логики их функционирования, решают три задачи:
  • сбор информации об управляемом объекте;
  • обработка информации;
  • выдача управляющих воздействий в той или иной форме.
  В зависимости от количества функций контроля и управления, которые реализуются в системе, по отношению к технологическому процессу системы делятся на информационные и управляющие.
  Главное отличие между ними заключается в характере объекта управления. В первом случае это всевозможные установки, приборы, станки и прочее, во втором - прежде всего люди.
  Информационные системы в свою очередь делятся на системы, которые регистрируют состояние технологического процесса и системы-советчики.
  Системы, которые регистрируют состояние технологического процесса, выполняют только сбор информации о текущем состоянии процесса или объекта. Системы-советчики, кроме сбора информации, выполняют первичную обработку и формирование рекомендаций к управлению объектом.
  Автоматизация систем управления осуществляется с помощью вычислительной техники. АСУ представляет собой комплекс средств автоматизации (КСА), выполняющий ряд функций по обработке информации. В комплекс средств автоматизации входят следующие элементы:
  • вычислительный комплекс;
  • каналы связи;
  • специализированные автоматизированные рабочие места.
  Исходя из состава комплекса средств автоматизации, получается реализация распределенной системы. (рисунок 1)


Распределенная сеть
Рисунок 1 - Распределенная система

   На сегодняшний день существует три основных технологии построения распределенных систем:
  • технология CORBA OMG;
  • технология J2EE Sun;
  • технология .NET.
  На сегодняшний день создано немало распределенных систем нового типа. Приложение Napster представляет собой многофункциональный клиент, который взаимодействует со службой каталогов в Интернете и использует в качестве серверов компьютеры других пользователей этого приложения. Еще один пример распределенного приложения - система мгновенного обмена сообщениями, где многофункциональный клиент использует находящийся в Интернете "список приятелей" и взаимодействует с другими клиентами (Instant Messenger и Windows) в сети.
  Платформа .NET стимулирует развитие распределенных систем нового поколения.
  Что же эта за технология?
  В соответствии с определением, Microsoft .NET - это среда выполнения Web-приложений в ОС Windows 2000. Цель создания .NET все та же - сократить и упростить разработку, внедрение и поддержку распределенных программных систем, в данном случае - функционирующих на платформах Windows.
  Для скорейшего развития распределенных систем нового поколения должны быть выполнены три условия.
  Веб-службы. Первое условие заключается в том, что все компоненты системы должны быть реализованы в виде веб-служб. Это в равной степени относится к компонентам программного обеспечения и к сетевых ресурсам (например, хранилищам).
  Объединение и интеграция. Вторым условием является наличие простых и удобных способов объединения и интеграции веб-служб.
  Простота и удобство работы пользователя. Третье условие - это наличие простой и удобной рабочей среды для конечных пользователей и потребителей.
  Платформа .NET позволит выполнить эти условия. Далее перечислены пять ее компонентов, которые направят процесс перехода к новым распределенным системам в нужное русло:
  • система .NET Framework и инструментальные средства Visual Studio .NET;
  • серверные системы;
  • службы .NET Building Block Services - "строительные блоки";
  • программное обеспечение для устройств;
  • " специализированные рабочие среды (реализованы в виде приложений на платформе .NET).
  Таким образом, платформа .NET является мощнейшим средством для реализации и функционирования распределенных систем.
  Независимо от того, какая технология применялась для разработки АСУТП, должно быть реализовано информационное взаимодействие персонала с системой. Интерфейс взаимодействия во многом определяется из функций АСУТП.
  При реализации интерфейса взаимодействия необходимо тщательно продумать и осознать сценарий взаимодействия программы с пользователем, приведя его к оптимальной системе выполнения задач. Для того, чтобы разобраться в технологии решения задач пользователя, разработчику необходимо выяснить следующие моменты (исследуя деятельность пользователя):
  • какая информация необходима пользователю для решения задачи?
  • какую информацию пользователь может игнорировать (не учитывать)?
  • совместно с пользователем разделить всю информацию на сигнальную, отображаемую, редактируемую, поисковую и результирующую;
  • какие решения пользователю необходимо принимать в процессе работы с программой?
  • может ли пользователь совершать несколько различных действий (решать несколько задач) одновременно?
  • какие типовые операции использует пользователь при решении задачи?
  • что произойдет, если пользователь будет действовать не по предписанному Вами алгоритму, пропуская те или иные шаги или обходя их?
  Таким образом, при разработке АСУТП можно выделить три основных момента:
  • анализ технологических процессов;
  • анализ и выбор технологии разработки АСУТП;
  • анализ взаимодействия системы с пользователем.
  Разрабатываемая система должна быть ориентирована на дальнейшее внедрение в составе интегрированной системы автоматизации технологических процессов доменного и агомерационного цехов металлургического комбината. Информационные каналы сопряжения с внешней информационной средой предполагают обмен данными по компьютерной сети с глобальной информационной базой всего комбината.
  Программное обеспечение разрабатываемой системы реализует поддержку трех рабочих мест:
  • бригадира рудного двора;
  • заместителя начальника доменного цеха;
  • заместителя начальника агломерационного цеха.
  Программное обеспечение является информационной системой с реализацией функций автоматизации отображения и анализа текущего состояния рудного двора с прогнозированием особых ситуаций с интегрированным учетом всех технологических процессов доменного и агломерационного цехов.


