Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700
Представлено описание новой автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) порезки горячих слябных раскатов ЛПЦ-1700, входящей в состав Мариупольского металлургического комбината им. Ильича....
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2012
|
| Назва видання: | Металл и литье Украины |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116016 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 / Н.А. Келий, Г.А. Кашков, Р.В. Чеблатов, В.С. Пронюшкин, С.Д. Негрий, С.И. Лагутин, В.П. Моргулис // Металл и литье Украины. — 2012. — № 2-3. — С. 62-65. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-116016 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1160162017-04-18T03:02:42Z Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 Келий, Н.А. Кашков, Г.А. Чеблатов, Р.В. Пронюшкин, В.С. Негрий, С.Д. Лагутин, С.И. Моргулис, В.П. Представлено описание новой автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) порезки горячих слябных раскатов ЛПЦ-1700, входящей в состав Мариупольского металлургического комбината им. Ильича. Представлено опис нової автоматизованої системи управління технологічним процесом (АСУТП) порізки гарячих слябних розкатів ЛПЦ-1700, що входить до складу ПАТ «Маріупольський металургійний комбінат ім. Ілліча». Description of the new technological process control system for hot breakdown bars cutting at the sheet-rolling shop 1700, a subdivision of «Ilyich Iron & Steel Works» PJSC, is presented. 2012 Article Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 / Н.А. Келий, Г.А. Кашков, Р.В. Чеблатов, В.С. Пронюшкин, С.Д. Негрий, С.И. Лагутин, В.П. Моргулис // Металл и литье Украины. — 2012. — № 2-3. — С. 62-65. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2077-1304 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116016 621.771.22:62.412 ru Металл и литье Украины Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Представлено описание новой автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) порезки горячих слябных раскатов ЛПЦ-1700, входящей в состав Мариупольского металлургического комбината им. Ильича. |
| format |
Article |
| author |
Келий, Н.А. Кашков, Г.А. Чеблатов, Р.В. Пронюшкин, В.С. Негрий, С.Д. Лагутин, С.И. Моргулис, В.П. |
| spellingShingle |
Келий, Н.А. Кашков, Г.А. Чеблатов, Р.В. Пронюшкин, В.С. Негрий, С.Д. Лагутин, С.И. Моргулис, В.П. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 Металл и литье Украины |
| author_facet |
Келий, Н.А. Кашков, Г.А. Чеблатов, Р.В. Пронюшкин, В.С. Негрий, С.Д. Лагутин, С.И. Моргулис, В.П. |
| author_sort |
Келий, Н.А. |
| title |
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 |
| title_short |
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 |
| title_full |
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 |
| title_fullStr |
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 |
| title_full_unstemmed |
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 |
| title_sort |
автоматизированная система управления технологическим процессом (асутп мр) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения лпц-1700 |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/116016 |
| citation_txt |
Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700 / Н.А. Келий, Г.А. Кашков, Р.В. Чеблатов, В.С. Пронюшкин, С.Д. Негрий, С.И. Лагутин, В.П. Моргулис // Металл и литье Украины. — 2012. — № 2-3. — С. 62-65. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Металл и литье Украины |
| work_keys_str_mv |
