Мырышты жабынды жағу желілері
Қазақстан республикасы Білім және Ғылым министірлігі
Қарағанды мемлекттік индустриялық университеті РМК
Орынбасар Ізбасар Болатбекұлы
Тақырыбы: Жағылатын жабынның қасиеттерін жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЦГЦА үздіксіз ыстық алюмоцинкациялау агрегатын жабу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
5В070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы
Теміртау 2020 ж.
Қазақстан республикасы Білім және Ғылым министірлігі
РМК Қарағанды мемлекттік индустриялық университеті
Энергетика, автоматтандыру және есептеу техникасы
Қорғауға жіберілді
Энергетика, автоматтандыру және
есептеу техникасыкаф.меңгерушісі
т.ғ.к, доцент. Конакбаева А.Н.
________________2020ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
Тақырыбы: Жағылатын жабынның қасиеттерін жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЦГЦА үздіксіз ыстық алюмоцинкациялау агрегатын жабу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту
5В070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы
Орындаған
АиУ-16к тобының студенті Орынбасар І.Б.
Ғылыми жетекшісі
т.ғ.д., профессор Жаутиков Б.А.
Теміртау 2020 ж.
АҢДАТПА
Жағылатын жабынның қасиеттерін жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЦГЦА үздіксіз ыстық алюмоцинкациялау агрегатын жабу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту тақырыбындағы дипломдық жоба 81 беттен тұратын түсіндірме жазбадан және 5 бет графикалық бөлімнен тұрады.
Түсіндірме жазба сегіз бөліктен тұрады. Біріншісі-өндірістің сипаттамасы, мұнда цех қызметі, цех процесі және цех өндіретін өнім сипатталған.
Екінші бөлім-мұнда орнатылған автоматтандырудың сипаттамалары, агрегаттың негізгі техникалық сипаттамалары сипатталады, алюминий-мырыштау агрегатының автоматты жүйесі, оның құрамы, мақсаты және процесті басқару сипатталады. Жабын торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқарудың болашақ жүйесінің қажетті сипаттамалары сипатталды, модернизациялауға міндеттер қойылды.
Үшінші бөлімде қойылған міндеттерге сәйкес контроллерлерге, термоконтроллерлерге және термопараға аналитикалық талдау жасалды.
Төртінші бөлімде реттеу заңын таңдау және реттеуіштің баптауларын есептеу жүргізілді.
Бесінші бөлімде техникалық құралдарды таңдау, реттеуші және атқарушы механизмді таңдау жүргізілді.
Алтыншы бөлімде технологиялық процесті басқару жүйесін таңдау мен таңдалған контроллердің сипаттамасы жасалды.
Экономикалық бөлімде күрделі салымдарды есептеу жүргізілген және жаңғыртудан жылдық экономикалық тиімділігі есептелді.
Қауіпсіздік және экологиялылық бөлімінде қауіпсіздік техникасы, зиянды және қауіпті факторлардың адамға және қоршаған ортаға әсері қарастырылған. Осы факторлардың әсерін төмендету бойынша шаралар қарастырылды.
АННОТАЦИЯ
Данный дипломный проект на тему: Модернизация системы автоматического управления температурой расплава металла узла покрытия агрегата непрерывного горячего алюмоцинкования ЦГЦА АО АрселорМиттал Темиртау с целью улучшения свойств наносимого покрытия состоит из пояснительной записки на 81 листах и графической части на пяти листах.
Пояснительная записка содержит восемь частей. Первая - описание производства, здесь описан деятельность цеха, процесс цеха и производимая цехом продукция.
Вторая часть - здесь описываются характеристики существующей автоматизации, основные технические характеристики агрегата, описана автоматическая система агрегата непрерывного алюмоцинкования, её состав, назначение и управление процессом. Произведена постановка задач на модернизацию, описаны необходимые характеристики будущей системы автоматического управления температурой расплава металла узла покрытия.
В третьей части в соответствии с поставленной задачей произведен аналитический обзор контроллеров, термоконтроллеров и термопары.
В четвертой части произведен выбор закона регулирования и расчет настроек регулятора.
В пятой части произведен выбор технических средств, выбор регулирующего и исполнительного механизма.
В шестой части произведен выбор системы управления технологическим процессом, характеристики выбранного контроллера.
В экономической части произведен расчет капитальных вложений и рассчитан годовой экономический эффект от модернизации.
В разделе Безопасность и экологичность рассмотрены вопросы техники безопасности, воздействие вредных и опасных факторов на человека и окружающему среду. Рассмотрены меры по снижению воздействия этих факторов.
ABSTRACT
This diploma project on the topic: Modernization of the automatic control system of the metal melt temperature of the coating unit of the continuous hot alumina galvanizing unit of The ArcelorMittal Temirtau JSC in order to improve the properties of the coating applied consists of an explanatory note on 81 sheets and a graphic part on five sheets.
The explanatory note contains eight parts. The first description of the production, it describes the activities of the plant, the process plant and manufacture workshop products.
The second part describes the characteristics of the existing automation, the main technical characteristics of the unit, describes the automatic system of the continuous aluminum galvanizing unit, its composition, purpose and process control. The tasks for modernization are set, and the necessary characteristics of the future system for automatic control of the metal melt temperature of the coating unit are described.
In the third part, an analytical review of controllers, thermal controllers and thermocouples is performed in accordance with the task.
In the fourth part, the choice of the law of regulation and the calculation of the regulator settings are made.
In the fifth part, the choice of technical means, the choice of the regulatory and Executive mechanism is made.
In the sixth part, the process control system and the characteristics of the selected controller are selected.
In the economic part, capital investments are calculated and the annual economic effect of modernization is calculated.
The section Safety and environmental friendliness deals with safety issues, the impact of harmful and dangerous factors on humans and the environment. Measures to reduce the impact of these factors are considered.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
8
1 ӨНДІРІСТІҢ СИПАТТАМАСЫ
9
1.1 АрселорМиттал Теміртау АҚ өндірісі
9
1.2 АрселорМиттал Теміртау АҚ ыстық мырыштау және алюминилеу цехы
10
1.3 Мырышты жабынды жағу желілері
11
2 АВТОМАТТАНДЫРУ НЫСАНЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ
14
2.1 Мырышты және алюминий-мырышты жабыны бар жолақ илемін өндіру технологиясы
14
2.2 Басқару жүйесіне арналған құрылғылар мен жабдықтар
17
2.3 Автоматтандыру нысанының статикалық және динамикалық сипаттамалары
20
2.4 Мырышталған және алюминийленген жабынды жаңғырту үшін міндеттер қою
21
3 БАСҚАРУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫНА АНАЛИТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ
22
3.1 Басқару жүйелеріндегі контроллерлерге аналитикалық талдау
22
3.1.1 Еркін бағдарламаланатын Johnson Controls ұсынған FEC16ХХ және FEC26ХХ контроллерлері
22
3.1.2 Klinkmann фирмасының UniStream контроллері
23
3.1.3 Delta Electronics фирмасының AH500 контроллері
24
3.1.4 Siemens фирмасының SIMATIC S7-1500 контроллері
25
3.2 Температураны реттеуге арналған температура реттеуіштеріне аналитикалық талдау
26
3.2.1 Autonics TK4S ПИД реттеуіші бар термоконтроллері
26
3.2.2 ОВЕН компаниясының МПР51 термоконтроллері
28
3.2.3 TC4S-14R Autonics термоконтроллері
29
3.3 Температураны өлшеуге арналған термопаралар үшін аналитикалық талдау
31
3.3.1 EF4T термопарасы
31
3.3.2 GÜNTHER фирмасының 14-TES термопарасы
32
3.3.3 Günther фирмасының 00- TMT термопарасы
33
4 РЕТТЕУ ЗАҢЫН ТАҢДАУ ЖӘНЕ ТЕМПЕРАТУРА РЕТТЕГІШІНІҢ ПАРАМЕТРЛЕРІН ЕСЕПТЕУ
35
4.1 Нысанның динамикалық параметрлері
36
4.2 Технологиялық талаптары
36
4.3 Реттеу заңын таңдау
36
4.4 Реттеуіштің күйге келтіруін таңдау
38
5 ТЕХНИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛҒЫЛАРДЫ ТАҢДАУ
42
5.1 Жаңғырту үшін сәйкес келетін термоконтроллерді таңдау
42
5.2 Температураны өлшеу үшін термопараны таңдау
43
5.3 Қатты күйдегі басқару қалқаны
44
5.4 Реттеуші органды таңдау
46
5.5 Орындаушы механизмді таңдау
48
5.6 Жүйенің функционалдық сұлбасын құру
49
6 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТІ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІН ТАҢДАУ
51
6.1 Басқару жүйесі үшін контроллерді таңдау
51
6.2 Контроллердің кіріс-шығыс модульдері
52
6.3 Ethernet арқылы байланыс
54
6.4 Жүйенің блок-сұлбалық алгоритмін құру
55
7 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
57
7.1 Жаңғыртуға арналған күрделі салымдарды есептеу
57
7.2 Эксплуатациялық шығындарды есептеу
58
7.3 Жағылатын жабынның сапасын жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЫМАЦ-ның үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегатын жағу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту
60
7.4. Жобаның негізгі техникалық-экономикалық көрсеткіштерін есептеу
61
8 ЖОБАНЫҢ ҚАУІПСІЗДІГІ ЖӘНЕ ЭКОЛОГИЯЛЫЛЫҒЫ
62
8.1 Еңбек қауіпсіздігі стандарттары жүйесі
62
8.2 Еңбек жағдайын бағалау
65
8.3 Өрт қауіпсіздігі
71
8.4 Электр қауіпсіздігі
74
8.5 Жобаның қауіпсіздігі және экологиялануына қорытынды
78
ҚОРЫТЫНДЫ
79
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
80
КІРІСПЕ
Өндірістік процестерді автоматтандыру жүйесі қазіргі уақытта бүкіл әлемде қарқынды дамып келе жатқан негізгі бағыт болып табылады. Бұрын адамның өзі жасаған барлық заттар, оның функциялары тек физикалық қана емес, сонымен бірге интеллектуалды, біртіндеп барлық технологиялық операцияларды, циклдерді және оларды басқаруды жүзеге асыратын технологияға айналды. Бұл қазіргі заманғы технологияның негізгі бағыты. Қазіргі уақытта көптеген өнеркәсіптік салалардағы адамның рөлі тек автоматты контроллердің басқарушысы ғана болуы.
Өндірістік процестерді автоматтандыру - бұл механизмдер мен машиналарды басқаруға, басқаруды қамтамасыз ететін арнайы құрылғылардың жұмысына жұмсалатын адамның физикалық еңбегін ауыстыру (әр түрлі параметрлерді реттеу, адамның араласуынсыз өнімнің берілген өнімділігі мен сапасын алу).
Өндірістік процестерді автоматтандыру еңбек өнімділігін, экологиялылықты бірнеше есе арттыруға, оның қауіпсіздігін арттыруға, алынатын өнімнің сапасын жақсартуға және өндірістік ресурстарды, соның ішінде адам әлеуетін неғұрлым ұтымды пайдалануға мүмкіндік береді.
Болат өндірісіндегі технологиялық процестерді автоматтандырудың өсу қарқыны ұдайы өсіп келеді.
Соңғы кезеңдерде қара металлургия саласында үлкен көлемді жаңа агрегаттардың пайда болуына байланысты, өндірістік процестерді автоматтандыру рөлі қарқынды дамып келе жатыр.
Мұндай агрегаттардың қатарына үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегаты (ҮЫАА) кіреді. ҮЫАА негізінен автоматтандырылған құрылғылар мен реттеуіштермен басқарылады.