ХАРАКТЕРИСТИКА РУДНОГО ДВОРА
Характеристика материалов, поступающих на рудный двор.


  Рудный двор расположен параллельно бункерной эстокаде. Имеется две разгрузочные траншеи. Первая разгрузочная траншея имеет два железнодорожных пути. Один путь предназначен для трансферкаров, другой - для вспомогательных работ и односторонней разгрузки материалов из вагонов.
  Вторая разгрузочная траншея предназначена для вагоноперекидывателя.
  Рудный двор обслуживается четырьмя рудно-грейферными перегружателями и одним вагоноопрокидывателем.
  Сырье, которое поступает на комбинат (железорудное сырье, обычный и доломитизированный известняк, известь, топливо и разнообразные добавки), принимается сменным контролером участка внешнего приема ОТК на железнодорожной станции.
  Для установления соответствия фактического качества сырья с данными, указанными в сопровождаемой документации, все материалы проверяются по внешним признакам:
  • по прибытию на станцию - контролерами ОТК;
  • " при разгрузке - бригадирами рудного двора, бригадирами доменного и агломерационного цехов.
  Все материалы подвергаются выборочному контрольному опробованию.
  На основании данных сертификатов, сопроводительной документации и по результатам визуального осмотра контролер ОТК выписывает наряд, в котором указываются: номера вагонов, вес, наименования материала, качественные показатели, получатель.
  На рудный двор и в бункера доменного и агломерационного цеха направляются только материалы, которые удовлетворяют требованиям и имеют паспорта с указанием качества и весы в любом вагоне или группе вагонов.
   Сырье, которое не отвечает требованиям нормативно-технической документации, допускаются к разгрузке только с разрешением начальников соответствующих цехов или их заместителей по шихте на специально выделенное место, чтобы не допустить их смешивание с другими материалами.
  Критерии к материалам, которые поступают для агломерации и доменных печей:
  • концентрат железорудной фракции 0-74 мм складывается на рудном дворе с аглорудой ЗЖРК фракции и смешивается с известью для подготовки агломерации и получения сыпучести. Минимальный технологический запас концентрата и аглоруды - 80 тыс.тон (закладка 8-10 суток);
  • другие виды аглоруд должны складываться в отдельный штабель;
  • колошниковая пыль пылеуловителей доменных печей поступает к приемочному отделению аглоцеха;
  • во время ремонта пылевого тракта колошниковая пыль разгружается на рудный двор;
  • обычная и доломитизированная известь фракции 20-80 мм разгружается в отдельных местах и складывается к штабелю извести аглоцеха в заданном соотношении;
  • топливо (отсев кокса, антрацитовый пошиб) должно разгружаться в приемные бункера в отдельности;
  • весь металлургический кокс подлежит входному контролю при его разгрузке;
  • агломерат, железная руда и окатыши должны отвечать техническим условиям;
  • сварочный шлак, скрап, стружка должны быть габаритных размеров.


Разгрузка сырых материалов


  Штабеля материалов закладываются в соответствия со схемой складирования, утвержденной главным инженером комбината.
  Размещение вагонов на рудном дворе под разгрузку происходит напротив соответствующей траншеи, на основании сопроводительных документов под контролем бригадира рудного двора. Не допускается разгрузка извести в приемную траншею, не очищенную от ли концентрата аглоруды, и наоборот, аглоруды или концентрата неочищенную от извести траншею.
  Руда ЗЖРК подается для разгрузки в отдельности от других руд. Количество вагонов руды ЗЖРК, которое разгружается в одно место, определяется распределением количества вагонов в партии, которая выгружается, на количество вагонов, которые определяют длину фронта штабеля концентрата.
  На рудном дворе материалы формируются в отдельные штабеля:
  • известняк обычный в смеси с доломитизированным для аглоцеха;
  • известняк доломитизированный;
  • окатыши, аглоруда;
  • концентрат и руда ЗЖРК (2 штабеля);
  • кускова руда;
  • железосодержащие отходы;
  • кускова руда ЗЖРК;
  • марганцевые добавки;
  • кокс;

