CC BY
36
ПРИМЕНЕНИЕ 8СЛБЛ СИСТЕМЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ МОДУЛЯМИ ГИБКОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
© Мамедов Дж.Ф.*
Сумгаитский государственный университет, Азербайджан, г. Сумгаит
В статье рассматривается вопрос разработки автоматизированной схемы специализированных модулей гибкой производственной системы (ГПС) применительно для цветной металлургии на базе БСЛБЛ системы. Исследованием технологических объектов ГПС осуществлен выбор основных элементов автоматического управления температурного режима и контроля давления, которые обеспечивают высокую производительность и эффективность функционирования системы, а также изготовление качественной продукции в производстве.
ГПС для цветной металлургии, где в большом количестве используются технологические оборудования, специальные модули изготовления, транспортировки, складировании, технического контроля и управления продукции, требуют координации, надежного управления и контроля за счет автоматизированных систем. Анализ подобных систем для автоматизации управления ГПС - как сложных технических комплексов показал, что за счет применения нестандартных технических средств и программных систем не достаточно обеспечиваются четкость измерения и контроля необходимых текущих параметров, особенно на специальных производственных модулях поддержания требуемого температурного баланса и давления при изготовлении продукций в ГПС [1].
В этой связи, для повышения эффективности функционирования системы управления ГПС в целом, а также поддержания производительности и надежности работы подсистем контроля и диагностирования отдельных производственных модулей ГПС требуется внедрение готовых комплексных систем, которые обеспечивали бы также целостность всей системы управления, единую интерфейсную панель, гибкость и переналаживае-мость системы. Из опыта реконструкций производств в области цветной металлургии на автоматизацию их технологических операций следует отметить, что внедрение стандартных 8СЛЭЛ систем является важным этапом решения вопросов комплексной автоматизации управления и контроля специальных производственных модулей ГПС и соответственно является практической научно-актуальной задачей [2].
* Доцент кафедры «САПР и программирование», кандидат технических наук, доцент.
Разработанные системы управление ГПС для цветной металлургии сводится к контролю оператора за основными (роботизированные участки) и вспомогательными производственными модулями (измерения температуры, влажности, давления и контроля за качеством продукции) в отдельности на основе показаний индикаторов встроенных блоков управления. При этом производственные модули зачастую находятся в разных помещениях или на больших расстояниях друг от друга. Для таких систем контроля и управления характерны следующие функциональные ограничения: недостаточная скорость реагирования и оперативность оповещения при аварийном состоянии модулей; оператору необходимо непосредственно вести наблюдение за каждым из модулей; недостаточно удобное представление информации об аварийных состояниях; при отключении напряжения питания в модулях и его последующем восстановлении невозможно просмотреть динамику изменения температуры и давления в модулях и соответственно качество заготовок. Недостатками можно считать также отсутствие автоматического ведения величин температуры; изменение параметров блоков в ручном режиме не всегда эргономично; нет возможности одновременного изменения параметров всех блоков; нельзя автоматически протоколировать изменения параметров блока управления и отмечать оператора, производящего эти изменения.
Все эти проблемы и ряд других можно решить с помощью SCADA-системы. В рамках объекта внедрения SCADA систем рассматривается ГПС для цветной металлургии, где требуется координация измерения температурных режимов в производственных печах и контроль давления при работе технологического оборудования в основных производственных модулях, а также измерения других текущих параметров, которые в свою очередь влияют на качество изготавливаемой продукции.
Применяемая ГПС для цветной металлургии SCADA-система по функциональному назначению осуществляет сбор и передачу информации от его производственных объектов к рабочему месту оператора для ее последующей обработки. В соответствии с требованиями исследуемого производства на базе существующей универсальной SCADA-системы выполняя процедуру доукомплектования дополнительными оборудованиями - преобразователями входной температуры в производственных печах и давления воды в изделия на технологических оборудованиях, а также блоками управления (сильноточными реле, индикаторами), изменяется программное обеспечение данной системы. Учитывая сложность структурной схемы производственного процесса исследуемого ГПС (условно представляется на рис. 1), в готовую систему SCADA внедряется специализированные блоки для регулирования температуры и контроля давления в нагревательных печах и технологических оборудованиях производственного потока изготовления алюминиевых изделий для бытовых и промышленных холодильных камер.
Рис. 1.
Основная часть системы регулирования и контроля формируется на основе структурной схемы объектов (Оі) ГПС, которые поддерживают соответствующие температурные режимы и предельное давление в период всего рабочего дня функционирования объектов. Поступающее исходное сырье в виде алюминиевых карточек отжигаются парами в печи (О1) в пределах установленной температуры (500°-600°). Установленный на выходе О1 вентиляционное устройство охлаждает алюминиевые карточки до нормальной температуры. Сушка трафаретных схем на поверхности алюминиевых карточек осуществляется в ламповой печи сушки (О2), где требуемая температура сушки пасты изменяется в пределах (12°°-15°°).