Металл конструкциясының қорғаныш қабатын жағы процесі оңай іске аспайды. Өйткені дайын өнімді алу үшін барлық процестерді мұқият әрі жоғары дәлдікпен жүргізу керек. Мұндай қондырғыларды басқарудағы кішігірім қателіктер металдың, ресурстардың, энергияның үлкен шығындарына әкеледі. Олар үшін оңтайлы басқару, бейімделу, өзін-өзі реттеу және тағы басқа мәселелерді шешетін электрондық компьютерлердің көмегімен көп деңгейлі өзара байланысты басқару жүйелері құрылады. Есептеу техникасы құралдарының және тез әрекет ететін сенімді басқарушы есептеу машиналарының пайда болуы металлургиялық процестердің параметрлерін оңтайландыру міндеттерін шешуге ғана емес, сонымен қатар цехтың, зауыттың және т. б. барлық өндірістік процестерді басқаруды оңтайландыруға мүмкіндік берді. Жобаланған автоматты жүйенің мақсаты балқытылған металдың температуралық параметрлерін бақылау және есепке алу үшін қолданылатын физикалық тозған құралдардың жаңаруын қамтамасыз ету болып табылады.
1 ӨНДІРІСТІҢ СИПАТТАМАСЫ
1.1 АрселорМиттал Теміртау АҚ өндірісі
АрселорМиттал Теміртау (AMT) - бұл Қазақстандағы тігінен интеграцияланған металлургия және тау-кен компаниясы, Қарағандыдағы металлургия зауытына (Теміртау, Қарағанды облысы) иелік етеді, бұл Қазақстандағы ең ірі металлургия кәсіпорны. АрселорМиттал трансұлттық металлургиялық тобының құрамына кіреді, ол 2008 жылдың аяғында әлемдік өнеркәсіптік нарықтың 10% бақылайды. Эксперт РА Қазақстан рейтингтік агенттігінің мәліметтері бойынша АрселорМиттал Теміртау АҚ Қазақстандағы ең ірі компаниялар тізімінде (2015 жылға) 8 орын алады. Ол үш департаментке бөлінеді: болат, көмір және темір кені [1].
Компания құрылған сәттен бастап 10 жыл ішінде 1,5 млрд. доллардан астам қаражат инвестициялаған. Өндірісті жаңғырту жүргізілді, жылына 320 мың тонна өнім шығаратын қорғасын-мырыш цехы салынды. Болат өндірісі 1996 ж. 3,1 млн тоннадан 5,1 млн. тоннаға өсті (2004 ж.), дайын болат - 3,9 млн. тоннаға (1996 ж. - 2,2), кеңес жылдарында қол жеткізілген нәтижеге жетпеді: болат - 5,7 миллион тонна, прокат - 80-ші жылдары 4,3 миллион тонна. 2006 жылы сортты прокат зауытының құрылысы жүргізілді.
Соңғы бірнеше жылда компанияның өнімдері Қытайда, Еуропада, Америкада және Иранда сатылады, дегенмен АрселорМиттал Теміртау АҚ өнімдерді сатуда проблемалар тудырады, бұл қызметкерлердің қысқаруына әкеледі. Осылайша, соңғы бес жыл ішінде компания 8 мың адамды қысқартты, бұл барлық қызметкерлердің 20% құрайды.
АрселорМиттал металлургиялық қызметін төрт континентте, соның ішінде дамыған және дамушы нарықтарда жүргізеді. Біздің болаттың шамамен 35% -ы Америкада, шамамен 47% -ы Еуропада және 18% -ы басқа аймақтарда, соның ішінде Қазақстанда, Оңтүстік Африка мен Украинада өндіріледі. АрселорМиттал Солтүстік және Оңтүстік Американың, Шығыс және Батыс Еуропаның, ТМД елдерінің және Африканың металл нарықтарын басқарады.
АрселорМиттал Теміртау АҚ металлургиялық зауытының құрамына мыналар кіреді:
1) аглодомен өндірісі;
2) кокс-химия өндірісі;
3) болат балқыту өндірісі;
4) прокаттау өндірісі;
5) бірыңғай жөндеу-монтаждау басқармасы;
6) бас энергетика бөлімі.
1.1-ші сурет - АрселорМиттал Теміртау АҚ домна цехы
АрселорМиттал компаниясы туралы негізгі мәліметтер:
1) АрселорМиттал металлургия және тау-кен өнеркәсібінің әлемдік көшбасшысы болып табылады;
2) 2015 жылы EBITDA көрсеткіші 5,2 млрд. АҚШ долларын құрады, бұл 2014 жылмен салыстырғанда 27,7% - ға аз; EBITDA көрсеткіші 4 тоқсанда 1,1 млрд. АҚШ долларын құрады;
3) 2015 жылғы 31 желтоқсандағы жағдай бойынша таза қарыз 15,7 млрд. АҚШ доллларын құрады;
4) 2015 жылы Болат тиеу 84,6 млн тоннаны құрады;
5) 2015 жылы темір рудасын тиеу 62,4 млн тоннаны құрады;
6) АрселорМиттал компаниясының 222 мыңнан астам қызметкері жұмыс істейді.
Сапалы өнім жасау және жаңа технологияларды қамтамасыз ету үшін АрселорМиттал компаниясында бүкіл әлем бойынша 1400-ден астам зерттеуші және 11 зертхана жұмыс істейді [2].
1.2 АрселорМиттал Теміртау АҚ ыстық мырыштау және алюминилеу цехы
ЫМАЦ-тың сипаттамасы.
Ыстық мырыштау және алюминдеу цехы (ЫМАЦ) 3 бөлімшеден тұрады:
1) ҮЫАА 1700 - үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегаты;
2) ҮЫМЖ - үздіксіз ыстық мырыштау желісі;
3) ҮПЖЖ - үздіксіз полимерлі жабынды жағу желісі екі агрегаттан тұрады: ККА - көлденең кесу агрегаты және ПА - пішіндеуші агрегат.
2. Цехтың негізгі және қосалқы жабдықтарының мақсаты, құрылысы және жұмыс істеу принципі.
ҮЫМЖ - қалыңдығы 0,2-1,6 мм, ал мырыш жабынының салмағы 80-450 гм2 болатын мырышталған болат прокатын өндіруге арналған. Шикізат ретінде ЛПЦ-2 бес тіректі орнағынан және ЛПЦ-3 алты тіректі орнағынан келетін салқын илектеу прокаттары. Агрегат 3 секцияға бөлінеді: кіріс, ортаңғы және шығыс секциялары. Кіріс секциясына: қабылдап алып тарқатушылар, таратушы арбалар, жалғау-дәнекерлеу машиналары - жолақтарды жалғастыру үшін, №1 тарту бекетінен және жолақтың 350 метр қоры бар ілмекті жинағыштан тұрады.
Ортаңғы секцияға - суықтай илектеу кезінде пайдаланылатын майлардан жолақтарды тазарту жүргізілетін химиялық тазалау учаскесі; қорғау газы - 95% азот және 5% сутегін беру есебінен жолақтың тотығу және кейіннен таза темірге дейін қалпына келтіру процестері болатын ТХӨ - термо-химиялық өңдеу пеші жатады. Жолақтарды мырышты балқыту температурасына дейін салқындату және мырышты жабынды жағу - мырыштау. Жолақты салқындату, салқындату мұнарасында 60 °C температураға жүргізіледі. Кейін 3,4,5-ші тарту станциясы арқылы тасымалданады.
Пассивация бөлімі дайын өнім ақ коррозиясынсыз болуы үшін консервациялайтын ерітіндіні жағуға арналған.
Шығыс секциясына - 300 м жолағының қоры бар ілмекті жинағыш; 6-шы тарту станциясы, электростатикалық майлағыш жолаққа ингибитор жағуға арналған; 2 орағыштар, 2 пантографиялық арбалар және қабылдағыш-орағыштар жатады.
1.3 Мырышты жабынды жағу желілері
Суықтай басылған орамаларды қабылдау және сақтау - металл карточкалар бойынша қабылданады және мөлшері бойынша резеңке жабыны бар стеллажда балқытып жиналады.
Жолақтарды дәнекерлеу - дайындалған ұштары бір-біріне 0.8-3.0 мм жапсарлас салынады және дәнекерленеді, дәнекерлеу автоматты режимде өтеді.
Жолақтың бетін химиялық майсыздандыру - қалдық ластанудың мөлшері екі жағынан 200 мгм2 аспауы тиіс. Майсыздандырғаннан кейін ерітінді сығу роликтерімен жойылады, майсыздандыру торабынан шығыста 120 °С дейін қыздырылған жолақтарды кептіру жүзеге асырылады.
Майсыздандырылған жолақтарды термиялық өңдеу - ТХӨ-да жүргізіледі:
а) пропан-бутан толық жанбайтын өнімдер атмосферасында жалын пешінің (ЖП) учаскесінде жолақтарды қыздыру;
б) сутегі қорғау газының атмосферасында радиациялық құбырлармен (РҚП) пеш учаскесіндегі жолақтарды түпкілікті қыздыру және ұстау;
в) тұйықталған суыту учаскесінде жолақтарды салқындату.
Мырыш жабынын жағу - балқыманы дайындау және мырыш жабынын жағу индукциялық пеш-ваннада жүзеге асырылады. Ванна-пештің химиялық құрамы - алюминий, қорғасын, темір, мырыш, температурасы 440-460 °С.
Егер ваннаға мырыш енгізілсе, онда қалыпта ұстап тұру үшін алюминий мен қорғасын қосылады.
Мырыштау процесінде мырыш жабынының адгезиясына бақылау жүргізіледі. Бақылау экспресс-әдісі бойынша үлгілерді сынау арқылы жүзеге асырылады. Пеш параметрлері технология талаптарына сәйкес келген кезде адгезияны бақылау әрбір партияның өтпелі және алғашқы үш орамында жүзеге асырылады. Калориялықтың және қысымның төмен мәндері кезінде адгезияны бақылау партияның әрбір рулонында жүргізіледі.
Келісім-шарттардың талаптарында иілу (сыну) ақауының болмауы көзделген тапсырыстар бойынша мырышталған прокатты өндіру кезінде негіздің осы ақаудың пайда болуына бейімділігін бақылау жүргізіледі.
Мырыш жамылғысының микро кристалдануы - кристалдау үлгісінсіз ұсақ кристалды жамылғыны алу үшін қататын мырыш жамылғысына шаң тозаңды тозаңдату жүргізіледі.
Мырыш жабынының микрокристалдануы - кристалдану үлгісі жоқ ұсақ кристалды жабынды алу үшін, мырышталған қатайтылған қабатқа шаң шашу.
Жолақ рулон ретінде тығыз етіп оралуы үшін - орағышқа жіберіледі. Жарамды металл қаптамаға - көлденең кесу агрегатына немесе пішіндеуші агрегатқа жіберіледі. Сәйкес келмейтін өнім белгілі бір орынға жиналады.
Өнім туралы мәліметтер:
1) материал - төмен көміртекті болат(HSL);
2) ағымдылық шегі - 1000 Нмм2 максималды шығыста;
3) жолақтың қалыңдығы - 0.2-1.6 мм;
4) жолақтың ені - 700-1550 мм.
1.1-ші кесте - Рулонның сипаттамасы
Рулонның өлшемдері
Кіріс
Шығыс
Салмағы
35т максималды
25т максималды
Ішкі диаметрі
400-600мм
508-600 мм
Сыртқы диаметрі
2200 мм максималды
2200 мм максималды
Жылдамдығы: толтыру - 30 ммин; кіріс - 275 ммин; үдеріс - 200ммин; шығыс - 275 ммин.
Жабынның салмағы - 80 грм2-450 грм2 максималды.
Беттік өңдеу - дрессировкалау, хромдау, майлау.
Ең жоғары өнімділік көрсеткіші - 300.00 тжылына.
Таза жұмыс уақыты - 6352 сағат.
Мырыш және алюминий-мырышты жабыны бар жолақты илемге қойылатын талаптар:
1. Мырыш жабыны бар жолақты илек МЕСТ 14918-80 бойынша және халықаралық стандарттар талаптарына сәйкес жүргізіледі.
2. Мырыш жабыны бар жолақты илекте беттік әрлеудің келесі түрлері болуы мүмкін:
2.1. Тұрақты жылтыр - кристалданудың әдеттегі (қалыпты) жағдайында жеткен мырыш кристалының шексіз өсуі бар жабыны.
2.2. Жылтырсыз (Zero spangle) - жылтырлардың визуалды суреті жоқ жабын. Құрамында кристал құраушы элементтер (қорғасын, қалайы, кадмий және сүрме) жоқ балқымада жолақ прокатты өңдеу кезінде қамтамасыз етіледі.