AT kelijna avtomatizirovannaâsistemaupravleniâtehnologičeskimprocessomasutpmrporezkigorâčihslâbnyhraskatovnanožnicahobžimnogootdeleniâlpc1700 AT kaškovga avtomatizirovannaâsistemaupravleniâtehnologičeskimprocessomasutpmrporezkigorâčihslâbnyhraskatovnanožnicahobžimnogootdeleniâlpc1700 AT čeblatovrv avtomatizirovannaâsistemaupravleniâtehnologičeskimprocessomasutpmrporezkigorâčihslâbnyhraskatovnanožnicahobžimnogootdeleniâlpc1700 AT pronûškinvs avtomatizirovannaâsistemaupravleniâtehnologičeskimprocessomasutpmrporezkigorâčihslâbnyhraskatovnanožnicahobžimnogootdeleniâlpc1700 AT negrijsd avtomatizirovannaâsistemaupravleniâtehnologičeskimprocessomasutpmrporezkigorâčihslâbnyhraskatovnanožnicahobžimnogootdeleniâlpc1700 AT lagutinsi avtomatizirovannaâsistemaupravleniâtehnologičeskimprocessomasutpmrporezkigorâčihslâbnyhraskatovnanožnicahobžimnogootdeleniâlpc1700 AT morgulisvp avtomatizirovannaâsistemaupravleniâtehnologičeskimprocessomasutpmrporezkigorâčihslâbnyhraskatovnanožnicahobžimnogootdeleniâlpc1700 |
| first_indexed |
2025-07-08T09:46:32Z |
| last_indexed |
2025-07-08T09:46:32Z |
| _version_ |
1837071589881937920 |
| fulltext |
�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012
УДК 621.771.22:62.412
Н. А. Келий, Г. А. Кашков, Р. В. Чеблатов, В. С. Пронюшкин, С. Д. Негрий, С. И. Лагутин*,
В. П. Моргулис**
ПАО «Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича», Группа Метинвест
*ООО Научно-исследовательское проектно-конструкторское бюро «ДИЗАР», Харьков
**ЧАО «Тяжпромавтоматика», Харьков
Автоматизированная система управления технологическим
процессом (АСУТП МР) порезки горячих слябных раскатов
на ножницах обжимного отделения ЛПЦ-1700
Представлено описание новой автоматизированной системы управления технологическим процессом
(АСУТП) порезки горячих слябных раскатов ЛПЦ-1700, входящей в состав Мариупольского металлургического
комбината им. Ильича.
Ключевые слова: АСУТП МР, бесконтактное измерение, ЛПЦ-1700, сляб, раскат, транзит, температура
поверхности, энергозатраты
В настоящее время на участке порезки слябов
ЛПЦ-1700 ведется монтаж и наладка системы
АСУТП МР, разработанной и изготовленной
ЧАО «Тяжпромавтоматика», г. Харьков.
Система АСУТП МР предназначена для решения
основных технологических проблем в процессе про-
изводства слябов на участке порезки. Она является
связующим звеном между АСУТП нагревательных
колодцев и АСУ ППП стана 1700 и служит для рас-
кроя раскатов перед порезкой на слябы, измерения
размеров слябов, их температуры, оценки пригод-
ности к транзитной прокатке, автоматического сле-
жения, и выдачи данных в общецеховую сеть.
Подсистема измерения длины слябов, а так-
же длины и ширины горячих слябных раскатов в
АСУТП МР выполнена на основе бесконтактных,
оптико-электронных датчиков (ОЭД) типа «DIZAR-
ALS» разработки ООО НИ ПКБ «ДИЗАР», г. Харьков
(рис. 1). Чувствительными элементами датчиков
являются линейки (количество чувствительных эле-
ментов в линейке ПЗС-5150) приборов с зарядовой
связью (ПЗС) [1]. Инструментальная погрешность
подсистемы измерения длины слябов и раскатов,
приведенная к линии визирования на рольганге,
составляет 1,5 мм. Подсистема измерения длины
слябов включает в себя установленные последова-
тельно по ходу металла два датчика длины слябов
(ДДС-1 и ДДС-2). Общая длина линии визирования
на рольганге этих датчиков составляет 25 м. Датчики
длины прикреплены к стене цеха на расстоянии 20 м
от оси рольганга, практически вне зоны негативного
воздействия окружающей среды.
Наличие прецизионной трехстепенной механи-
ческой системы ориентации корпуса и дополнитель-
ной оптической системы для выставки и контроля по-
ложения линии визирования на объекте измерения
без демонтажа узлов датчика, а также увеличенное
более чем в два с половиной раза число чувстви-
тельных элементов ПЗС отличают (с положитель-
ной стороны) датчики фирмы «ДИЗАР» от известных
аналогов российских и немецких производителей.
