ОАО Черметавтоматика

Тепловые агрегаты

Система управления тунельной печью №1 для обжига магнезиальных изделий. Цех магнезиальных изделий огнеупорного производства ОАО "НТМК" (2005г.)

Общие данные об объекте

  • Изделия, предназначенные для отжига, укладываются на платформу. С заданным периодом времени в печи производится прогонка, т.е. одновременно происходит посад, перемещение и выдача платформы.
  • Проведена глубокая реконструкция печи и настройка на процесс проведена компанией ОАО «АНХ-Инжиниринг» http://www.anx-ing.ru/.
  • Печь после реконструкции пущена в 2004г.
  • Система управления в полном объеме пущена в апреле 2005г.
  • Внедрение системы управления позволило реализовать требуемую технологию обжига огнеупоров в контролируемой атмосфере продуктов сгорания.

Базовые характеристики системы управления

Система разработана на базе контроллера фирмы «Schneider-Electric» Modicon Momentum, модулей сбора данных ADAM и двух рабочих станций на базе персональных компьютеров. Система визуализации разработана на базе SCADA пакета Intouch 9.0.

Объем выполненых работ

  • Технорабочий проект.
  • Сборка шкафов управления.
  • Поставка оборудования.
  • Шефмонтаж
  • Монтажные работы.
  • Наладка и пуск в эксплуатацию систем автоматики.

Реализованные функции

  • Автоматика безопасности печи.
  • Регулирование заданных значений соотношений «Воздух/Газ» по горелкам.
  • Управление температурой печи в зоне обжига с помощью специально разработанного для данного объекта поискового алгоритма.
  • Регулирование давления в разряжения дымовых газов.
  • Регулирование температуры и давления воздуха на печь.
  • Регулирование распределенной подачи воздуха.
  • Дистанционная установка положения исполнительных механизмов по заданию положения в процентах.
  • Ведение почасовой статистики расхода газа и выданных вагонов.
  • Автоматическое слежение за положением вагонов в печи.
  • Сбор и отображение исторической информации.
  • Выдача сообщений о нарушениях в работе системы.

Всего в печи 52 позиции. На начальных позициях происходит предварительный нагрев отходящими газами. На позициях №№ 26 – 32 расположена зона обжига, где установлены горелки и на этих же позициях производится измерение температуры пирометрами. На оставшихся позициях изделия постепенно охлаждаются.

Мнемосхема управления печью

Мнемосхема управления печью

В соответствии с требованиями технологического процесса в зависимости от типа изделий перед началом прогонки измеренные температуры в зоне обжига должны быть с точностью ?10?С равны заданным значениям. Т.е. процесс регулирования получается циклический. В достигнутое перед прогонкой распределение температур прогонка вносит сильное возмущение, которое требуется компенсировать к началу следующей прогонки. Управление в ручном режиме требует высокой квалификации технологического персонала и практически постоянного вмешательства в процесс обжига. При этом достаточно часто не удается достигнуть требуемых показателей.

Как показала практика, использовать для этой цели классические методы систем автоматического регулирования невозможно. Это вызвано тем, что в данной зоне при изменении положения исполнительных механизмов подачи газа происходит перераспределение газовых потоков в рабочем пространстве печи, что вызывает сильное взаимовлияние измеренных температур друг на друга. Например, при увеличении подачи топлива через горелку на какой-то позиции измеренная температура на этой позиции может уменьшиться, а на какой-то позиции увеличится. При этом регулярная связь между этими соотношениями отсутствует.

Для регулирования температуры в этих условиях был разработан специальный поисковый алгоритм, который в период между прогонками минимизирует квадратичный критерий качества:

J = Σαi(Tизм,i - T*i)2

Здесь i – номер горелки, сумма берется по всем измерениям, Tизм,i – температура, измеренная пирометром, расположенным рядом с i-ой горелкой, а T*i – соответствующая заданная температура. Здесь αi – коэффициент, значение которого равно 1, если измерение по i-му пирометру участвует в регулировании температуры, и 0 – если оно исключено.

Данный алгоритм был положен в основу работы регулятора температуры системы автоматического управления печи. В его программу включен ряд настроек, которые позволили адаптировать его к практической работе, что позволило добиться его высокой эффективности и практически исключить ручное вмешательство оператора в технологический процесс. Пример работы регулятора приведен на рисунке.

График значений квадратичного критерия во времени

Мнемосхема управления печью

На этом рисунке видны возмущения, которые вносит прогонка в значение квадратичного критерия, и как затем регулятор выбирает эти возмущения.


Подробную информацию Вы можете получить по телефону (499)150-8404
факсу (499)150-8402 или запросить по E- mail:
chermet@comintern.ru