2.3. Прокатты қалыпты жылтырмен және жылтырсыз дрессировкалаудан кейін алынған дрессировкаланған жабын.
3. Алюминий-мырышты жабыны бар жолақты илек ТШ 14-11-247-94 бойынша және халықаралық стандарттар талаптарына сәйкес жүргізіледі [3].
1.2-ші кесте - Мырыш және алюминий-мырышты жабыны бар болат орамдарының өлшемдері
Жолақтың ені
750 мм-ден 1450 мм-ге дейін
Жолақтың қалыңдығы
0,4 мм-ден 2,0 мм-ге дейін
Орамның сыртқы диаметрі
2300 мм, одан көп емес
Орамның ішкі диаметрі
600 мм
Орамның салмағы
30 т, одан көп емес
Мырыш және алюминий-мырышты жабыны бар жолақ өнімдерін өндіруде келесі параметрлер бақылануға жатады:
1) шайуға арналған судың және майсыздандыратын ерітіндінің, ауаның, пештің аймақтары бойынша будың, пеш камераларындағы жолақтар температурасы, сутекті қорғау газы, азот және тік өткізгіштегі азотты қорғау газы, балқымалар, жіберу пештері, жолақтарды, пассивті ерітіндіні салқындатуға арналған су температурасы;
2) майсыздандыру ерітіндісінің, судың, сутекті қорғау газының, азоттың, азотты қорғау газының қысымы;
3) щетканы қысу күші;
4) ауа, су, азот және азот-қорғау газы, сутекті қорғау газының шығыны;
5) сутегіден қорғайтын газдағы, көміртегі тотығындағы және көміртегі диоксидімен, тотықтырмайтын қыздыру камерасындағы, азоттағы оттегі, азоттан қорғайтын газдағы, ТХӨ пешінің камераларындағы және көлбеу сымдардағы көлемінің үлесі;
6) жабын массасы;
7) көлбеу сымдағы шық нүктесі [4].
АрселорМиттал Теміртау жылына 800 мың тонна мырышталған бұйымдарды, оның ішінде қорғасынсыз мырышталған өнімдерді шығара алады. Мырышталған бұйымдарды құрылыста, тұрмыстық техниканы, көлік құралдарын, ауылшаруашылық техникалары мен жабдықтарын өндіруде қолдануға болады.
2 АВТОМАТТАНДЫРУ НЫСАНЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ
2.1 Мырышты және алюминий-мырышты жабыны бар жолақ илемін өндіру технологиясы
Мырыш немесе алюминий-мырыш қабатын қолданар алдында жолақ алдымен термохимиялық өңдеуден өтеді (ТХӨ). ТХӨ пешінде келесі операциялар орындалады:
а) жолақты қыздыру камерасында (ҚК) тотықтырмайтын қыздыру камераларынан (ТҚК) келетін жану өнімдерімен жылыту;
б) пропан-бутанды толық емес жану өнімдерінің атмосферасында жолақты тотықтырмайтын қыздыру камерасында (ТҚК) 500-ден 620 °C-қа дейін қыздыру;
в) сутекті қорғау газының атмосферасында қалпына келтіру қыздыру камерасында (ҚКҚК) металды күйдіру және қалыпқа келтіру;
г) бақыланатын салқындатуда ұстау камерасында (БСК) және жолақты тазарту немесе қалыпқа келтіру және салқындату температурасында ұстап тұру;
д) жолақты ағынды салқындату камерасында (АСК) салқындату.
Термохимиялық өңдеуден кейін жолаққа мырыш жабынын жағуға болады. Балқыманы дайындау және тұрақты жылтыратылған мырыш жабынын жағу 3TEG арналық индукциялық пеш-ваннасында жүзеге асырылады [5].
Мырыш қорытпасының немесе мырыштың және алюминийдің блоктарымен жабынды жағу пеш-ванналарын салу электротельфермен жүргізіледі. Балқытпаға тиер алдында блоктар бөлек тұрған жанарғымен қыздырылады.
2.1-ші кесте - 3TEG пеш-ваннасындағы химиялық элементтердің үлесі
Алюминий
0,15-тен 0,30 %-ға дейін
Қорғасын
0,05-тен 0,20 %-ға дейін
Темір
0,04, одан көп емес
Мырыш
қалғандары
Балқыту температурасы
445-тен 460 °С дейін
Егер балқытуда темір үлесі 0,04%-дан артық болса, алюминийдің салмақтық үлесі 0,25-тен 0,35%-ға дейінгі шекте ұсталады. Ал балқымада 0,35% астам алюминий болған жағдайда түзету үшін Ц0, Ц1 маркалы мырыш пайдаланылады. Алюминий ваннаға оның ерігеніне қарай әрбір 2-3 сағат сайын құймалары салынады [6].
Егер пеш-ваннаға мырыш тиелсе, онда балқытпаның құрамын ұстап тұру үшін пеш-ваннаға жабынды жағу үшін алюминий мен қорғасын енгізіледі.
Ваннадағы алюминийдің массалық үлесі 0,27-ден 0,30%-ға дейін жеткенде түзету тоқтатылады және ваннадағы алюминийдің массалық үлесі 0,16-дан 0,20%-ға дейін жеткенде балқыма ауысымына 2-3 алюминий құймасы қосылады, ал темір үлесі 0,04%-дан артық болған жағдайда, ауысымда үш құйма қосылады.
Қорғасын балқытуға тәулік бойынша бір құймадан артық енгізілмейді. Алюминий-мырышты қорытпаларында қорғасын болған жағдайда балқыманың 0,08-ден 0,20%-ға дейінгі шегінде қорғасынмен түзетілмейді. Пеш-ванналар айналарының бетінен жабынды жағатын күйіктерді алып тастау күйік жиналуына қарай, бірақ ауысымда кемінде екі рет жүзеге асырылады. Жолақтың бетіне күйік толуына жол берілмейді. Күйікті жою шыныға арналған тесігі бар арнайы қасықпен және қырғыштармен жүргізіледі. Жиналған күйік құрғақ құймақалыптарға жиналады және оның қатуынан және сууынан кейін өлшенеді және тиеледі.
Жылтырсыз мырыш жабынын жағу (Zero spangle) 4ТЕG пеш-ваннасында, ал алдын ала балқыту балқытпаны дайындау пешінде жүргізіледі. Балқыманы 2ТЕG пеш-ваннадан 4ТЕG пеш-ваннаға құю көлбеу науа бойынша жүзеге асырылады.
2.2-ші кесте - 2ТЕG, 4ТЕG пеш-ванналарының балқымаларындағы химиялық элементтердің массалық үлесі
Алюминий
0,20-дан 0,30 %-ға дейін
Темір
0,02 %, көп емес
Қорғасын
0,05 %, кем емес
Мырыш
қалғаны
2ТЕG пеш-ваннасындағы температура
470-тен 480 ºC градусқа дейін
4ТЕG пеш-ваннасындағы температура
450-ден 460 ºС градусқа дейін
2.1-ші сурет - 2TEG (4TEG) арналық индукциялық пеш-ваннасы
Жабынның қалыңдығын реттеу әуе пышақтары, ауа беру жүйесі, басқару және бақылау, электр және электрондық жабдықтар кіретін жүйенің көмегімен жүзеге асырылады. Жабынның қалыңдығын реттеу жүйесі қолмен жұмыс істейді. Жабынның қалыңдығы берілетін ауаның қысымына, жолақтың қозғалыс жылдамдығына, әуе пышақтары шүмектерінен жолақтың бетіне дейінгі арақашықтыққа байланысты болады.
2TEG арналық индукциялық пеш-ваннасы мырышты алдын ала балқытуға арналған. Пештің балқыту ваннасындағы балқу температурасы 630-дан 640 °C-қа дейінгі температурада сақталуы керек.
2.3-ші кесте - 2TEG пеш-ваннасының техникалық сипаттамалары
Ұзындығы
2438мм;
Ені
1372 мм;
Металдың биіктігі
933 мм;
Өнімділігі
50тсағ;
Пеш-ваннаның температурасы
630 °С;
Толық жүктеу кезінде тұтынылатын энергия
305 кВтсағ;
Пеш-ваннаға тиеу
6000 кг;
Желінің кернеуі
1000 В;
Әр индукторды салқындату үшін судың шығыны
2,8 м3мин;
Индукторлар саны
2 дана;
Шығыс кернеуі
580 В;
Пешті салқындатуға арналған ауа шығыны
140 м3мин.
4TEG арналық индукциялық пеш-ваннасы қорғасынсыз мырыш (алюминий-мырышты) жабындысын жағуға арналған.
2.4-ші кесте - 4TEG пеш-ваннасының техникалық сипаттамасы
Индукторлар саны
4 дана;
Ұзындығы
3048мм;
Ені
3400 мм;
Металдың биіктігі
1854 мм;
Пешті мырышпен (алюминий-мырышпен) толтыру
72000 кг;
Мырышты балқыманың температурасы
460°С;
Алюминий-мырышты балқыманың температурасы
605°С;
Желінің кернеуі
1000 В;
Шығыс кернеуі
580 В;
Күмбездің қақпағы ашық кезде мырыш балқымасымен жүктелген пеште температураны ұстап тұру қуаты
339 кВтсағ;
Күмбездің қақпағы ашық кезде алюминий-мырышты балқымасымен жүктелген пеште температураны ұстап тұру қуаты
409 кВтсағ;
Күмбездің қақпағы жабық кезде
233 кВтсағ;
Әр индукторды салқындату үшін судың шығыны
2,8 м3мин;
Пешті салқындатуға арналған ауа шығыны
140 м3мин;
Пештің жылжу жылдамдығы
1 ммин;
Қозғалуға арналған қозғалтқыштардың саны
4 дана.
3TEG арналық индукциялық пеш-ваннасы мырыш жабынын жағуға арналған.
2.5-ші кесте - 3TEG пеш-ваннасының техникалық сипаттамасы
Индукторлар саны
3 дана;
Ұзындығы
4267 мм;
Ені
3400 мм;
Биіктігі
1854 мм;
Пештің жүктеуі
172000 кг;
Температура
460 °C;
Әр индукторды салқындату үшін судың шығыны
2,8 м3сағ;
Қалған сипаттамалары 2TEG және 4TEG пеш-ванналарымен сәйкес.
2.2 Басқару жүйесіне арналған құрылғылар мен жабдықтар
2.2-ші сурет - Үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегатының негізгі жетегі
Пеш-ванналардың балқымасының температурасын бақылау үшін 2 термопара (біреуі резервтік), термоконтроллер және барлық жүйені басқару үшін контроллер қолданылады [7]. Қазіргі уақытта өндірісте температураны өлшеу үшін DIN EN 60584 және DIN EN 43710 класты термопаралары қолданылады [8].
Жалпы сипаттамалары:
1) осы диапазондағы температуралар үшін: - 200-ден, +800 °C-ге дейін;
2) түрлі термопаралармен қолданылады;
3) дара және қосарланған термоэлементтер;
4) В, BUZ, BUZH, ВВК пішінді жалғану формасы;
5) өлшеуіш түрлендіргіштермен бірге қойылады.
а) б)
а) DIN EN 60584; б) DIN 43710;
2.3-ші сурет - Қосқыш басы бар салмалы термоэлемент
Бұрандалы термоэлемент сұйық және газ тәрізді ортадағы температураны өлшеу үшін қолданылады. Вакуум кезінде де, артық қысым кезінде де осындай конструктивтік форманың сенімді герметикалылығы таңдау кезінде маңызды шарт болып табылады. Қолдану саласы, атап айтқанда, қыздыру техникасы, машина жасау, сондай-ақ технологиялық процестер болып табылады. Қосқыш басын +100 °C жоғары емес температура үшін пайдаланылуы мүмкін. Тотбаспайтын болаттан жасалған қорғаныш түтіктер өлшеу бөлігін химиялық әсерден және механикалық зақымданудан қорғау үшін қолданылады. Өлшеу бөлігінде әдетте 2 класты DIN EN 60584 және DIN 43710 сәйкес термопаралары қолданылады. Сондай-ақ, ең жақсы әсер үшін екі термопарамен пайдалануға болады.