Датчик измерения ширины раската (ДШР) по всем
конструктивным, эксплуатационным и техническим
характеристикам (кроме объектива, обеспечивающе-
го длину линии визирования, лежащую в плоскости
рольганга) унифицирован с ДДС. Инструментальная
погрешность системы измерения ширины раската
составляет около 0,5 мм.
Положительным фактором, отличающим ши-
риномер типа «DIZAR-WGM» фирмы «ДИЗАР» от
Рис. 1. Схема размещения датчиков длины в вертикальной
плоскости (вид по ходу металла); *размер уточняется
Рабочая площадка
Посадочная галерея
машиниста крана
Ось диаграммы визирования
Прокат
на рольганге
+ 0,800
0
15000
+ 14170
+ 18000
300*1100*
�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012
конструкций известных шириномеров, размещаемых
над рольгангом, является то, что оптико-электрон-
ный прибор находится не над рольгангом с горячим
металлом, а вне зоны активного воздействия не-
гативных факторов среды и не требует водяного
охлаждения электронных узлов датчика. При этом
ДШР в легком защитном кожухе устанавливают
на полу цеха, сбоку от рольганга, на расстоянии
нескольких метров от его продольной оси, в мес-
те, удобном для его обслуживания и оперативного
ремонта даже во время нахождения на рольганге
горячих раскатов. При таком размещении ДШР ви-
зирование раскатов на рольганге выполняют через
специально изготовленное для условий эксплуата-
ции цеха зеркало, размещенное над рольгангом на
высоте до 5 м. Такая схема визирования эквива-
лентна размещению ДШР непосредственно над
рольгангом на высоте примерно 11 м, которая в
условиях цеха является недопустимой, так как по-
падает в диапазон высоты работы кранового обору-
дования.
Для измерения толщины раскатов используют
магнитострикционные датчики линейных переме-
щений – датчики толщины раската (ДТР), разрабо-
танные и изготовленные фирмой «ДИЗАР» на ба-
зе линейных датчиков стержневой серии фирмы
«BALLUFF». Эти датчики устанавливают непосред-
ственно на ножницах, они имеют абсолютную по-
грешность измерения длины (в диапазоне относи-
тельного перемещения прижима и нижнего суппорта
ножниц), не превышающую одной десятой милли-
метра. Выходы ДТР-левого и ДТР-правого подклю-
чают ко входам сервера АСУТП МР, в котором фик-
сируются измеренные значения толщин каждого
раската плавки, выполненные при каждом резе рас-
ката, как минимум, в двух его сечениях – при отре-
зании головной и донной обрезей.
Пригодность слябов к транзитной прокатке опре-
деляют методом функциональной оценки пластиче-
ских свойств металла по характеристикам нагружения
привода ножниц при порезке раската и измеренной
температуре поверхности его торцов. Таким обра-
зом, при порезке раската на два сляба однозначно
дифференцируются пластические свойства металла
в головной, средней и донной частях раската, что
соответствует пластическим свойствам головной и
хвостовой частей каждого сляба.
АСУТП МР оснащена электронным оборудова-
нием и программным обеспечением, которые позво-
ляют при каждом резе раската получать информа-
цию о величине энергопотребления привода ножниц
на деформацию металла раската сдвигом. Эти энер-
гозатраты зависят от многих факторов, в том числе
от марки стали, площади поперечного сечения рас-
ката, его ширины, толщины, температуры и т. д.
Фактическое энергопотребление привода ножниц
сравнивают с допустимым для конкретного раска-
та. Значение допустимого энергопотребления на
порезку можно корректировать с учетом фактиче-
ских энергозатрат на прокатку каждого сляба по
нагрузкам клетей черновой группы ЛПЦ-1700, кото-
рые будут переданы в АСУТП МР (после внедрения
информационной системы слежения). Значения до-
пустимых величин энергопотребления на порезку
необходимо также периодически корректировать в
связи, например, с износом ножей ножниц и после
каждой их замены.
Допустимое (пороговое) значение энергопотреб-
ления для отрезаемого сляба определяют на осно-
вании измеренных геометрических размеров сля-
ба и коэффициентов, учитывающих фактические ха-
рактеристики прокатываемого металла, таких как:
марка стали, температура, время транспортировки,
а также состояние оборудования.
