TRACE MODE在球礦金屬噴鍍裝置自控系統(tǒng)中的使用

奧斯克爾鋼鐵冶金工廠是俄羅斯唯一一家生產(chǎn)并在爐料中使用直接還原鐵劑――金屬噴鍍球礦的企業(yè)。奧斯克爾冶金股份公司的冶金工藝流程包含四個基本階段：從鐵礦石中生產(chǎn)氧化球礦；從氧化球礦中生產(chǎn)金屬噴鍍球礦；熔煉鋼和生產(chǎn)不間斷鑄造坯料；從不間斷鑄造的坯料中生產(chǎn)軋材。 礦石成球車間由面積為480平方米的壓縮機構成，每年可以生產(chǎn)260多萬噸的氧化球礦。金屬噴鍍車間由四臺豎爐組成，每年可以生產(chǎn)兩種金屬噴鍍球礦170萬噸以上。其中，經(jīng)過純化的產(chǎn)品供應外部使用者，而非純化的產(chǎn)品自己使用。經(jīng)過金屬噴鍍熱處理過的純化球礦是優(yōu)質(zhì)金屬原料。這種原料是利用專門工藝在金屬噴鍍裝置中進行生產(chǎn)，使其在受潮時盡量避免二次氧化。奧斯克爾鋼鐵冶金工廠擁有金屬噴鍍球礦純化工藝的專有技術。 電熔煉鋼車間包括四臺150噸位的電弧爐，兩臺鋼成套加工機組，兩臺真空裝置，兩臺鋼的氬換氣設備，四臺帶有四個槽的徑向型不間斷鑄造坯料機。生產(chǎn)的產(chǎn)品是剖面為300X360mm，長度為4.2—11.8米的連續(xù)鑄造坯料。在2000年產(chǎn)量達到210萬噸連續(xù)鑄造坯料。 一號型材軋制車間擁有初軋逆動機座DУО 1000，有兩組不間斷的四機座構成的軋機 700。車間還有熱加工和軋材精加工工段。一號型材軋制車間預計年生產(chǎn)140萬噸圓為80—180mm，方為70—170mm的軋材，將來可發(fā)展到230萬噸。 二號型材軋制車間在2001年投產(chǎn)。目前，正在進行投產(chǎn)調(diào)試工作，處于生產(chǎn)工藝試制階段。二號型材軋制車間預計每年總產(chǎn)量100萬噸的12—75mm圓型材，12—70 mm方型材，12—75 mm六面體型材和厚度6—23 mm、寬度30—120 mm的扁鋼。 豎爐1－2和3－4的控制系統(tǒng)位于兩個房間內(nèi)，并且在水供應上有共用部分（控制臺）。在自動化方案的實施中，德國公司《Lurgi》，《Simens》，《Teleperm》起了主要作用。所提供的可靠設備和高水平方案可保證在15年內(nèi)不需要對金屬噴鍍球礦的生產(chǎn)進行更新改造。 奧斯克爾鋼鐵冶金工廠與消費者的關系受市場調(diào)節(jié)，這提高了對金屬噴鍍工藝進行控制的要求。此時，俄羅斯自動化系統(tǒng)和軟件市場上出現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)商EMICON和AdAstrA（莫斯科市）。 AdAstra公司以TRACE MODE為基礎，所追求的目標是創(chuàng)建一個可以使1－2號金屬噴鍍豎爐的技術人員的經(jīng)驗得到最大程度運用的“開放式”操作站。 從一開始，自動化和計量部的工作人員和礦石成球和金屬噴鍍車間的技術人員做出了整體決定，即最大程度的利用TRACE MODE軟件的功能和可靠性，以建立豎爐操作員的人機界面。 在開發(fā)任何一種屏幕形式時，都分析了班組人員對屏幕的接受能力。開發(fā)工作是直接在豎爐現(xiàn)場進行的。為了降低不正確操作帶來的風險，在第一階段，決定建立不帶有操作成分的純信息系統(tǒng)。此系統(tǒng)可最大程度的實現(xiàn)工藝人員自適應，并且能減少培訓的支出。 在將系統(tǒng)交付投產(chǎn)試運行時，為了有效地查明缺陷和排除不足，自動化和計量部參與開發(fā)的工作人員被安排到班組中。在自動化系統(tǒng)在“交鑰匙”后的第一個階段里，節(jié)省了60臺多通道自動記錄器，而且，另外增加了120個模擬參數(shù)的記錄。通過使用新系統(tǒng)，在第一個階段便節(jié)約了購買進口設備的支出。成本回收期為一年。 所開發(fā)的自動化系統(tǒng)利用了TRACE MODE的所有功能——其中包括動畫制作和聲音效果。第一階段使用的AdAstra開發(fā)工具有32000條通道和兩臺實時監(jiān)視器。 在工程的第二階段，計劃將豎爐的控制、防護和分作接入系統(tǒng)。為了完成事件存檔和報表文件生成的任務，另外使用了第三臺實時監(jiān)視器和文件服務器（Documentation Server）。在這里，為了控制豎爐設備和機組的運行還使用了內(nèi)置于實時監(jiān)控器中用于查找和分析事件的應用軟件和圖表。 這項工作取得了以下的結果： 1.替換了控制、防護和分組系統(tǒng)的老化設備； 2.排除了豎爐因“不明原因”而停機的情況，減少了停工時間； 3.生成所有事故的報表，創(chuàng)建分析系統(tǒng)； 4.豎爐工作期間的報告； 5.換班工具。 系統(tǒng)第二階段的交付使用可減少在查明停車原因期間的設備停工時間，提高生產(chǎn)進度。這一時期的資本回收期大約為12個月。 工程第三階段，完成了金屬噴鍍車間稱重設備改造任務。為了完成這個任務，使用了EMICON公司的材料統(tǒng)計系統(tǒng)的控制器（КСУМ-01?。?。該產(chǎn)品穩(wěn)定的計量特性可以使材料的統(tǒng)計工作得到改善，而文件服務器（Documentation Server）能對工作步驟進行自動記錄。КСУМ-01А 和TRACE MODE可節(jié)約與校準皮帶稱相關的支出。這里使用的是4.20 版的TRACE MODE。 在工程第四個階段，基于TRACE MODE和EMICON公司控制器的第二個豎爐實現(xiàn)了向自動化的過渡。當然，在第二個豎爐上得到的結果是和第一個豎爐相同的。另外，還將調(diào)節(jié)站上的局域調(diào)節(jié)器替換成自適應調(diào)節(jié)器。 一號和二號豎爐的自動化結構圖如圖1和圖2所示。系統(tǒng)的技術特性如表1所示。 通過使用TRACE MODE軟件為每一個階段帶來了實際的經(jīng)濟效益，還為建立一個強大的，能夠擔負諸如于2001年完成的奧斯克爾鋼鐵冶金工廠350軋機外部設備自動化“交鑰匙”工程項目的設計組提供了前提。 圖1，一號金屬噴鍍爐的控制和可視化系統(tǒng)的結構圖 圖2，二號金屬噴鍍爐的控制和可視化系統(tǒng)的結構圖