При получении габаритной алюминиевой заготовки на стане холодной сварки (О3) обеспечивается давление сжатия двух касательно вращаемых станов. Далее для нагрева алюминиевой заготовки обеспечивается температурный режим (120°-150°) в печи нагрева (О4). На участке изготовления продукции (О5) в технологических оборудованиях осуществляется контроль давления ввода воды в заготовку. На последнем печи (О6) готовая продукция за счет вентиляции воздушного потока в нем сушится до нормальной окружающей температуры воздуха.
Технологически централизованное управление подсистемами регулирования и контроля на каждом Оі производится с помощью реле термопары и вентилятора на О1; реле лампы на О2; устройство контроля давления зажима на О3; реле термопары на О4; устройство контроля давления раз-дувки на О5; реле вентилятора на О6. Встроенная микропроцессорная
система автоматического регулирования поддерживает в объектах (О1) заданную температуру и давление. В схему блока управления подсистемами объектов (О1) также включены блок питания, датчик напряжения питания, микроконтроллер и индикатор.
Предлагаемый блок управления на базе SCADA-системы позволяет получить полный контроль над управляемым объектом за счет автоматического сбора показаний со всех установленных датчиков и передачи на диспетчерский пункт максимально спектра информации. Используя удоб -ный интерфейс, диспетчер получает текущую / архивную информацию о нормативной температуре в каждом модуле (О1, О2, О4, О6), контроля давления (О3 и О5), влажности воздуха в помещении ГПС, и других важных показателей технологического процесса. Путем установки дополнительных серверов данная система интегрируется с автоматизированной системой управления роботизированных и основных производственных модулей ГПС, а также устройствами контроля электроэнергии, пожаротушения и водоснабжения. Для выбора элементов системы автоматического управления на базе SCADA-системы учитываются специфические свойства и технические характеристики производственного объекта и технологического оборудования в объектах исследуемого ГПС. Так как исследуемый ГПС применительно для цветной металлургии состоит из технологически сложных и опасных объектов, особенно где осуществляется контроль давления, температур нагрева и сушки изделия. При этом должно обеспечиваться непрерывное измерение и преобразование значений измеряемых параметров - давления и температуры в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи и получения информации в цифровом виде, а также формирование логических сигналов при отклонении измеряемых давления и температуры от нижнего и верхнего значений, заданных установками. Таким универсальным устройством является датчик измерения давления и температуры [3]. Данное устройство устанавливается на встроенном цифровом индикаторе и управления технологическими производственными процессами ГПС. При этом цифровые датчики измерения температуры и давления на объектах (О1) ГПС взаимодействуют с микроконтроллером по интерфейсу.
Система сбора и обработки информации для объектов (О1) ГПС конст -руктивно представляет собой набор однотипных блоков управления, подсоединяемых к каждому О1 и имеет связь с рабочим местом диспетчера (рис. 2), испытательным местом, аккумулирует параметры на выделенном сервере базы данных (InterBase) с заданной периодичностью, ведет подробный отчет работы системы.
За счет применения микросхемы внешней памяти обеспечивается хранение данных, накопленные в автоматическом режиме за сутки. Чтобы обеспечить бесперебойную работу блока управления в течение суток при
отключении напряжения питания, в устройство добавлен аккумулятор. В блок управления встроен преобразователь, предназначенный для получения команд управления от рабочего места диспетчера и передачи ему запрашиваемой информации. Микроконтроллер схемы автоматизации функционирует на базе процессора с тактовой частотой 8 МГ ц. В системе реализована аварийная диагностика состояния связи с приборами, которая сигнализирует об ошибках работы системы на экранной форме оператора.
Рис. 2.
Предлагаемая структура автоматизированного управления специализированных модулей ГПС цветной металлургии для поддержания высоко температурного режима измерения, контроля ограниченного давления воды в технологических оборудованиях и измерения текущих значений влажности воздуха, электрического напряжения обеспечивает высокую надежность функционирования и быстродействие за счет рационального выбора схемы автоматизации и элементов технического обеспечения на базе 8САЭА-системы.
Список литературы:
1. Капустин Н.М., Кузнецов П.М., Схиртладзе А.Г., Дьяконова Н.П., Уколов М.С. Автоматизация производственных процессов в машиностроении: учеб. для втузов / Н.М. Капустин, П.М. Кузнецов, А.Г. Схиртладзе и др.; под ред. Н.М. Капустина - М.: Высш. шк., 2004. - 415 с: ил.
2. Анзимиров Л.В. Интегрированная SCADA и Softlogic система TRACE MODE5. - 2002. - № 1.
3. Мамедов Дж.Ф. Автоматизированное проектирование устройства для контроля давления при раздувке каналов испарителей бытовых холодильников // Автоматизация и Современные Технологии. - М., 2001.
