Автоматизация процесса спекания аглошихты

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ Інженерно-педагогічний

КАФЕДРА АТП і В

СПЕЦІАЛЬНІСТЬ 7.0925.01 Автоматизоване управління технологічними процесами і виробництвами ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТУ

НА ТЕМУ:

АСУ ТП процессом спікання агломераційної шихти

в умовах аглофабрики ВАТ ММК ім. Ілліча

СТУДЕНТ __________________________________Цуканова О.А.

КЕРІВНИК ПРОЕКТУ _______________________Щербаков С.В.

КОНСУЛЬТАНТИ:

З ЕКОНОМІКИ

І ОРГАНІЗАЦІЇ ВИРОБНИЦТВА______________Кліменко О.Ю.

З ОХОРОНИ ПРАЦІ_________________________Данілова Т.Г.

З ЦИВІЛЬНОЇ ОБОРОНИ____________________Шоботов В.М.

З НОРМОКОНТРОЛЮ______________________Черкашина Н.В.

РЕЦЕНЗЕНТ_______________________________Шевчук І.Ю.

ПРОЕКТ РОЗГЛЯНУТИЙ КАФЕДРОЮ І ДОПУЩЕНИЙ

ДО ЗАХИСТУ В ДЕК Протокол №______________________________

ЗАВІДУВАЧ КАФЕДРОЮ______________________Гулаков С.В.

МАРІУПОЛЬ, 2002 р.

РЕФЕРАТ

 

Пояснительная записка: с., рис., табл., приложений, источников.

Объект исследования - процесс спекания агломерационной шихты в условиях аглофабрики ОАО «ММК им. Ильича».

В пояснительной записке рассматриваются вопросы автоматизации участка спекания агломерационного цеха «ММК им. Ильича». Описывается состояние автоматизации в агломерационном производстве на данный момент времени. Литературный обзор содержит информацию о состоянии автоматизаци процесса спекания на различных комбинатах и предприятих черной металлургии, перспективные решения различных проблем и новые технологии. Создание АСУ ТП невозможно без тщательного изучения технологического процесса, поэтому вначале пояснительной записки рассматривается технологический процесс спекания и конструкция агломашины. На основании рассмотрения автоматизируемых параметров, рассматриваются задачи автоматизации и проектируется система АСУ ТП. В процессе проектирования разрабатывается структурная схема автоматизации, выбираются технические средства для контроля и регулирования параметров агломашины, разрабатывается функциональная схема автоматизации. Проектируется оптимальное расположение технических средств на щитах, монтажно-коммутационные и принципиально-электрические схемы подключения приборов.

В специальной части пояснительной записки предложена математическая модель спекания агломерационной шихты, реализуемая на ЭВМ, позволяющая быстро и с минимальными затратами исследовать влияние ведущих параметров процесса спекания (высоты слоя шихты, содержания углерода и влаги в шихте, скорости движения спекательных тележек и др.) на его технико-экономические показатели и может быть исполь­зована в качестве информационной части в АСУ агломерацион­ным производством для оптимизации технологического процес­са.

АВТОМАТИЗАЦИЯ, АГЛОМЕРАЦИОННАЯ МАШИНА, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА, КОНТУР УПРАВЛЕНИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

Содержание

 

стр.

Введение . . . . . . . . . . . 7

1 Литературный обзор существующих систем управления процессом спекания агломерата . . . . . . . 9

2 Описание технологического процесса . . . . . . 14

2.1 Производственные операции, осуществляемые на аглофабрике . 14

2.2 Характеристика и конструкция агломашины . . . . 20

2.3 Процесс спекания агломерата на агломашине . . . . 21 3 Процесс спекания – как объект автоматического управления . . 24

3.1 Задачи управления процессом спекания . . . . . 29

4 Структура АСУТП процессом спекания на аглофабрике . . . 31

4.1 Обоснование выбора АСУТП . . . . . . . 31

4.2 Описание, выбранной системы АСУ . . . . . 31

5 Функциональная схема АСУ ТП . . . . . . . 35

6 Специальная часть диплома . . . . . . . . 41

6.1 Разработка контура регулирования температуры в зажигательном

горне . . . . . . . . . . . 41

6.2 Разработка контура регулирования законченностью процесса

спекания . . . . . . . . . . 42

6.3 Разработка контура регулирования соотношением «топливо-воздух» 42

6.4 Проектирование принципиальной электрической схемы контура

регулирования соотношением «топливо-воздух» . . . 43

6.5 Проектирование щита КИПиА контура регулирования

соотношением «топливо-воздух» . . . . . . 44

6.6 Проектирование монтажно-коммутационной схемы контура

соотношением «топливо-воздух» . . . . . . 45

6.7 Математическая модель . . . . . . . 45 6.7.1 Разработка детерминированной математической модели . 45

6.7.2 Выбор входных и выходных параметров . . . .  52

7 Охрана труда . . . . . . . . . . 53

7.1 Расчет воздухообмена в помещении отдела АСУ ТП участка

спекания аглофабрики . . . . . . . . 54

7.2 Расчет искусственного освещения помещения отдела АСУ ТП . 56 7.3 Расчет защитного зануления корпуса электроустановки . . 60

7.4 Пожарная безопасность помещения отдела АСУ ТП . . . 62

8 Гражданская оборона . . . . . . . . .

8.1 Основные положения . . . . . . . .