Spang Power Electronics фирмасының 1050 сериялы термоконтроллерлері көптеген жылдар бойы өзінің өнімдерінде жетекші болды, оған дейін әлемдік өнеркәсіптік тапсырыс берушілерге 850 және 950 сериялы барлық инновациялық технологияларды жеткізді. Инновация мен технологиялар саласындағы бұл позиция 1050 сериялы термоконтроллердің пайда болуымен кеңейтілді. [9].
2.4-ші сурет - Spang Power Electronics 1050 термоконтроллері
Spang Power Electronics фирмасының SCR сериясының 1050 сандық контроллерінің негізгі ерекшеліктері тапсырыс берушіге толық және де жоғары сапада орнату мүмкіншілігімен көптеген қосымша құрамдас бөліктерді қысқартуға, қажетті үрдісті нақты уақытта басқаруға мүмкіндік беретіндігі, оңай конфигурацияланатындығы [10].
SCR сериясының 1050 сандық контроллерінің негізгі функцияларына жатады:
1) өлшенетін температураны тікелей бақылау;
2) дисплей интерфейсі үшін жаңа түсті сенсорлық экран;
3) деректер алмасу үшін кірістірілген жоғары жылдамдықты желі;
4) сенсорлық корпуста орнатылған сақтандырғыш;
5) бірнеше контроллерлер үшін бір дисплейді пайдалану мүмкіндігі бар;
6) күрделі жүйелік қосымшалар үшін кеңейтілген енгізушығару интерфейсі;
7) өнім хостингі, конфигурациясын жөндеу құралы;
8) конфигурация құжаттарын сақтау үшін Micro SD жадты картасы бар.
9) температураны бақылаудың стандартты функцияларына кіреді:
10) барлық температураны бақылау операцияларын бақылауға арналған монитор;
11) автоматты және қолмен басқару режимдері;
12) температуралық ПИД-контуры және сызықтық өзгерісті баптау;
13) дабыл және ақаулар параметрлері;
14) температураны өлшеу үшін ºC немесе ºF бірліктері қолданылады.
Осы құрылғылардың барлығын бақылау үшін Siemens фирмасының Simatic S7-300 контроллері қолданылады. Бұл контроллерлер техникалық басқару құралдарын өндіру және электротехникалық жабдықтарды автоматтандыру саласында және тағы басқалары қолданылады [11].
а) в)
а) Simatic S7-300 контроллері, в) контроллерге жалғанған дисплей
2.5-ші сурет - Контроллер және оған жалғанған дисплей
SIMATIC S7-300 сериясының құрамына кіреді:
1) PS - айнымалы немесе тұрақты ток желісімен контроллерді қоректендіру блоктары;
2) CPU - орталық процессор модулі. Шешілетін міндеттердің күрделілігіне байланысты бағдарламаланатын контроллерде орталық процессорлардың 20-дан астам түрін қолдануға болады;
3) SM - дискретті және аналогты сигналдарды енгізуге және шығаруға арналған сигналдық модульдер және кіріктірілген Ex-барьері бар модульдер;
4) CP - PROFIBUS, AS-Interface, Industrial Ethernet, PROFINET және PtP байланыс жүйелерінде есептерді автономды өңдеуді орындайтын коммуникациялық процессорлар. CP 341 үшін жүктелген драйверлер арқылы MODBUS RTU және Data Highway желілеріндегі деректер алмасуды қолдайтын контроллердің байланыс мүмкіндіктерін кеңейтуге болады. Сондай-ақ жүйеде модемдік байланысты ұйымдастыру үшін SINAUT ST7 коммуникациялық модульдері қолданылады;
5) FM - модемдік байланысты ұйымдастыру үшін функционалдық модульдер. Орнатылған микропроцессормен жабдықталған және автоматты реттеу, позициялау, жылдам есептеу, өлшеу, жылжуды басқару және т. б. міндеттерін орындай алады. Орталық процессор тоқтаған жағдайда функционалдық модульдер міндеттерді орындауды жалғастыруға қабілетті;
6) IM - контроллердің базалық блогына кеңейту бағандарын қосуға арналған интерфейсті модульдер. Жергілікті енгізу-шығару жүйесінде әр түрлі мәндерге 32 модульге дейін қолдануға мүмкіндік береді [12].
2.3 Автоматтандыру нысанының статикалық және динамикалық сипаттамалары
Нысанның негізгі динамикалық және статикалық параметрлері:
Кныс=0,7°С% жүріс; Хст = 3 С;
Тныс=90 с; Х1 = 6 С;
ныс=35 с; tр = 180 с;
хкір.ныс.=20%; n1 = 18%.
2.6-шы сурет - Пеш-ваннадағы алюминий-мырыш балқымасының температурасына арналған екпін қисығы
2.4 Мырышталған және алюминийленген жабынды жаңғырту үшін міндеттер қою
Бұл жобаның мақсаты үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау жабынын жағу қондырғысының, балқытылған металының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңарту болып табылады.
Негізгі қойылған мақсаттарға балқыманың температурасын тиімді және дәл бақылау үшін ескірген жабдықтарды жаңасына ауыстыру болып табылады.
Бұл жабу блогы үшін басқару құрылғылары температура реттегіші, термопара және контроллер болып табылады. Бұл құрылғыларды ауыстыру температураны басқаруды оңтайландырады және дәлірек бақылауға ықпал етеді.
Бұл жабынды торап үшін бақылау құрылғылары болып термоконтроллер, термопара және контроллер болып табылады. Бұл құрылғыларды ауыстыру температураны басқаруды оңтайландырады және дәл бақылауға мүмкіндік береді.
Қазіргі уақытта ол жерде: DIN EN 60584 және DIN 43710 класты термопаралар, Spang Power Electronics фирмасының 1050 сериялы термоконтроллері және Siemens компаниясының SIMATIC S7-300 контроллері орнатылған. Ауыстыру үшін мен, ең жақсы функциялары мен сипаттамалары бар қазіргі заманғы құрылғыларды пайдаланамын.
3 БАСҚАРУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫНА АНАЛИТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ
3.1 Басқару жүйелеріндегі контроллерлерге аналитикалық талдау
3.1.1 Еркін бағдарламаланатын Johnson Controls ұсынған FEC16ХХ және FEC26ХХ контроллерлері
Johnson Controls жылыту, желдету және ауаны баптау (ЖЖжА) жүйелерін автоматтандыруға және әмбебап BACnet желілік хаттамасын қолдауға арналған FEC (Field Equipment Controller) контроллерлер желісін шығарды. FEC16XX және FEC26XX жаңа басқарылатын, сәйкесінше, 10 және 17 кіріс шығысқа арналған, автоматтандыру жүйелерін құру үшін ASHRAE нұсқауларына сәйкес құрастырылған және Metasys құрылымын басқару жүйесіне оңай біріктірілген. Пайдаланушыға ыңғайлы болу үшін бағдарламаланатын бұл құрылғыларды сұйық кристалды дисплеймен қайта жабдықтауға болады.
3.1-ші сурет - Johnson Controls фирмасының FEC16ХХ және FEC26ХХ контроллерлері
FEC желісінің құрамына FEC16X және FEC26X контроллерлері кіреді, олар тиісінше 10 және 17 кірісшығыс санымен ерекшеленеді. Бұл құрылғылардың кіруіне әртүрлі датчиктерді қосуға болады, соның ішінде температура, қысым, ылғалдылық, шық нүктелері және т. б. датчиктерді қосуға болады, олар орта параметрлері туралы ақпаратты жинайды және оны бағдарламаланатын FEC контроллерлеріне жібереді. Атқарушы жабдықты басқару осы құрылғылардың тиісті шығысы арқылы жүзеге асырылады. Осылайша, мысалы, бағдарламаланатын fec1626Х модельдері ОВиК жүйелерінде су, ауа немесе бу шығынын реттеу үшін пайдаланылатын клапандардың жетектеріне қозғалысты хабарлауға мүмкіндік береді. FEC құрылғылары арасындағы байланыс үшін Master-Slave немесе Peer-to-Peer деректер беру моделі қолданылады [13].
Құрылғылар арасында тікелей ақпарат алмасуға негізделген Peer-to-Peer жүйесінде контроллерлер эквивалентті тораптық болып табылады және клиент ретінде де, сервер ретінде де қызмет ете алады. Бұл жұмыс схемасында жүйе тіпті бір бағдарламаланатын контроллерлер істен шыққан жағдайда да жұмыс істей береді [14].
Сонымен қатар, жаңа сериялы бағдарламаланатын барлық құрылғылар инженерлік жабдықты басқарудың тиімділігін арттыру, ақаулық диагнозын, төтенше жағдайлардың алдын-алуды және талдауды қамтамасыз ету үшін жүйені тұрақты адаптивті бақылауды жүзеге асырады.
3.1.2 Klinkmann фирмасының UniStream контроллері
Пайдаланушыларға кеңейтілген байланыс қолдауын, кірістірілген енгізу-шығару конфигурацияларын және виртуалды HMI қамтамасыз ететін қуатты көп функционалды бағдарламаланатын логикалық контроллер (БЛК).
Виртуалды HMI былай жұмыс істейді: бағдарламаланатын логикалық контроллер бағдарламаның логикасын, сонымен қатар HMI пайдаланушы қосымшасын БЛК-де сақтайды және басқарады. Бұл бірегей артықшылық береді: сіз кез-келген ұялы телефон, компьютер немесе кез-келген қашықтағы құрылғы арқылы жабдықты көре және басқара аласыз немесе процесске қол жеткізе аласыз.
Негізгі сипаттамалары: Ethernet IP, MQTT, SNMP, SQL, веб-сервер, FTP, SNMP және басқалар. Үш нұсқада қол жетімді: Classic, Standard және Pro.
PLC:
1) 64 тәуелсіз циклге дейін PID автоматты орнату;
2) деректер кестесі мен үлгісі арқылы деректерді тіркеу және реттеу;
3) MicroSD картасы сақтық көшірме, клондау және тағы басқалар;
4) функционалдық блоктар мен құрылымдар.
3.2-ші сурет - UniStream контроллері
Виртуалды HMI:
1) толық функционалды HMI;
2) түрлі рұқсат түрлерін қолдау;
3) Drag & Drop графикалық кітапханасы;
4) көп тілді дисплей;
5) PDF;
6) парольмен көп деңгейлі қорғаныс, оңай және тез.
Байланыс:
1) ethernet TCPIP;
2) USB host;
3) mini USB for programming;
4) хаттамалар:
5) еtherNetIP;
6) CANopen, CANlayer2, UniCAN;
7) BACnet, KNX and M-Bus via gateway.
Енгізу Шығару (IO):
1) 2048 IO дейін кеңейту;
2) IO нұсқалары сандық, аналогты, жоғары жылдамдықты және температура режимін қамтиды.
3.1.3 Delta Electronics фирмасының AH500 контроллері
Процессор (ЦПУ).
Процессорлар әртүрлі: өнімділігі бойынша, кіріктірілген интерфейстер бойынша, ішкі шина бойынша қолдаушы қаңқалар мен кеңейту модульдерінің саны бойынша.
Бағдарлама көлемі:
1) 32к, базалық қаңқа кеңейту қаңқасы жоқ;
2) негізгі қаңқасы +1 кеңейту қаңқасы;
3) негізгі қаңқасы +3 кеңейту қаңқасы;
4) негізгі қаңқасы +7 кеңейту қаңқасы.
Жылдамдық:
1) LD нұсқаулығын орындау;
2) 1000 қадамға 0,3 мс.
Кеңейту каркасын қосуды ескере отырып, нүктелердің ең көп саны:
1) дискретті кірісшығыс 129782 нүкте;
2) қызметтер аналогтық кіру шығу 4464 нүкте.
3.3-ші сурет - Delta Electronics фирмасының AH500 контроллері
Кеңейту модульдері:
1) дискретті кірушығу модульдері;
2) аналогтық кірісшығыс модульдері;
3) коммуникациялық модульдер;
4) қозғалысты басқару модульдері.
Қашықтағы кеңейту шинасы.