Предлагаемый метод оценки фактических плас-
тических свойств металла при порезке раскатов на
ножницах по величинам энергозатрат электроприво-
да ножниц подтвержден исследованиями д-ра техн.
наук Б. Полякова [2]. Доказана высокая степень кор-
реляции фактических усилий, необходимых на плас-
тическую деформацию сдвига при порезке заготовок
на ножницах и током электропривода ножниц.
Указанные зависимости и коэффициенты уточня-
ют в процессе освоения АСУТП МР на базе факти-
ческих и экспериментальных данных с использова-
нием методов регрессионного анализа.
Температуру поверхности сляба, в том числе тем-
пературу его переднего и заднего торцов, определя-
ют двумя пирометрами типа «Термоскоп – 600-1С»
(модель ВТО: температурный диапазон 600-1500 °С;
оптическая схема К23) с выходным гальванически
изолированным сигналом 4-20 мА. Пирометры под-
ключают к модулям приема входной информации
сервера.
Информацию с пирометров о распределении тем-
ператур по верхней поверхности каждого сляба и его
торцов архивируют вместе с информацией о других
параметрах сляба и передают со слябом последова-
тельно на другие участки технологического передела.
Одна из важных функций АСУТП МР – автома-
тическое обеспечение «прослеживаемости» про-
ката, являющееся необходимым условием систе-
мы менеджмента качества, сертифицированной по
ISO 9001. На участке за ножницами, где поток слябов
может разделяться на два направления – транзитом
к черновым клетям на стан 1700 (без нагрева) и на
шлеппер (в методические печи стана 1700 или на
склад слябов), система автоматически отслеживает
направление движения сляба. Перечень измеряе-
мых параметров, диапазонов измерений датчиков,
основной приведенной погрешности датчиков пред-
ставлены в таблице.
Для обеспечения метрологической аттестации
системы (вследствие уникальности принятых техни-
ческих решений) разработаны программа и методи-
ка метрологической аттестации с использованием
специальных калибраторов. Так, калибратор оптико-
электронных систем (КОС) выполнен на базе маг-
нитострикционного датчика линейных перемещений
длиной 1400 мм фирмы «BALLUFF». Основная абсо-
лютная погрешность КОС не превышает 10 мкм.
Структурно АСУТП МР выполнена в виде двух-
уровневого распределенного программно-техниче-
ского комплекса (рис. 2).
�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012
В состав нижнего уровня АСУТП МР входят: дат-
чик длины раскатов – ДДР; датчик ширины раска-
тов – ДШР; два датчика длины слябов – ДДС-1 и
ДДС-2; два датчика толщины раскатов – ДТР-л
(левый) и ДТР-п (правый); датчик момента време-
ни реза (команды на рез) ножниц – ДМВР; датчики
энергопотребления на порезку раската – ДЭП-н и
ДЭП-т; бесконтактные датчики температуры поверх-
ности сляба – ДТС-1 и ДТС-2; модули гальваниче-
ской развязки; два четырехканальных комплекса
электронных согласующих устройств (КЭСУ).
В состав верхнего уровня АСУТП МР входят: сер-
вер АСУ ТП МР; автоматизированное рабочее место
(АРМ) инженера; АРМ фабрикатора (АРМ-Ф); АРМ
оператора ножниц (АРМ-ОН); АРМ оператора cтал-
кивателя слябов (АРМ-ОС); АРМ контролера ОТК
(АРМ-ОТК); коммутатор ETHERNET.
При разработке математического обеспечения
максимально использован модульный принцип по-
строения алгоритмов и типизация алгоритмических
модулей.
Новая система АСУТП МР установлена на уча-
стке порезки раскатов взамен системы мерного ре-
за (СБОР), введенной в эксплуатацию в 1995 г. [3],
показавшей себя достаточно надежной в работе и
выведенной из эксплуатации по причине мораль-
ного и физического износа. Функции АСУТП МР
существенно расширены по сравнению со СБОР.