8.2 Задание . . . . . . . . . .

8.3 Исследование радиационной обстановки на объекте . . . 8.4 Мероприятия по повышению устойчивости работы аглофабрики

при радиоактивном заражении . . . . . . .

9 Организация производства . . . . . . . .

9.1 Организация и планирование работ по текущей эксплуатации

и ремонту средств автоматизации . . . . . .

9.2 Расчет годового фонда времени рабочих . . . . .

9.3 Определение штата слесарей, обслуживающих систему контроля

и автоматического регулирования . . . . . .

9.4 Организация ремонтных работ и работ по поверке приборов .

9.5 Расчет капитальных затрат, связанных с внедрением АСУ ТП .

9.6 Затраты на материалы и запчасти . . . . . .

9.7 Расчет фонда заработной платы . . . . . .

9.8 Затраты на текущий ремонт КИП и А . . . . .

9.9 Прочие цеховые расходы . . . . . . .

9.10 Амортизационные отчисления . . . . . .

9.11 Энергетические затраты . . . . . . .

9.12 Экономическая эффективность предлагаемой системы

автоматизации . . . . . . . . .

9.13 Технико-экономические показатели . . . . .

Заключение . . . . . . . . . . .

Приложение А. Текс программы . . . . . . .

Приложение Б. Спецификация средств измерения . . . .

 

введение

Агломерация впервые была применена в цветной металлургии для спекания сернистых и медных руд, а также руд, содержащих свинец и цинк. Агломерация в промышленном масштабе развивалась на основе двух методов: продувкой воздуха через шихту и просасыванием воздуха.

Первые машины для непрерывного спекания руд были разработаны в результате ряда опытов Дуайтом и Ллойдом и были установлены в 1907 г. на заводах в Перу и Америке. В дальнейшем были разработаны и применены машины трех типов: барабанная, горизонтальная, круглая и ленточная с прямолинейным движением. Опыт эксплуатации подтвердил целесообразность применения последних, в результате чего началось их усовершенствование и развитие агломерации железных руд.

Современное агломерационное производство представляет собой сложную систему различных аппаратов, действующих в разных режимах и выполняющих различные функции.

Непрерывный рост производства агломерата, повышение требований к его качеству, а также поточность технологических процессов создали условия для широкого внедрения средств автоматического контроля и управления.

Комплексной автоматизации агломерационного производства уделяется большое внимание. Значительное место в технологической схеме агломерационного производства занимают процессы, связанные со спеканием шихты, одной из основных операций, определяющих качество агломерата.

Основная задача автоматизации агломерационного производства состоит в обеспечении максимальной производительности агломерационных машин и заданного качества агломерата. Одновременно автоматизация позволяет решать задачи повышения уровня организации производства, оперативности управ-ления технологическими процессами и в целом повышения экономической эффективности производства. Одним из важнейших направлений совер-шенствования управления является создание автоматизированных систем с применением вычислительной техники.

Автоматизированная система управления спекательным отделением является качественно новым этапом комплексной автоматизации и призвана обеспечить существенное увеличение производительности труда, улучшение качества выпускаемой продукции и других технико-экономических показате-лей агломерационного производства.

Автоматическое управление в спекательном отделении заключается в автоматическом поддержании высоты слоя аглошихты, загружаемой на машину, контроле и автоматическом регулировании процессом зажигания шихты, контроле температуры зажигания горна, регулирование законченности процесса спекания в конце активного участка аглошихты.

Особенностью построения АСУ является системный подход ко всей совокупности металлургических, энергетических и управленческих вопросов. Специалист по АСУ ТП должен владеть теорией автоматического управления, разбираться в конструкции металлургических агрегатов и основах технологии, достаточно свободно ориентироваться в работе цифровых вычислительных машин, их математическом и алгоритмическом обеспечении, уметь правильно применять технические средства информационной и управляющей техники.

В АСУ ТП воплощены достижения локальной автоматики, систем централизованного контроля, электронной и вычислительной техники. Кроме того, АСУ ТП производят общую централизованную обработку первичной информации в темпе протекания технологического процесса, после чего информация используется не только для управления этим процессом, но и преобразуется в форму, пригодную для использования на выше стоящих уровнях управления для решения оперативных и организационно-экономических задач.

Внедрение АСУ ТП, как и любое нововведение, связано с определенными трудностями и затратами. На этапе освоения проявляются недостатки отдельных элементов вычислительного комплекса, погрешности примененных алгоритмов управления, недостаточная адаптация персонала к условиям работы с помощью вычислительной техники и другое.

При подготовке объекта к внедрению АСУ ТП была проведена работа по модернизации: усовершенствован пульт ручного управления на агломашине, контрольно-измерительные приборы заменены токовыми, для измерения давления, разрежения, расхода воды и газа применены датчики типа «Сапфир».

Целью данного дипломного проекта является разработка современной АСУ ТП процессом спекания шихты аглофабрики ОАО «ММК им.Ильича» с использованием технических средств на базе программируемых микроконтроллеров и персональных компьютеров (рабочих станций). Разработка структурной, функциональной схем и на их основе принципиально-электрической и монтажно-коммутационной, проектирование щитов КИПиА. Разработка модели спекания агломерационной шихты на агломашине и исследование влияния различных параметров на процесс спекания. Рассматриваются также вопросы по гражданской обороне, охране труда и технико-экономической эффективности.