AH10DNET-5A және AHRTU-DNET-5A (қашықтан шығару модулі) коммуникациялық модульдері негізінде құрылады. Алыстағы желінің негізінде DeviceNet интерфейсі жатыр.
Қаңқаларды қосуға арналған қосқыш кабельдер 60 см, 1 м, 1.5 м, 3 м.
3.4-ші сурет - Кеңейту шинасының қосылуы
3.1.4 Siemens фирмасының SIMATIC S7-1500 контроллері
Модульдік дизайнының арқасында SIMATIC S7-1500 бірнеше өнеркәсіптік секторларда әртүрлі циклдік процестерді автоматтандыру үшін қолданыла алады. Үнемді шешімдерге модульдік конструкциялар, салқындату және жергілікті және таратылған енгізу-шығару жүйелерін қолдау арқылы қол жеткізіледі [15].
Бағдарламаланатын SIMATIC S7-1500 контроллері төменде келтірілген автоматтандыру жүйелерінде тиімді шешім болып табылады:
1) арнайы мақсаттағы жабдықтар;
2) тоқыма және орау машиналары;
3) машина жасау кешендері, автомобиль саласы;
4) орнату жүйелері және құралдар өндірісі;
5) сумен жабдықтау және су бұру объектілері;
6) тамақ өнеркәсібі және сусындар өндіру кәсіпорындары.
Жеткізудің бірінші кезеңі өнімділіктің әртүрлі деңгейлері бар орталық процессорлардың үш түрін қамтиды. Сондай-ақ, оған түрлі мақсаттағы модульдер кіреді. Модульдің аппараттық жабдықталуы шешілетін міндеттердің әртүрлі талаптарына икемді бейімделеді. Қажет болған жағдайда контроллер сол немесе басқа модульдер жиынтығымен толықтырылады. Жабдық электромагниттік және механикалық әсерлерге жоғары төзімділікпен белгіленген.
3.5-ші сурет - Siemens фирмасының SIMATIC S7-1500 контроллері
3.1-ші кесте - Simatic S7-1500 контроллерінің техникалық сипаттамалары
Қорғау дәрежесі
IEC 60 529 стандартына сәйкес IP20
Жұмыс істеу температурасының диапазоны:
Көлденең орнату
0 + 60°C (50°C дисплей өшеді)
Тігінен орнату
0 + 40°C (40°C дисплей өшеді)
Салыстырмалы ылғалдылық
5%-95%, конденсациясыз
Атмосфералық қысым
1080 - 795 гПа
Оқшаулаудың кернеуі
50 В дейінгі тізбектер үшін
707 В
150 В дейінгі тізбектер үшін
2200 В
250 В дейінгі тізбектер үшін
2500 В
3.2 Температураны реттеуге арналған температура реттеуіштеріне аналитикалық талдау
3.2.1 Autonics TK4S ПИД реттеуіші бар термоконтроллері
Autonics TK ПИД температура контроллері автоматты басқару жүйелерінің бөлігі ретінде кері байланыс тізбектерін құруға арналған. TK сериялы құрылғылардың кең функционалдығы жылу өндіргіштерін әртүрлі өндірістік процестерде белсенді пайдалануға мүмкіндік береді. Autonics TK ПИД контроллері бар жылу контроллері өте дәл. Сондай-ақ, Autonics TK жылу контроллері жоғары жылдамдыққа ие.
3.6-шы сурет - TK4S термоконтроллері
ПИД реттеуішімен Autonics TK4S температура реттегіштерін қолдану мүмкіндігі. Autonics TK4S сериялы жылу контроллері үшін негізгі техникалық сипаттамалар.
ПИД реттеуіші бар Autonics TK4S сериялы жылу контроллері әртүрлі техникалық сипаттамалары бар бірнеше нұсқада қол жетімді:
1) нәтижелерді көрсетуге арналған қос жарықдиодты экран;
2) құрылғы кірісінің бірнеше нұсқасы, оның ішінде аналогтық кіру, сонымен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қарағанды мемлекттік индустриялық университеті РМК
Орынбасар Ізбасар Болатбекұлы
Тақырыбы: Жағылатын жабынның қасиеттерін жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЦГЦА үздіксіз ыстық алюмоцинкациялау агрегатын жабу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
5В070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы
Теміртау 2020 ж.
Қазақстан республикасы Білім және Ғылым министірлігі
РМК Қарағанды мемлекттік индустриялық университеті
Энергетика, автоматтандыру және есептеу техникасы
Қорғауға жіберілді
Энергетика, автоматтандыру және
есептеу техникасыкаф.меңгерушісі
т.ғ.к, доцент. Конакбаева А.Н.
________________2020ж.
ДИПЛОМДЫҚ ЖОБА
Тақырыбы: Жағылатын жабынның қасиеттерін жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЦГЦА үздіксіз ыстық алюмоцинкациялау агрегатын жабу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту
5В070200 - Автоматтандыру және басқару мамандығы
Орындаған
АиУ-16к тобының студенті Орынбасар І.Б.
Ғылыми жетекшісі
т.ғ.д., профессор Жаутиков Б.А.
Теміртау 2020 ж.
АҢДАТПА
Жағылатын жабынның қасиеттерін жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЦГЦА үздіксіз ыстық алюмоцинкациялау агрегатын жабу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту тақырыбындағы дипломдық жоба 81 беттен тұратын түсіндірме жазбадан және 5 бет графикалық бөлімнен тұрады.
Түсіндірме жазба сегіз бөліктен тұрады. Біріншісі-өндірістің сипаттамасы, мұнда цех қызметі, цех процесі және цех өндіретін өнім сипатталған.
Екінші бөлім-мұнда орнатылған автоматтандырудың сипаттамалары, агрегаттың негізгі техникалық сипаттамалары сипатталады, алюминий-мырыштау агрегатының автоматты жүйесі, оның құрамы, мақсаты және процесті басқару сипатталады. Жабын торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқарудың болашақ жүйесінің қажетті сипаттамалары сипатталды, модернизациялауға міндеттер қойылды.
Үшінші бөлімде қойылған міндеттерге сәйкес контроллерлерге, термоконтроллерлерге және термопараға аналитикалық талдау жасалды.
Төртінші бөлімде реттеу заңын таңдау және реттеуіштің баптауларын есептеу жүргізілді.
Бесінші бөлімде техникалық құралдарды таңдау, реттеуші және атқарушы механизмді таңдау жүргізілді.
Алтыншы бөлімде технологиялық процесті басқару жүйесін таңдау мен таңдалған контроллердің сипаттамасы жасалды.
Экономикалық бөлімде күрделі салымдарды есептеу жүргізілген және жаңғыртудан жылдық экономикалық тиімділігі есептелді.
Қауіпсіздік және экологиялылық бөлімінде қауіпсіздік техникасы, зиянды және қауіпті факторлардың адамға және қоршаған ортаға әсері қарастырылған. Осы факторлардың әсерін төмендету бойынша шаралар қарастырылды.
АННОТАЦИЯ
Данный дипломный проект на тему: Модернизация системы автоматического управления температурой расплава металла узла покрытия агрегата непрерывного горячего алюмоцинкования ЦГЦА АО АрселорМиттал Темиртау с целью улучшения свойств наносимого покрытия состоит из пояснительной записки на 81 листах и графической части на пяти листах.
Пояснительная записка содержит восемь частей. Первая - описание производства, здесь описан деятельность цеха, процесс цеха и производимая цехом продукция.
Вторая часть - здесь описываются характеристики существующей автоматизации, основные технические характеристики агрегата, описана автоматическая система агрегата непрерывного алюмоцинкования, её состав, назначение и управление процессом. Произведена постановка задач на модернизацию, описаны необходимые характеристики будущей системы автоматического управления температурой расплава металла узла покрытия.
В третьей части в соответствии с поставленной задачей произведен аналитический обзор контроллеров, термоконтроллеров и термопары.
В четвертой части произведен выбор закона регулирования и расчет настроек регулятора.
В пятой части произведен выбор технических средств, выбор регулирующего и исполнительного механизма.
В шестой части произведен выбор системы управления технологическим процессом, характеристики выбранного контроллера.
В экономической части произведен расчет капитальных вложений и рассчитан годовой экономический эффект от модернизации.
В разделе Безопасность и экологичность рассмотрены вопросы техники безопасности, воздействие вредных и опасных факторов на человека и окружающему среду. Рассмотрены меры по снижению воздействия этих факторов.
ABSTRACT
This diploma project on the topic: Modernization of the automatic control system of the metal melt temperature of the coating unit of the continuous hot alumina galvanizing unit of The ArcelorMittal Temirtau JSC in order to improve the properties of the coating applied consists of an explanatory note on 81 sheets and a graphic part on five sheets.
The explanatory note contains eight parts. The first description of the production, it describes the activities of the plant, the process plant and manufacture workshop products.
The second part describes the characteristics of the existing automation, the main technical characteristics of the unit, describes the automatic system of the continuous aluminum galvanizing unit, its composition, purpose and process control. The tasks for modernization are set, and the necessary characteristics of the future system for automatic control of the metal melt temperature of the coating unit are described.
In the third part, an analytical review of controllers, thermal controllers and thermocouples is performed in accordance with the task.
In the fourth part, the choice of the law of regulation and the calculation of the regulator settings are made.
In the fifth part, the choice of technical means, the choice of the regulatory and Executive mechanism is made.
In the sixth part, the process control system and the characteristics of the selected controller are selected.
In the economic part, capital investments are calculated and the annual economic effect of modernization is calculated.
The section Safety and environmental friendliness deals with safety issues, the impact of harmful and dangerous factors on humans and the environment. Measures to reduce the impact of these factors are considered.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
8
1 ӨНДІРІСТІҢ СИПАТТАМАСЫ
9
1.1 АрселорМиттал Теміртау АҚ өндірісі
9
1.2 АрселорМиттал Теміртау АҚ ыстық мырыштау және алюминилеу цехы
10
1.3 Мырышты жабынды жағу желілері
11
2 АВТОМАТТАНДЫРУ НЫСАНЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ
14
2.1 Мырышты және алюминий-мырышты жабыны бар жолақ илемін өндіру технологиясы
14
2.2 Басқару жүйесіне арналған құрылғылар мен жабдықтар
17
2.3 Автоматтандыру нысанының статикалық және динамикалық сипаттамалары
20
2.4 Мырышталған және алюминийленген жабынды жаңғырту үшін міндеттер қою
21
3 БАСҚАРУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫНА АНАЛИТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ
22
3.1 Басқару жүйелеріндегі контроллерлерге аналитикалық талдау
22
3.1.1 Еркін бағдарламаланатын Johnson Controls ұсынған FEC16ХХ және FEC26ХХ контроллерлері
22
3.1.2 Klinkmann фирмасының UniStream контроллері
23
3.1.3 Delta Electronics фирмасының AH500 контроллері
24
3.1.4 Siemens фирмасының SIMATIC S7-1500 контроллері
25
3.2 Температураны реттеуге арналған температура реттеуіштеріне аналитикалық талдау
26
3.2.1 Autonics TK4S ПИД реттеуіші бар термоконтроллері
26
3.2.2 ОВЕН компаниясының МПР51 термоконтроллері
28
3.2.3 TC4S-14R Autonics термоконтроллері
29
3.3 Температураны өлшеуге арналған термопаралар үшін аналитикалық талдау
31
3.3.1 EF4T термопарасы
31
3.3.2 GÜNTHER фирмасының 14-TES термопарасы
32
3.3.3 Günther фирмасының 00- TMT термопарасы
33
4 РЕТТЕУ ЗАҢЫН ТАҢДАУ ЖӘНЕ ТЕМПЕРАТУРА РЕТТЕГІШІНІҢ ПАРАМЕТРЛЕРІН ЕСЕПТЕУ
35
4.1 Нысанның динамикалық параметрлері
36
4.2 Технологиялық талаптары
36
4.3 Реттеу заңын таңдау
36
4.4 Реттеуіштің күйге келтіруін таңдау
38
5 ТЕХНИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛҒЫЛАРДЫ ТАҢДАУ
42
5.1 Жаңғырту үшін сәйкес келетін термоконтроллерді таңдау
42
5.2 Температураны өлшеу үшін термопараны таңдау
43
5.3 Қатты күйдегі басқару қалқаны
44
5.4 Реттеуші органды таңдау
46
5.5 Орындаушы механизмді таңдау
48
5.6 Жүйенің функционалдық сұлбасын құру
49
6 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТІ БАСҚАРУ ЖҮЙЕСІН ТАҢДАУ
51
6.1 Басқару жүйесі үшін контроллерді таңдау
51
6.2 Контроллердің кіріс-шығыс модульдері
52
6.3 Ethernet арқылы байланыс
54
6.4 Жүйенің блок-сұлбалық алгоритмін құру
55
7 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
57
7.1 Жаңғыртуға арналған күрделі салымдарды есептеу
57
7.2 Эксплуатациялық шығындарды есептеу
58
7.3 Жағылатын жабынның сапасын жақсарту мақсатында АрселорМиттал Теміртау АҚ ЫМАЦ-ның үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегатын жағу торабының металл балқымасының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңғырту
60
7.4. Жобаның негізгі техникалық-экономикалық көрсеткіштерін есептеу
61
8 ЖОБАНЫҢ ҚАУІПСІЗДІГІ ЖӘНЕ ЭКОЛОГИЯЛЫЛЫҒЫ
62
8.1 Еңбек қауіпсіздігі стандарттары жүйесі
62
8.2 Еңбек жағдайын бағалау
65
8.3 Өрт қауіпсіздігі
71
8.4 Электр қауіпсіздігі
74
8.5 Жобаның қауіпсіздігі және экологиялануына қорытынды
78
ҚОРЫТЫНДЫ
79
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
80
КІРІСПЕ
Өндірістік процестерді автоматтандыру жүйесі қазіргі уақытта бүкіл әлемде қарқынды дамып келе жатқан негізгі бағыт болып табылады. Бұрын адамның өзі жасаған барлық заттар, оның функциялары тек физикалық қана емес, сонымен бірге интеллектуалды, біртіндеп барлық технологиялық операцияларды, циклдерді және оларды басқаруды жүзеге асыратын технологияға айналды. Бұл қазіргі заманғы технологияның негізгі бағыты. Қазіргі уақытта көптеген өнеркәсіптік салалардағы адамның рөлі тек автоматты контроллердің басқарушысы ғана болуы.