Выводы
Введение в эксплуатацию
АСУТП МР позволит: снизить ава-
рийность оборудования участка
порезки и ЛПЦ-1700; повысить точ-
ность учета металла, прошедшего
участок порезки; снизить потери
годного металла с обрезью и затра-
ты на нагрев слитков и «угар» ме-
талла в нагревательных колодцах
и методических печах; увеличить
количество слябов, направляемых
на транзитную прокатку; обеспе-
чить измерение параметров сля-
бов на участке порезки, учет по
потоку и выдачу информации в
общецеховую сеть; существенно
улучшить условия работы персо-
нала участка порезки.
Параметры, диапазоны измерений датчиков, основная приведенная погрешность измерительных систем
Измеряемый параметр Количество
датчиков
Диапазон
измерений датчика
Погрешность
измерения, %
Длина раската (в горячем состоянии), мм 1 2…14500 0,50
Длина сляба (в горячем состоянии), мм 2 1…13500 0,25
Ширина раската (в горячем состоянии), мм 1 0…1600 0,60
Толщина раската (в горячем состоянии), мм 2 0…250 0,40
Температура поверхности и переднего торца сляба, °С 1 600…1400 0,20
Температура поверхности изаднего торца сляба, °С 1 600…1400 0,20
Вариация величины тока привода ножниц под нагрузкой, А 1 330…4580 0,30
ЛИТЕРАТУРА
1. Неизвестный С. И., Никулин О. Ю. Приборы с зарядовой связью. Устройство и основные принципы работы // Спец.
техника. – 1999. – № 4. – С. 18-21.
2. Поляков Б. Особенности технологической нагруженности и процесса резания на сортовых ножницах обжимных и
заготовочных станов // Нац. металлургия. – 2005. – № 4. – С. 64-69.
3. Система безостаточного раскроя слябных раскатов / А. А. Чекер, Г. А. Кашков, В. И. Огей и др. // Сталь. – 1997. –
№ 2. – С. 45-47.
Рис. 2. Структурная схема АСУТП МР
Сервер АСУТП MP
Помещение
АСУ ТП MP
Помещение ПУ-5 Помещение
ПУ-6
АРМ
контролера
ОТК
АРМ
фабрика-
тора
АРМ
оператора
ножниц
АРМ опера-
тора стал-
кивателя
АРМ
инженера
Принтер
Модули
гальваниче-
ской связи
Принтер
КЭСУ-1
КЭСУ-2
ДДС-1 ДДС-2
ДШР ДДР
ДТР-л ДТР-п ДЭП-т ДЭП-н ДТС-1 ДТС-2 ДМВР
�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012�� ��МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 2-3 (225-226) ’2012
Келій Н. А., Кашков Г. А., Чеблатов Р. В., Пронюшкін В. С., Негрій С. Д.,
Лагутін С. І., Моргуліс В. П.
Автоматизована система управління технологічним процесом
(АСУТП МР) порізки гарячих слябних розкатів
на ножицях обтискного відділення ЛПЦ-1700
Представлено опис нової автоматизованої системи управління технологічним процесом (АСУТП) порізки гарячих
слябних розкатів ЛПЦ-1700, що входить до складу ПАТ «Маріупольський металургійний комбінат ім. Ілліча».
Анотація
technological process control system, sheet-rolling shop 1700, contactless measurement,
slab, breakdown bar, transit, surface temperature, energy inputsKeywords
Keliy N., Kashkov G., Cheblatov R., Pronyushkin V., Negriy S., Lagutin S.,
Morgulis V.
Technological process control system (local)
for hot breakdown bars cutting
at the blooming shears in the sheet-rolling shop 1700
Description of the new technological process control system for hot breakdown bars cutting at the sheet-rolling shop
1700, a subdivision of «Ilyich Iron & Steel Works» PJSC, is presented.
Summary
АСУТП МР, безконтактний вимір, ЛПЦ-1700, сляб, розкат, транзит, температура
поверхні, енерговитрати Ключові слова
|