  Для обеспечения стабильной работы на рудном дворе должны находиться запасы основных материалов в следующих количествах: известковый концентрат в смеси с аглорудой ЗЖРК - на 10 суток; известняк обычный, известняк доломитизированный - на 12 суток; известь - на 10 суток; кокс - запас на сутки; кусковая руда - не менее 15 тыс. тонн.
  Штабеля сырых материалов располагаются параллельно бункерной эстакаде. Формирование штабеля происходит рудно-грейферными перегружателями. Закладка нового штабеля сырых материалов происходит на чисто спланированной площадке.
  Для учета качества и количества складируемого на рудном дворе сырья контроллер ОТК внешнего приема выписывает наряд на прибывший маршрут, в котором указывается дата, номер наряда, поставщик, номера вагонов, вес материала и анализы по паспортным данным - процентные содержание железа, нерастворимого остатка и влаги для железорудного сырья. Указанный наряд контроллером ОТК передается бригадиру рудного двора доменного цеха.
  На основании паспортных данных контроллер ОТК подсчитывает среднее содержание компонентов в маршруте в тоннах и процентах и передает эти данные бригадиру рудного двора.
  Данные ОТК бригадир рудного двора записывает в журнал учета формированных штабелей: номер наряда, штабеля, вес материала, среднее содержание компонентов в %, а также вес компонентов по каждому маршруту, разгруженных в формированный штабель.
  После окончания формирования любого штабеля бригадир рудного двора делает подсчет веса материалов в сформированном штабеле и подсчитывает средневзвешенное процентное содержание железа и нерастворимого остатка.
  За две смены до перехода на новый штабель концентрата бригадир рудного двора предупреждает старшего сменного мастера доменных печей и начальника изменения аглоцеха.
  При переходе на новый штабель бригадир рудного двора отмечает в журнале учета штабелей время перехода. Переход на новый штабель концентрата происходит под контролем заместителя начальника доменного цеха по шихте по согласованию с заместителем начальника аглоцеха по шихте.

Складирование и известкование концентрата.


  На фронте разгрузки концентрата располагаются на всю ширину рудного двора два штабеля, в один из которых происходит только закладка концентрата вместе с аглорудой Запорожского железорудного комбината (ЗЖРК), известью, отсеиванием агломерата, окалиной и другими железосодержащими отходами, а из другого сформированного штабеля вырабатывается только погрузка усредненного концентрата к аглоцеху.
  Частица извести в штабеле, который формируется, определяется заместителем начальника доменного и агломерационного цехов по шихте по балансу извести, концентрата и руды ЗЖРК.
  Установленная частица извести, которая закладывается в штабель концентрата, обеспечивается строгим соблюдением цикла известкования: закладки на один грейфер извести строго определенного количества грейферов (5-9) концентрата, руды ЗЖРК и отходов.
  При влажном концентрате, который плохо высыпается из грейфера, допускается закладка его в штабель в два-три приема (двумя-тремя грейферами).
  Закладка отсеивания агломерата и шламов в штабель концентрата происходит без извести равномерно по всей длине штабеля. Учет отсеивания агломерата, который выгружается, и шламов по всему фронту штабеля ведут бригадиры рудного двора.
  В случае отвлечения перегружателя, ведущего закладку концентрата, для производства вторых работ, машинист обязан закончить полный цикл известкования, после чего приступит к выполнению заданной работы. Возобновление закладки концентрата необходимо производить с того места, где она была прекращена.
  С целью предотвращения нарушений соотношения концентрата и извести в цикле во время закладки штабеля, машинист перегружателя обязанный вести учет количества грейферов концентрата и извести, которые закладываются в цикле.

Забор материалов с рудного двора и забор концентрата из штабеля


  Забор материалов с рудного двора к бункерам происходит только после окончания формирования штабеля.
  Забор аглоруд происходит в разрез горизонтальным пластам, которые образовались при складировании. Эти вертикальные разрезы при поочередном заборе материалов из штабеля образуют уступы. Из каждого уступа разрешается братья не более одного грейфера материалов.
  Забор концентрата с сформированного штабеля происходит двумя РГП.
  Забор концентрата происходит в следующем порядке:
  • 1-й грейфер - из подошвы штабеля;
  • 2-й грейфер - из вершины штабеля;
  • 3-й грейфер - из середины штабелю.

pict5
Рисунок 2 - Порядок забора из штабеля тремя отступами.


  В случае сосредоточения извести у подошвы в результате переполнения штабеля, вторая половина штабеля забирается шестью уступами в следующем порядке:
  • 1-й грейфер - из подошвы штабеля со стороны траншеи;
  • 2-й грейфер - из вершины штабеля со стороны бункеров;
  • 3-й грейфер - средний уступ со стороны траншеи;
  • 4-й грейфер - средний уступ со стороны бункеров;
  • 5-й грейфер - из вершины штабеля со стороны траншеи;
  • 6-й грейфер - из подошвы штабеля со стороны бункеров.

pict5
Рисунок 3 - Порядок забора из штабеля шестью отступами.


  Решение в переходе на забор из штабеля шестью уступами принимает заместитель начальника доменного цеха по согласованию с заместителем начальника аглоцеху.


Copyright Reznik Roman 2004 ©                      reznikrn@ukrtop.com