Өндірістік процестерді автоматтандыру - бұл механизмдер мен машиналарды басқаруға, басқаруды қамтамасыз ететін арнайы құрылғылардың жұмысына жұмсалатын адамның физикалық еңбегін ауыстыру (әр түрлі параметрлерді реттеу, адамның араласуынсыз өнімнің берілген өнімділігі мен сапасын алу).
Өндірістік процестерді автоматтандыру еңбек өнімділігін, экологиялылықты бірнеше есе арттыруға, оның қауіпсіздігін арттыруға, алынатын өнімнің сапасын жақсартуға және өндірістік ресурстарды, соның ішінде адам әлеуетін неғұрлым ұтымды пайдалануға мүмкіндік береді.
Болат өндірісіндегі технологиялық процестерді автоматтандырудың өсу қарқыны ұдайы өсіп келеді.
Соңғы кезеңдерде қара металлургия саласында үлкен көлемді жаңа агрегаттардың пайда болуына байланысты, өндірістік процестерді автоматтандыру рөлі қарқынды дамып келе жатыр.
Мұндай агрегаттардың қатарына үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегаты (ҮЫАА) кіреді. ҮЫАА негізінен автоматтандырылған құрылғылар мен реттеуіштермен басқарылады.
Металл конструкциясының қорғаныш қабатын жағы процесі оңай іске аспайды. Өйткені дайын өнімді алу үшін барлық процестерді мұқият әрі жоғары дәлдікпен жүргізу керек. Мұндай қондырғыларды басқарудағы кішігірім қателіктер металдың, ресурстардың, энергияның үлкен шығындарына әкеледі. Олар үшін оңтайлы басқару, бейімделу, өзін-өзі реттеу және тағы басқа мәселелерді шешетін электрондық компьютерлердің көмегімен көп деңгейлі өзара байланысты басқару жүйелері құрылады. Есептеу техникасы құралдарының және тез әрекет ететін сенімді басқарушы есептеу машиналарының пайда болуы металлургиялық процестердің параметрлерін оңтайландыру міндеттерін шешуге ғана емес, сонымен қатар цехтың, зауыттың және т. б. барлық өндірістік процестерді басқаруды оңтайландыруға мүмкіндік берді. Жобаланған автоматты жүйенің мақсаты балқытылған металдың температуралық параметрлерін бақылау және есепке алу үшін қолданылатын физикалық тозған құралдардың жаңаруын қамтамасыз ету болып табылады.
1 ӨНДІРІСТІҢ СИПАТТАМАСЫ
1.1 АрселорМиттал Теміртау АҚ өндірісі
АрселорМиттал Теміртау (AMT) - бұл Қазақстандағы тігінен интеграцияланған металлургия және тау-кен компаниясы, Қарағандыдағы металлургия зауытына (Теміртау, Қарағанды облысы) иелік етеді, бұл Қазақстандағы ең ірі металлургия кәсіпорны. АрселорМиттал трансұлттық металлургиялық тобының құрамына кіреді, ол 2008 жылдың аяғында әлемдік өнеркәсіптік нарықтың 10% бақылайды. Эксперт РА Қазақстан рейтингтік агенттігінің мәліметтері бойынша АрселорМиттал Теміртау АҚ Қазақстандағы ең ірі компаниялар тізімінде (2015 жылға) 8 орын алады. Ол үш департаментке бөлінеді: болат, көмір және темір кені [1].
Компания құрылған сәттен бастап 10 жыл ішінде 1,5 млрд. доллардан астам қаражат инвестициялаған. Өндірісті жаңғырту жүргізілді, жылына 320 мың тонна өнім шығаратын қорғасын-мырыш цехы салынды. Болат өндірісі 1996 ж. 3,1 млн тоннадан 5,1 млн. тоннаға өсті (2004 ж.), дайын болат - 3,9 млн. тоннаға (1996 ж. - 2,2), кеңес жылдарында қол жеткізілген нәтижеге жетпеді: болат - 5,7 миллион тонна, прокат - 80-ші жылдары 4,3 миллион тонна. 2006 жылы сортты прокат зауытының құрылысы жүргізілді.
Соңғы бірнеше жылда компанияның өнімдері Қытайда, Еуропада, Америкада және Иранда сатылады, дегенмен АрселорМиттал Теміртау АҚ өнімдерді сатуда проблемалар тудырады, бұл қызметкерлердің қысқаруына әкеледі. Осылайша, соңғы бес жыл ішінде компания 8 мың адамды қысқартты, бұл барлық қызметкерлердің 20% құрайды.
АрселорМиттал металлургиялық қызметін төрт континентте, соның ішінде дамыған және дамушы нарықтарда жүргізеді. Біздің болаттың шамамен 35% -ы Америкада, шамамен 47% -ы Еуропада және 18% -ы басқа аймақтарда, соның ішінде Қазақстанда, Оңтүстік Африка мен Украинада өндіріледі. АрселорМиттал Солтүстік және Оңтүстік Американың, Шығыс және Батыс Еуропаның, ТМД елдерінің және Африканың металл нарықтарын басқарады.
АрселорМиттал Теміртау АҚ металлургиялық зауытының құрамына мыналар кіреді:
1) аглодомен өндірісі;
2) кокс-химия өндірісі;
3) болат балқыту өндірісі;
4) прокаттау өндірісі;
5) бірыңғай жөндеу-монтаждау басқармасы;
6) бас энергетика бөлімі.
1.1-ші сурет - АрселорМиттал Теміртау АҚ домна цехы
АрселорМиттал компаниясы туралы негізгі мәліметтер:
1) АрселорМиттал металлургия және тау-кен өнеркәсібінің әлемдік көшбасшысы болып табылады;
2) 2015 жылы EBITDA көрсеткіші 5,2 млрд. АҚШ долларын құрады, бұл 2014 жылмен салыстырғанда 27,7% - ға аз; EBITDA көрсеткіші 4 тоқсанда 1,1 млрд. АҚШ долларын құрады;
3) 2015 жылғы 31 желтоқсандағы жағдай бойынша таза қарыз 15,7 млрд. АҚШ доллларын құрады;
4) 2015 жылы Болат тиеу 84,6 млн тоннаны құрады;
5) 2015 жылы темір рудасын тиеу 62,4 млн тоннаны құрады;
6) АрселорМиттал компаниясының 222 мыңнан астам қызметкері жұмыс істейді.
Сапалы өнім жасау және жаңа технологияларды қамтамасыз ету үшін АрселорМиттал компаниясында бүкіл әлем бойынша 1400-ден астам зерттеуші және 11 зертхана жұмыс істейді [2].
1.2 АрселорМиттал Теміртау АҚ ыстық мырыштау және алюминилеу цехы
ЫМАЦ-тың сипаттамасы.
Ыстық мырыштау және алюминдеу цехы (ЫМАЦ) 3 бөлімшеден тұрады:
1) ҮЫАА 1700 - үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегаты;
2) ҮЫМЖ - үздіксіз ыстық мырыштау желісі;
3) ҮПЖЖ - үздіксіз полимерлі жабынды жағу желісі екі агрегаттан тұрады: ККА - көлденең кесу агрегаты және ПА - пішіндеуші агрегат.
2. Цехтың негізгі және қосалқы жабдықтарының мақсаты, құрылысы және жұмыс істеу принципі.
ҮЫМЖ - қалыңдығы 0,2-1,6 мм, ал мырыш жабынының салмағы 80-450 гм2 болатын мырышталған болат прокатын өндіруге арналған. Шикізат ретінде ЛПЦ-2 бес тіректі орнағынан және ЛПЦ-3 алты тіректі орнағынан келетін салқын илектеу прокаттары. Агрегат 3 секцияға бөлінеді: кіріс, ортаңғы және шығыс секциялары. Кіріс секциясына: қабылдап алып тарқатушылар, таратушы арбалар, жалғау-дәнекерлеу машиналары - жолақтарды жалғастыру үшін, №1 тарту бекетінен және жолақтың 350 метр қоры бар ілмекті жинағыштан тұрады.
Ортаңғы секцияға - суықтай илектеу кезінде пайдаланылатын майлардан жолақтарды тазарту жүргізілетін химиялық тазалау учаскесі; қорғау газы - 95% азот және 5% сутегін беру есебінен жолақтың тотығу және кейіннен таза темірге дейін қалпына келтіру процестері болатын ТХӨ - термо-химиялық өңдеу пеші жатады. Жолақтарды мырышты балқыту температурасына дейін салқындату және мырышты жабынды жағу - мырыштау. Жолақты салқындату, салқындату мұнарасында 60 °C температураға жүргізіледі. Кейін 3,4,5-ші тарту станциясы арқылы тасымалданады.
Пассивация бөлімі дайын өнім ақ коррозиясынсыз болуы үшін консервациялайтын ерітіндіні жағуға арналған.
Шығыс секциясына - 300 м жолағының қоры бар ілмекті жинағыш; 6-шы тарту станциясы, электростатикалық майлағыш жолаққа ингибитор жағуға арналған; 2 орағыштар, 2 пантографиялық арбалар және қабылдағыш-орағыштар жатады.
1.3 Мырышты жабынды жағу желілері
Суықтай басылған орамаларды қабылдау және сақтау - металл карточкалар бойынша қабылданады және мөлшері бойынша резеңке жабыны бар стеллажда балқытып жиналады.
Жолақтарды дәнекерлеу - дайындалған ұштары бір-біріне 0.8-3.0 мм жапсарлас салынады және дәнекерленеді, дәнекерлеу автоматты режимде өтеді.
Жолақтың бетін химиялық майсыздандыру - қалдық ластанудың мөлшері екі жағынан 200 мгм2 аспауы тиіс. Майсыздандырғаннан кейін ерітінді сығу роликтерімен жойылады, майсыздандыру торабынан шығыста 120 °С дейін қыздырылған жолақтарды кептіру жүзеге асырылады.
