Автоматизация непрерывных широкополосных станов горячей прокатки (НШСГП)

Задача автоматического управления станами горячей прокатки состоит прежде всего в оптимизации процесса, обеспечивающего достижение поставленных целей (получение заданного качества продукции при необходимой производительности и т. п.). при наличии нескольких целей оптимальное управление необходимо вести по векторному критерию оптимальности (частные критерии – компоненты вектора соответствуют частным целям).

При решении подобного рода задач наибольший эффект (как показал мировой опыт эксплуатации станов) можно достичь при создании многоуровневых интегрированных систем управления, обеспечивающих одновременно управление технологическим процессом, производством в цехе и на предприятии в целом. На НШСГП используется разнообразное оборудование, смонтированное на больших расстояниях (до нескольких сот метров). Одновременно на стане может прокатываться до пяти слябов. Это определяет сложность АСУ ТП стана.

В состав НШСГП (на примере стана 2000 НЛМК) входят: участок загрузки, участок нагревательных печей, черновая, чистовая и уборочная группы стана.

1. Участок загрузки состоит из:

а) 15 секций загрузочного рольганга;

б) 3 подъемных столов со сталкивателями слябов;

в) весов для взвешивания слябов.

2. Участок нагревательных печей состоит из:

а) 14 секций загрузочного рольганга перед печами;

б) толкатели слябов;

в) 5 методических печей;

г) приемников слябов;

д) приемного рольганга.

3. Черновая группа состоит из последовательно расположенных:

а) вертикальной клети;

б) горизонтальной двухвалковой клети (дуо) №1;

в) 4 – х универсальных четырехвалковых клетей (кварто) №2 – 5;

а также:

г) промежуточного рольганга со сбрасывателем подката.

4. Чистовая группа состоит из:

а) летучих ножниц со следящими роликами чистового окалиноломателя (дуо);

б) семи непрерывно расположенных четырехвалковых клетей №6 – 12 с механизмами перевалки рабочих валков.

5. Уборочная группа состоит из:

а) отводящего рольганга с душирующим устройством;

б) тянущих роликов;

в) пяти моталок горячей полосы с тележками – съемниками, кантователями и приемниками рулонов;

г) весов;

д) конвейеров рулонов с подъемно – поворотными столами.

На рис.33 представлена структура АСУ ТП современного НШСГП.

Рис. 33. Структурная схема АСУ ТП НШСГП: 1 – УВМ планирования и оперативного управления, сбора и обработки производственной информации, слежения за металлом вдоль линии стана; 2 – УВМ оптимизации адаптивного управления, начальной настройки стана, сбора и обработки технологической информации; 3 – локальные системы автоматического регулирования; 4 – нагревательные печи; 5 – черновая группа клетей; 6 – летучие ножницы; 7 – чистовая группа клетей; 8 – система охлаждения полосы; 9 – моталка.

Для управления отдельными механизмами и технологическими участками применяются локальные системы автоматического регулирования (ЛСАР), которые могут быть выполнены как на аналоговых, так и на цифровых элементах. Эти системы совместно с датчиками контроля составляют нижний уровень автоматизации, управляемый от среднего уровня.

На среднем уровне устанавливаются несколько ЭВМ (в данном случае – 3), обеспечивающих адаптивное и оптимальное управление станом на основе принятых модулей и критериев и полученной информации о ходе технологического процесса, начальную настройку стана, сбор и обработку технологической информации.

УВМ верхнего уровня связана с АСУП цеха и предприятия и в ряде случаев может выполнять функции, принадлежащие низшей ступени иерархии АСУП.

Применение нескольких ЭВМ как на низшем, так и на среднем уровнях АСУ ТП соответствует современной тенденции внедрения децентрализованных систем управления, появление которых обусловлено усложнением ОУ и повышением требований к надежности систем.

Внедрение децентрализованных АСУ успешно осуществляется благодаря появлению микропроцессов и созданных на их основе микро ЭВМ и ПМК (контроллеров).

Реализация принципов прямого цифрового управления на основе использования микропроцессоров в децентрализованной АСУ ТП позволяет построить наиболее экономичную, гибкую и удобную в эксплуатации АСУ ТП.