Система автоматического позиционирования нажимного устройства вертикальных валков слябинга 1150 АСУ "САУП НУВВ 1150"

Система автоматического позиционирования нажимного устройства вертикальных валков слябинга (АСУ «САУП НУВВ») предназначена для автоматизированного управления шириной прокатываемых слябов для получения минимальной боковой обрези при последующей транзитной прокатке полученных слябов на широкополосном стане горячей прокатки.

Укрупненная структурная схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1- Укрупненная структурная схема АСУ «САУП НУВВ»

Функции системы:

сбор информации об основных энергосиловых показателях главных приводов слябинга 1150;
сбор информации о положении нажимных устройств слябинга 1150;
сбор информации о состоянии схемы электропривода НУВВ;
сбор информации об основных энергосиловых показателях электропривода НУВВ;
сбор информации с существующих систем в обжимном и листопрокатном цехе через сервер АСУ ТП;
слежение за перемещением металла относительно клетей слябинга на основе собранных данных;
расчет энергозатрат на деформацию;
запоминание и последующее воспроизведение карт обжатий, примененных оператором;
автоматический выбор карт обжатий на основании собранной информации, согласно технологической инструкции;
автоматический расчет положения НУВВ с коррекцией для конкретных условий прокатки с учетом необходимых допусков при последующей прокатке на тонколистовом стане горячей прокатки;
автоматическое перемещение в заданное положение вертикальных валков по команде оператора перед началом очередного прохода;
автоматическое отключение электропривода НУВВ, при аварийной ситуации в электроприводе НУВВ или системе «САУП НУВВ 1150» (Системе);
автоматическая запись аварийных осциллограмм с предысторией 80% для анализа причин аварийных процессов в электроприводе НУВВ и Системе;
вывод на монитор шкафа системы мнемосхемы, осциллограмм реального времени электропривода НУВВ и другой необходимой информации, для контроля за работой электропривода НУВВ дежурным электротехническим персоналом машинного зала;
удобный ввод наладочных параметров без остановки Системы;
защита наладочных параметров от несанкционированного доступа;
формирование и просмотр сообщений Системы в реальном масштабе времени, просмотр сообщений за любой прошедший период, (более 200 типов встроенных сообщений Системы);
диагностика Системы с помощью дополнительного программного обеспечения;
вывод осциллограмм всех основных сигналов Системы в реальном масштабе времени с возможностью изменения цвета вывода, инверсии, остановки, записи, воспроизведения и измерения выбранных сигналов на мониторе ШУ Системы;
возможность одновременной записи всех основных сигналов системы с последующим просмотром в MS Exell для анализа работы системы и технологии прокатки;
вывод на монитор ШУ технологической информации, представленной в графическом виде, необходимой для контроля за работой технологической части Системы;
вывод в графическом виде необходимой технологической информации на рабочую станцию оператора управления слябингом (РСО), (циферблаты нажимных устройств, токи, скорости главных электроприводов, состояние схем электроприводов, готовность систем управления, технологическая информация, таблица прокатки и др.);
вывод на рабочую станцию дежурного электрика машинного зала (РСД) необходимой технологической информации, вывод информации о состоянии электропривода НУВВ, вывод осциллограмм реального времени электропривода НУВВ и главных приводов слябинга, просмотр и печать сообщений системы, просмотр анализ и печать осциллограмм Системы, подготовка и коррекция таблиц прокатки.

Система имеет шесть режимов работы. В трех режимах Система непосредственно управляет электроприводом НУВВ слябинга. Система предусматривает следующие режимы:

Режим «Ручной» - штатный ручной режим работы электропривода НУВВ
Режим «Память» - воспроизведение запомненных режимов обжатий
Режим «Таблица» - автоматический выбор режимов обжатий, согласно режимов обжатий предусмотренных технологической инструкцией и информации полученной по информационной сети о марке стали, типе слитка, заказанных размерах, количестве слитков, числе заказов в плавке.
Режим «Докатка» - вспомогательный режим для временного перехода к ручному управлению нажимным устройством вертикальных валков до начала нового цикла прокатки для устранения дефектов слитка связанных с неравномерным прогревом и др.
Режим «Наладка» - работа системы в режиме наблюдения за прокаткой без вывода управляющих воздействий на электропривод НУВВ;
Режим «Аварийный» - автоматически включающийся режим при неисправностях в системе или электроприводе, приводящее к отключению системы от электропривода НУВВ и отключению защитной коммутационной аппаратуры (если предусмотрено наладочными параметрами).

Аппаратные средства

Система собрана из комплектующих широко известных в мире промышленной автоматизации производителей: ADVANTECH, OCTAGON SYSTEMS, GRAYCHILL, HIRCHMANN, RITTAL, DATAFORTH, WAGO, BALLUFF, FASTWELL и др.

Рисунок 2 – РСО Рисунок 3 – Шкаф управления Системы Рисунок 4 - РСД

Программные средства

Операционная система верхнего и нижнего уровня Системы - QNX4.25

Программное обеспечение реализовано на языке Watcom C, графические приложения реализованы в графической оболочке Photon 1.14.

Рисунок 5 – Основные окна визуализации

Система прошла опытно промышленное опробование и находится в стадии внедрения в обжимном цехе комбината «Запорожсталь».

Достигнута высокая точность позиционирования вертикальных валков слябинга (ошибка не более +/- 1мм по датчику положения), благодаря оригинальным инженерным решениям при определении положения вертикальных валков и применения алгоритма адаптивного нелинейного регулятора положения с коррекцией по статическому току и ЭДС электропривода нажимного устройства. Трудности, в обеспечении такой точности, были связаны с изменяющейся во времени статической нагрузкой на электропривод НУВВ, а так же его схемотехническими и механическими особенностями не позволяющими перенастроить привод для получения требуемых параметров, предусмотренных классической теорией электропривода, без больших капитальных затрат. Изменение статической нагрузки на электропривод НУВВ является следствием особенности конструкции механической части НУВВ и его эксплуатации. На изменение статической нагрузки влияет изменение режимов работы механизма НУВВ, температура окружающей среды, межремонтное обслуживание, ускоренный износ механической части.

Рисунок 6 – Осциллограмма работы электропривода НУВВ под управлением Системы

Система является уникальной, так же как уникален и каждый обжимной стан.

Наработки, полученные при создании данной Системы, могут быть использованы для построения различных систем автоуправления нажимными устройствами прокатных станов.