Майсыздандырылған жолақтарды термиялық өңдеу - ТХӨ-да жүргізіледі:
а) пропан-бутан толық жанбайтын өнімдер атмосферасында жалын пешінің (ЖП) учаскесінде жолақтарды қыздыру;
б) сутегі қорғау газының атмосферасында радиациялық құбырлармен (РҚП) пеш учаскесіндегі жолақтарды түпкілікті қыздыру және ұстау;
в) тұйықталған суыту учаскесінде жолақтарды салқындату.
Мырыш жабынын жағу - балқыманы дайындау және мырыш жабынын жағу индукциялық пеш-ваннада жүзеге асырылады. Ванна-пештің химиялық құрамы - алюминий, қорғасын, темір, мырыш, температурасы 440-460 °С.
Егер ваннаға мырыш енгізілсе, онда қалыпта ұстап тұру үшін алюминий мен қорғасын қосылады.
Мырыштау процесінде мырыш жабынының адгезиясына бақылау жүргізіледі. Бақылау экспресс-әдісі бойынша үлгілерді сынау арқылы жүзеге асырылады. Пеш параметрлері технология талаптарына сәйкес келген кезде адгезияны бақылау әрбір партияның өтпелі және алғашқы үш орамында жүзеге асырылады. Калориялықтың және қысымның төмен мәндері кезінде адгезияны бақылау партияның әрбір рулонында жүргізіледі.
Келісім-шарттардың талаптарында иілу (сыну) ақауының болмауы көзделген тапсырыстар бойынша мырышталған прокатты өндіру кезінде негіздің осы ақаудың пайда болуына бейімділігін бақылау жүргізіледі.
Мырыш жамылғысының микро кристалдануы - кристалдау үлгісінсіз ұсақ кристалды жамылғыны алу үшін қататын мырыш жамылғысына шаң тозаңды тозаңдату жүргізіледі.
Мырыш жабынының микрокристалдануы - кристалдану үлгісі жоқ ұсақ кристалды жабынды алу үшін, мырышталған қатайтылған қабатқа шаң шашу.
Жолақ рулон ретінде тығыз етіп оралуы үшін - орағышқа жіберіледі. Жарамды металл қаптамаға - көлденең кесу агрегатына немесе пішіндеуші агрегатқа жіберіледі. Сәйкес келмейтін өнім белгілі бір орынға жиналады.
Өнім туралы мәліметтер:
1) материал - төмен көміртекті болат(HSL);
2) ағымдылық шегі - 1000 Нмм2 максималды шығыста;
3) жолақтың қалыңдығы - 0.2-1.6 мм;
4) жолақтың ені - 700-1550 мм.
1.1-ші кесте - Рулонның сипаттамасы
Рулонның өлшемдері
Кіріс
Шығыс
Салмағы
35т максималды
25т максималды
Ішкі диаметрі
400-600мм
508-600 мм
Сыртқы диаметрі
2200 мм максималды
2200 мм максималды
Жылдамдығы: толтыру - 30 ммин; кіріс - 275 ммин; үдеріс - 200ммин; шығыс - 275 ммин.
Жабынның салмағы - 80 грм2-450 грм2 максималды.
Беттік өңдеу - дрессировкалау, хромдау, майлау.
Ең жоғары өнімділік көрсеткіші - 300.00 тжылына.
Таза жұмыс уақыты - 6352 сағат.
Мырыш және алюминий-мырышты жабыны бар жолақты илемге қойылатын талаптар:
1. Мырыш жабыны бар жолақты илек МЕСТ 14918-80 бойынша және халықаралық стандарттар талаптарына сәйкес жүргізіледі.
2. Мырыш жабыны бар жолақты илекте беттік әрлеудің келесі түрлері болуы мүмкін:
2.1. Тұрақты жылтыр - кристалданудың әдеттегі (қалыпты) жағдайында жеткен мырыш кристалының шексіз өсуі бар жабыны.
2.2. Жылтырсыз (Zero spangle) - жылтырлардың визуалды суреті жоқ жабын. Құрамында кристал құраушы элементтер (қорғасын, қалайы, кадмий және сүрме) жоқ балқымада жолақ прокатты өңдеу кезінде қамтамасыз етіледі.
2.3. Прокатты қалыпты жылтырмен және жылтырсыз дрессировкалаудан кейін алынған дрессировкаланған жабын.
3. Алюминий-мырышты жабыны бар жолақты илек ТШ 14-11-247-94 бойынша және халықаралық стандарттар талаптарына сәйкес жүргізіледі [3].
1.2-ші кесте - Мырыш және алюминий-мырышты жабыны бар болат орамдарының өлшемдері
Жолақтың ені
750 мм-ден 1450 мм-ге дейін
Жолақтың қалыңдығы
0,4 мм-ден 2,0 мм-ге дейін
Орамның сыртқы диаметрі
2300 мм, одан көп емес
Орамның ішкі диаметрі
600 мм
Орамның салмағы
30 т, одан көп емес
Мырыш және алюминий-мырышты жабыны бар жолақ өнімдерін өндіруде келесі параметрлер бақылануға жатады:
1) шайуға арналған судың және майсыздандыратын ерітіндінің, ауаның, пештің аймақтары бойынша будың, пеш камераларындағы жолақтар температурасы, сутекті қорғау газы, азот және тік өткізгіштегі азотты қорғау газы, балқымалар, жіберу пештері, жолақтарды, пассивті ерітіндіні салқындатуға арналған су температурасы;
2) майсыздандыру ерітіндісінің, судың, сутекті қорғау газының, азоттың, азотты қорғау газының қысымы;
3) щетканы қысу күші;
4) ауа, су, азот және азот-қорғау газы, сутекті қорғау газының шығыны;
5) сутегіден қорғайтын газдағы, көміртегі тотығындағы және көміртегі диоксидімен, тотықтырмайтын қыздыру камерасындағы, азоттағы оттегі, азоттан қорғайтын газдағы, ТХӨ пешінің камераларындағы және көлбеу сымдардағы көлемінің үлесі;
6) жабын массасы;
7) көлбеу сымдағы шық нүктесі [4].
АрселорМиттал Теміртау жылына 800 мың тонна мырышталған бұйымдарды, оның ішінде қорғасынсыз мырышталған өнімдерді шығара алады. Мырышталған бұйымдарды құрылыста, тұрмыстық техниканы, көлік құралдарын, ауылшаруашылық техникалары мен жабдықтарын өндіруде қолдануға болады.
2 АВТОМАТТАНДЫРУ НЫСАНЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ
2.1 Мырышты және алюминий-мырышты жабыны бар жолақ илемін өндіру технологиясы
Мырыш немесе алюминий-мырыш қабатын қолданар алдында жолақ алдымен термохимиялық өңдеуден өтеді (ТХӨ). ТХӨ пешінде келесі операциялар орындалады:
а) жолақты қыздыру камерасында (ҚК) тотықтырмайтын қыздыру камераларынан (ТҚК) келетін жану өнімдерімен жылыту;
б) пропан-бутанды толық емес жану өнімдерінің атмосферасында жолақты тотықтырмайтын қыздыру камерасында (ТҚК) 500-ден 620 °C-қа дейін қыздыру;
в) сутекті қорғау газының атмосферасында қалпына келтіру қыздыру камерасында (ҚКҚК) металды күйдіру және қалыпқа келтіру;
г) бақыланатын салқындатуда ұстау камерасында (БСК) және жолақты тазарту немесе қалыпқа келтіру және салқындату температурасында ұстап тұру;
д) жолақты ағынды салқындату камерасында (АСК) салқындату.
Термохимиялық өңдеуден кейін жолаққа мырыш жабынын жағуға болады. Балқыманы дайындау және тұрақты жылтыратылған мырыш жабынын жағу 3TEG арналық индукциялық пеш-ваннасында жүзеге асырылады [5].
Мырыш қорытпасының немесе мырыштың және алюминийдің блоктарымен жабынды жағу пеш-ванналарын салу электротельфермен жүргізіледі. Балқытпаға тиер алдында блоктар бөлек тұрған жанарғымен қыздырылады.
2.1-ші кесте - 3TEG пеш-ваннасындағы химиялық элементтердің үлесі
Алюминий
0,15-тен 0,30 %-ға дейін
Қорғасын
0,05-тен 0,20 %-ға дейін
Темір
0,04, одан көп емес
Мырыш
қалғандары
Балқыту температурасы
445-тен 460 °С дейін
Егер балқытуда темір үлесі 0,04%-дан артық болса, алюминийдің салмақтық үлесі 0,25-тен 0,35%-ға дейінгі шекте ұсталады. Ал балқымада 0,35% астам алюминий болған жағдайда түзету үшін Ц0, Ц1 маркалы мырыш пайдаланылады. Алюминий ваннаға оның ерігеніне қарай әрбір 2-3 сағат сайын құймалары салынады [6].
Егер пеш-ваннаға мырыш тиелсе, онда балқытпаның құрамын ұстап тұру үшін пеш-ваннаға жабынды жағу үшін алюминий мен қорғасын енгізіледі.
Ваннадағы алюминийдің массалық үлесі 0,27-ден 0,30%-ға дейін жеткенде түзету тоқтатылады және ваннадағы алюминийдің массалық үлесі 0,16-дан 0,20%-ға дейін жеткенде балқыма ауысымына 2-3 алюминий құймасы қосылады, ал темір үлесі 0,04%-дан артық болған жағдайда, ауысымда үш құйма қосылады.
Қорғасын балқытуға тәулік бойынша бір құймадан артық енгізілмейді. Алюминий-мырышты қорытпаларында қорғасын болған жағдайда балқыманың 0,08-ден 0,20%-ға дейінгі шегінде қорғасынмен түзетілмейді. Пеш-ванналар айналарының бетінен жабынды жағатын күйіктерді алып тастау күйік жиналуына қарай, бірақ ауысымда кемінде екі рет жүзеге асырылады. Жолақтың бетіне күйік толуына жол берілмейді. Күйікті жою шыныға арналған тесігі бар арнайы қасықпен және қырғыштармен жүргізіледі. Жиналған күйік құрғақ құймақалыптарға жиналады және оның қатуынан және сууынан кейін өлшенеді және тиеледі.
Жылтырсыз мырыш жабынын жағу (Zero spangle) 4ТЕG пеш-ваннасында, ал алдын ала балқыту балқытпаны дайындау пешінде жүргізіледі. Балқыманы 2ТЕG пеш-ваннадан 4ТЕG пеш-ваннаға құю көлбеу науа бойынша жүзеге асырылады.
2.2-ші кесте - 2ТЕG, 4ТЕG пеш-ванналарының балқымаларындағы химиялық элементтердің массалық үлесі
Алюминий
0,20-дан 0,30 %-ға дейін
Темір
0,02 %, көп емес
Қорғасын
0,05 %, кем емес
Мырыш
қалғаны
2ТЕG пеш-ваннасындағы температура
470-тен 480 ºC градусқа дейін
4ТЕG пеш-ваннасындағы температура
450-ден 460 ºС градусқа дейін
2.1-ші сурет - 2TEG (4TEG) арналық индукциялық пеш-ваннасы
Жабынның қалыңдығын реттеу әуе пышақтары, ауа беру жүйесі, басқару және бақылау, электр және электрондық жабдықтар кіретін жүйенің көмегімен жүзеге асырылады. Жабынның қалыңдығын реттеу жүйесі қолмен жұмыс істейді. Жабынның қалыңдығы берілетін ауаның қысымына, жолақтың қозғалыс жылдамдығына, әуе пышақтары шүмектерінен жолақтың бетіне дейінгі арақашықтыққа байланысты болады.
2TEG арналық индукциялық пеш-ваннасы мырышты алдын ала балқытуға арналған. Пештің балқыту ваннасындағы балқу температурасы 630-дан 640 °C-қа дейінгі температурада сақталуы керек.
