Автоматизация металлургических предприятий

К середине 1960-х гг. определились основные направления развития цветной металлургии, которые сохраняются и в настоящее время: интенсификация технологических процессов, проведение их в режимах, близких к критическим, применение агрегатов большой единичной мощности.

В агрегатах большой единичной мощности отсутствует резервное оборудование и промежуточные емкости, поэтому выход из строя какого-либо аппарата при нарушении в нем технологического режима вызывает аварийную остановку всего агрегата. Стоимость каждой такой установки порой составляет до миллиарда рублей. Отсюда видно, насколько важно обеспечить высокое качество управления агрегатами.

Развитие работ по автоматизации технологических процессов в нашей стране началось в 1950–1960-е гг. Основное внимание было уделено созданию локальных систем, обеспечивающих автоматизацию простейших функций управления технологическими процессами: централизованный контроль, противоаварийную защиту и регулирование (стабилизацию или изменение по заданной программе). Дальнейшее развитие металлургии потребовало создания гораздо более совершенных систем управления – автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

В экономическом плане внедрение АСУ ТП позволяет сделать следующее:

1. Решить основную задачу повышения производительности труда, сокращения численности основного и вспомогательного персонала в результате уменьшения времени на обслуживание и выбора оптимальных условий работы агрегатов.

2. Уменьшить непроизводительные расходы сырья и энергии.

3. Повысить качество продукции.

Социальный эффект АСУ ТП заключается в том, что улучшаются условия труда, создаются условия для повышения квалификации кадров; и создаются объективные условия для совершенствования технологических процессов и оборудования. Совершенствование систем автоматического контроля и управления в металлургической промышленности России является непрерывным процессом, однако можно выделить несколько основных этапов развития автоматизации:

1. Внедрение контрольно-измерительных приборов, что позволило объективно оценивать состояние и ход технологических процессов.

2. Применение дистанционного управления регулирующими органами (клапанами, шиберами, механизмами загрузки и т.д.), которое освободило персонал от физической работы, часто выполняемой в условиях высокой температуры и значительной загазованности.

3. Централизация приборов контроля и дистанционного управления, их размещение на общем щите в специальном помещении. Это способствует более глубокому анализу производственных ситуаций и повышает эффективность управления.

4. Внедрение разомкнутых систем управления с блокировками, обеспечивающими безопасность персонала и технологического оборудования. Разомкнутые системы выполняют операции в определенной последовательности по заданной программе. Например, перевод воздухонагревателей с одного режима на другой, программное регулирование температуры и др.

5. Широкое внедрение замкнутых систем автоматизированного регулирования отдельных параметров технологических процессов (температуры, давления, расхода и др.). Этот этап является очень важным. Человек только устанавливает задание автоматическому регулятору, который поддерживает заданный режим.

6. Разработка комплексных систем контроля и управления, учитывающих взаимные связи между параметрами процесса и работу комплекса технологических агрегатов. Внедрение этих систем способствовало существенному повышению технологических показателей производственных процессов.

7. Разработка и внедрение в производство оптимальных систем управления с применением управляющих вычислительных машин (УВМ), объединенных в управляющие комплексы. Основное назначение этих систем – объединить локальные системы в единую, взаимоувязанную систему, обеспечивающую управление на качественно новом уровне – с использованием в управлении технико-экономических параметров и критериев. Этот этап еще не завершен, АСУ ТП такого типа непрерывно совершенствуются в направлении адаптивного управления, создания игровых систем и т.д.

8. Создание интегрированных АСУ, т.е. согласование действия АСУ ТП с автоматизированными системами управления производством (АСУП) и подчинение действий АСУ ТП стратегии и тактике управления производства в целом.

В настоящее время уровень автоматизации процессов цветной металлургии с известными оговорками можно оценить как соответствующий шестому и частично седьмому и восьмому этапам. Так, уровень автоматизации составляет примерно 70–75 % от необходимого. Основные задачи по автоматизации отрасли вытекают из недостатков реализации соответствующей программы, которые представляют собой следующее:

• значительное отставание от потребностей и несоответствующее качество технических средств автоматизации, в первую очередь, датчиков и исполнительных механизмов;
• недостаточные объемы выполняемых работ в области автоматизации горнодобывающего производства углеродных материалов и меди;
• отсутствие комплексного решения вопросов автоматизации и механизации производства в проектах расширения и реконструкции действующих предприятий;
• отсутствие типовых проектных решений по программному и техническому обеспечению создаваемых АСУ.

Кроме того, в настоящее время созданы необходимые условия для внедрения АСУ ТП, использующих информацию о составе продуктов в потоке с целью оптимального управления технологическими процессами. Разработка и внедрение единых комплексов АСУ ТП и автоматизированных систем аналитического контроля (АСАК) позволяет значительно увеличить экономическую эффективность автоматизированного управления технологическими процессами. Также перспективными являются пути комплексного решения задач модернизации технологии и одновременно с автоматизацией применение в широких масштабах робототехники.

Автоматизация Михайловского Горно-обогатительного комбината
К задачам управления ГТК относятся: управление движением на железнодорожных станциях, контроль состояния подвижного состава и путей, отслеживание местоположения, скорости и других параметров мобильных объектов, формирование оптимальных маршрутов движения и другой навигационной информации