Объект:
Модернизация транспортных устройств участка газовой роликовой печи

Географическое расположение:
ОАО «Челябинский трубопрокатный завод», ТПЦ №1, г. Челябинск

Брифинг проекта:
Проектирование и изготовление частотно-регулируемых приводов. Комплексная автоматизация участка, проектирование, поставка и ввод в действие.

Дата сдачи проекта: 2002-05

Описание проекта:

Выполненный объем работ включает в себя:

• рабочий проект электрооборудования;
• программное обеспечение для контроллера и визуализации;
• комплектная поставка оборудования;
• шеф-монтаж оборудования;
• пусконаладочные работы.

Трубы в горячем состоянии после пильгерстана рольгангом транспортируются в зону дисковой или роторной пилы на позиции реза: переднего конца, мерной длины и заднего конца трубы. В основу конструкции, вновь устанавливаемой роторной пилы, положен принцип кругового перемещения быстровращающегося пильного диска в плоскости, перпендикулярной оси проката. Трубы после порезки принимаются подъемным рольгангом. С подъемного рольганга труба перекладывателем передается на промежуточную решетку перед дозатором – укладывателем, с помощью которого затем подается на проходной рольганг. Далее предусматривается три технологических варианта работы:

Вариант 1. Трубы, не требующие подогрева и нормализации в газовой роликовой печи.
Вариант 2. Трубы, требующие подогрева и нормализации в газовой роликовой печи.
Вариант 3. Трубы, не требующие нормализации и калибровки, подлежат передаче на охладительные столы.

Трубы, не требующие подогрева и нормализации, транспортируются рольгангами к калибровочному стану, минуя газовую роликовую печь (вариант 1).

В вариантах 2 и 3 труба с проходного рольганга перекладывателем укладывается на промежуточную решетку. Затем, задержником – толкателем передается на рычаги укладывателя, с помощью которых труба укладывается на рольганг перед печью. Далее трубы, не требующие нормализации и калибровки (вариант 3), с рольганга перед печью перекладывателем передаются на решетку. Далее, трубы дозатором – укладывателем укладываются на рольганг, который передает их на охладительные столы.

Трубы, требующие подогрева и нормализации (вариант 2), рольгангом перед печью задаются в газовую печь. Далее, с помощью печного рольганга, трубы проходят газовую печь. Транспортировка труб в печи осуществляется с помощью роликов с жаропрочной бочкой и водоохлаждаемым валом. Затем, рольгангом за печью транспортируются до стационарного упора. С рольганга за печью труба перекладывателем передается на подъемный рольганг, который задает трубу в калибровочный стан.

Техническое решение:

АСУ транспортными механизмами обеспечивает транспортировку труб от пильгерстана к дисковой или роторной пиле, обрезку переднего и заднего концов труб, резку труб на мерные длины и дальнейшую их транспортировку в 3-х направлениях, как в ручном, так и в автоматическом режимах работы. Система управления обеспечивает выполнение всех технологических блокировок и блокировок безопасности, отключение механизмов в аварийных режимах.

Для отображения технологических параметров процесса использованы текстовые панели оператора типа ОР17 (фирма Siemens), установленные на пультах управления. Скоростные режимы приводов роторной пилы задаются оператором с панели ОР1, и по сети Profibus-DP через контроллер S7-300, передаются непосредственно в частотно-регулируемые приводы Simovert MasterDrives. Скоростные режимы печного рольганга, рольгангов перед и за печью в ручном режиме работы также задаются оператором с панели ОР2, и по сети Profibus-DP через контроллер S7-300, передаются непосредственно в частотно-регулируемые приводы Simovert MasterDrives.

В автоматическом режиме скоростные режимы рольгангов формируются системой АСУ ТП печи в зависимости от:

• сортамента обрабатываемых труб;
• температурного режима в зонах печи.

АСУ газовой роликовой печи включает в себя комплекс контрольно-измерительного оборудования, контроллера и интерфейсных устройств и обеспечивает заданную температуру труб на выходе из печи. Для поддержания стабильной температуры в печи на систему автоматизации возложены задачи по контролю и управлению следующими параметрами:

• подача газа и воздуха в 5-ти зонах регулирования;
• давление газа и воздуха на подводе печи;
• давление в печи;
• расход воздуха через рекуператор;

Датчики, блокировочные сигналы, сигналы состояния исполнительных механизмов обрабатываются и нормализуются до уровня 4…20мА (аналоговые сигналы) и 0 / =24В (дискретные сигналы). Контроллер получает следующие нормированные сигналы:

• температура в каждой из 5-ти зон печи;
• расход газа и воздуха по зонам;
• температура металла в 6-ти точках;
• давление газа и воздуха на подводе;
• давление печи;
• температура газа и воздуха до и после рекуператора;
• положения исполнительных механизмов.

Регулирование расхода и давления производится с использованием исполнительных механизмов МЭО с электрическим приводом.

Система автоматики безопасности автономна от контроллера. При понижении или повышении давления газа, при понижении давления воздуха, при понижении давления в печи и при падении напряжения происходит аварийная отсечка газа. 

Температурные и скоростные уставки для печи и рольганга могут выбираться как самим нагревальщиком, так и алгоритмом АСУ. Они выбираются в зависимости от типоразмера, марки стали и начального температурного состояния труб таким образом, чтобы на выходе из печи температура металла соответствовала заданной.

Система визуализации выполнена с использованием SCADA пакета WinCC. Ввод уставок в контроллер S7-400, отображение контролируемых параметров в виде таблиц, графиков, схем и других графических представлений, хранение их в архиве осуществляется с помощью компьютера РС1. Частично интерфейс «оператор-контроллер» дублируется панелью оператора ОР3, которая работает параллельно станции РС1 и может заменить ее для ввода уставок в контроллер.

Сроки реализации:

• Начало проекта - август, 2001 год
• Пуск в эксплуатацию – май, 2002 год.