2.3-ші кесте - 2TEG пеш-ваннасының техникалық сипаттамалары
Ұзындығы
2438мм;
Ені
1372 мм;
Металдың биіктігі
933 мм;
Өнімділігі
50тсағ;
Пеш-ваннаның температурасы
630 °С;
Толық жүктеу кезінде тұтынылатын энергия
305 кВтсағ;
Пеш-ваннаға тиеу
6000 кг;
Желінің кернеуі
1000 В;
Әр индукторды салқындату үшін судың шығыны
2,8 м3мин;
Индукторлар саны
2 дана;
Шығыс кернеуі
580 В;
Пешті салқындатуға арналған ауа шығыны
140 м3мин.
4TEG арналық индукциялық пеш-ваннасы қорғасынсыз мырыш (алюминий-мырышты) жабындысын жағуға арналған.
2.4-ші кесте - 4TEG пеш-ваннасының техникалық сипаттамасы
Индукторлар саны
4 дана;
Ұзындығы
3048мм;
Ені
3400 мм;
Металдың биіктігі
1854 мм;
Пешті мырышпен (алюминий-мырышпен) толтыру
72000 кг;
Мырышты балқыманың температурасы
460°С;
Алюминий-мырышты балқыманың температурасы
605°С;
Желінің кернеуі
1000 В;
Шығыс кернеуі
580 В;
Күмбездің қақпағы ашық кезде мырыш балқымасымен жүктелген пеште температураны ұстап тұру қуаты
339 кВтсағ;
Күмбездің қақпағы ашық кезде алюминий-мырышты балқымасымен жүктелген пеште температураны ұстап тұру қуаты
409 кВтсағ;
Күмбездің қақпағы жабық кезде
233 кВтсағ;
Әр индукторды салқындату үшін судың шығыны
2,8 м3мин;
Пешті салқындатуға арналған ауа шығыны
140 м3мин;
Пештің жылжу жылдамдығы
1 ммин;
Қозғалуға арналған қозғалтқыштардың саны
4 дана.
3TEG арналық индукциялық пеш-ваннасы мырыш жабынын жағуға арналған.
2.5-ші кесте - 3TEG пеш-ваннасының техникалық сипаттамасы
Индукторлар саны
3 дана;
Ұзындығы
4267 мм;
Ені
3400 мм;
Биіктігі
1854 мм;
Пештің жүктеуі
172000 кг;
Температура
460 °C;
Әр индукторды салқындату үшін судың шығыны
2,8 м3сағ;
Қалған сипаттамалары 2TEG және 4TEG пеш-ванналарымен сәйкес.
2.2 Басқару жүйесіне арналған құрылғылар мен жабдықтар
2.2-ші сурет - Үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау агрегатының негізгі жетегі
Пеш-ванналардың балқымасының температурасын бақылау үшін 2 термопара (біреуі резервтік), термоконтроллер және барлық жүйені басқару үшін контроллер қолданылады [7]. Қазіргі уақытта өндірісте температураны өлшеу үшін DIN EN 60584 және DIN EN 43710 класты термопаралары қолданылады [8].
Жалпы сипаттамалары:
1) осы диапазондағы температуралар үшін: - 200-ден, +800 °C-ге дейін;
2) түрлі термопаралармен қолданылады;
3) дара және қосарланған термоэлементтер;
4) В, BUZ, BUZH, ВВК пішінді жалғану формасы;
5) өлшеуіш түрлендіргіштермен бірге қойылады.
а) б)
а) DIN EN 60584; б) DIN 43710;
2.3-ші сурет - Қосқыш басы бар салмалы термоэлемент
Бұрандалы термоэлемент сұйық және газ тәрізді ортадағы температураны өлшеу үшін қолданылады. Вакуум кезінде де, артық қысым кезінде де осындай конструктивтік форманың сенімді герметикалылығы таңдау кезінде маңызды шарт болып табылады. Қолдану саласы, атап айтқанда, қыздыру техникасы, машина жасау, сондай-ақ технологиялық процестер болып табылады. Қосқыш басын +100 °C жоғары емес температура үшін пайдаланылуы мүмкін. Тотбаспайтын болаттан жасалған қорғаныш түтіктер өлшеу бөлігін химиялық әсерден және механикалық зақымданудан қорғау үшін қолданылады. Өлшеу бөлігінде әдетте 2 класты DIN EN 60584 және DIN 43710 сәйкес термопаралары қолданылады. Сондай-ақ, ең жақсы әсер үшін екі термопарамен пайдалануға болады.
Spang Power Electronics фирмасының 1050 сериялы термоконтроллерлері көптеген жылдар бойы өзінің өнімдерінде жетекші болды, оған дейін әлемдік өнеркәсіптік тапсырыс берушілерге 850 және 950 сериялы барлық инновациялық технологияларды жеткізді. Инновация мен технологиялар саласындағы бұл позиция 1050 сериялы термоконтроллердің пайда болуымен кеңейтілді. [9].
2.4-ші сурет - Spang Power Electronics 1050 термоконтроллері
Spang Power Electronics фирмасының SCR сериясының 1050 сандық контроллерінің негізгі ерекшеліктері тапсырыс берушіге толық және де жоғары сапада орнату мүмкіншілігімен көптеген қосымша құрамдас бөліктерді қысқартуға, қажетті үрдісті нақты уақытта басқаруға мүмкіндік беретіндігі, оңай конфигурацияланатындығы [10].
SCR сериясының 1050 сандық контроллерінің негізгі функцияларына жатады:
1) өлшенетін температураны тікелей бақылау;
2) дисплей интерфейсі үшін жаңа түсті сенсорлық экран;
3) деректер алмасу үшін кірістірілген жоғары жылдамдықты желі;
4) сенсорлық корпуста орнатылған сақтандырғыш;
5) бірнеше контроллерлер үшін бір дисплейді пайдалану мүмкіндігі бар;
6) күрделі жүйелік қосымшалар үшін кеңейтілген енгізушығару интерфейсі;
7) өнім хостингі, конфигурациясын жөндеу құралы;
8) конфигурация құжаттарын сақтау үшін Micro SD жадты картасы бар.
9) температураны бақылаудың стандартты функцияларына кіреді:
10) барлық температураны бақылау операцияларын бақылауға арналған монитор;
11) автоматты және қолмен басқару режимдері;
12) температуралық ПИД-контуры және сызықтық өзгерісті баптау;
13) дабыл және ақаулар параметрлері;
14) температураны өлшеу үшін ºC немесе ºF бірліктері қолданылады.
Осы құрылғылардың барлығын бақылау үшін Siemens фирмасының Simatic S7-300 контроллері қолданылады. Бұл контроллерлер техникалық басқару құралдарын өндіру және электротехникалық жабдықтарды автоматтандыру саласында және тағы басқалары қолданылады [11].
а) в)
а) Simatic S7-300 контроллері, в) контроллерге жалғанған дисплей
2.5-ші сурет - Контроллер және оған жалғанған дисплей
SIMATIC S7-300 сериясының құрамына кіреді:
1) PS - айнымалы немесе тұрақты ток желісімен контроллерді қоректендіру блоктары;
2) CPU - орталық процессор модулі. Шешілетін міндеттердің күрделілігіне байланысты бағдарламаланатын контроллерде орталық процессорлардың 20-дан астам түрін қолдануға болады;
3) SM - дискретті және аналогты сигналдарды енгізуге және шығаруға арналған сигналдық модульдер және кіріктірілген Ex-барьері бар модульдер;
4) CP - PROFIBUS, AS-Interface, Industrial Ethernet, PROFINET және PtP байланыс жүйелерінде есептерді автономды өңдеуді орындайтын коммуникациялық процессорлар. CP 341 үшін жүктелген драйверлер арқылы MODBUS RTU және Data Highway желілеріндегі деректер алмасуды қолдайтын контроллердің байланыс мүмкіндіктерін кеңейтуге болады. Сондай-ақ жүйеде модемдік байланысты ұйымдастыру үшін SINAUT ST7 коммуникациялық модульдері қолданылады;
5) FM - модемдік байланысты ұйымдастыру үшін функционалдық модульдер. Орнатылған микропроцессормен жабдықталған және автоматты реттеу, позициялау, жылдам есептеу, өлшеу, жылжуды басқару және т. б. міндеттерін орындай алады. Орталық процессор тоқтаған жағдайда функционалдық модульдер міндеттерді орындауды жалғастыруға қабілетті;
6) IM - контроллердің базалық блогына кеңейту бағандарын қосуға арналған интерфейсті модульдер. Жергілікті енгізу-шығару жүйесінде әр түрлі мәндерге 32 модульге дейін қолдануға мүмкіндік береді [12].
2.3 Автоматтандыру нысанының статикалық және динамикалық сипаттамалары
Нысанның негізгі динамикалық және статикалық параметрлері:
Кныс=0,7°С% жүріс; Хст = 3 С;
Тныс=90 с; Х1 = 6 С;
ныс=35 с; tр = 180 с;
хкір.ныс.=20%; n1 = 18%.
2.6-шы сурет - Пеш-ваннадағы алюминий-мырыш балқымасының температурасына арналған екпін қисығы
2.4 Мырышталған және алюминийленген жабынды жаңғырту үшін міндеттер қою
Бұл жобаның мақсаты үздіксіз ыстық алюминий-мырыштау жабынын жағу қондырғысының, балқытылған металының температурасын автоматты басқару жүйесін жаңарту болып табылады.
Негізгі қойылған мақсаттарға балқыманың температурасын тиімді және дәл бақылау үшін ескірген жабдықтарды жаңасына ауыстыру болып табылады.
Бұл жабу блогы үшін басқару құрылғылары температура реттегіші, термопара және контроллер болып табылады. Бұл құрылғыларды ауыстыру температураны басқаруды оңтайландырады және дәлірек бақылауға ықпал етеді.
Бұл жабынды торап үшін бақылау құрылғылары болып термоконтроллер, термопара және контроллер болып табылады. Бұл құрылғыларды ауыстыру температураны басқаруды оңтайландырады және дәл бақылауға мүмкіндік береді.
Қазіргі уақытта ол жерде: DIN EN 60584 және DIN 43710 класты термопаралар, Spang Power Electronics фирмасының 1050 сериялы термоконтроллері және Siemens компаниясының SIMATIC S7-300 контроллері орнатылған. Ауыстыру үшін мен, ең жақсы функциялары мен сипаттамалары бар қазіргі заманғы құрылғыларды пайдаланамын.
3 БАСҚАРУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫНА АНАЛИТИКАЛЫҚ ТАЛДАУ
3.1 Басқару жүйелеріндегі контроллерлерге аналитикалық талдау
3.1.1 Еркін бағдарламаланатын Johnson Controls ұсынған FEC16ХХ және FEC26ХХ контроллерлері
Johnson Controls жылыту, желдету және ауаны баптау (ЖЖжА) жүйелерін автоматтандыруға және әмбебап BACnet желілік хаттамасын қолдауға арналған FEC (Field Equipment Controller) контроллерлер желісін шығарды. FEC16XX және FEC26XX жаңа басқарылатын, сәйкесінше, 10 және 17 кіріс шығысқа арналған, автоматтандыру жүйелерін құру үшін ASHRAE нұсқауларына сәйкес құрастырылған және Metasys құрылымын басқару жүйесіне оңай біріктірілген. Пайдаланушыға ыңғайлы болу үшін бағдарламаланатын бұл құрылғыларды сұйық кристалды дисплеймен қайта жабдықтауға болады.
3.1-ші сурет - Johnson Controls фирмасының FEC16ХХ және FEC26ХХ контроллерлері
FEC желісінің құрамына FEC16X және FEC26X контроллерлері кіреді, олар тиісінше 10 және 17 кірісшығыс санымен ерекшеленеді. Бұл құрылғылардың кіруіне әртүрлі датчиктерді қосуға болады, соның ішінде температура, қысым, ылғалдылық, шық нүктелері және т. б. датчиктерді қосуға болады, олар орта параметрлері туралы ақпаратты жинайды және оны бағдарламаланатын FEC контроллерлеріне жібереді. Атқарушы жабдықты басқару осы құрылғылардың тиісті шығысы арқылы жүзеге асырылады. Осылайша, мысалы, бағдарламаланатын fec1626Х модельдері ОВиК жүйелерінде су, ауа немесе бу шығынын реттеу үшін пайдаланылатын клапандардың жетектеріне қозғалысты хабарлауға мүмкіндік береді. FEC құрылғылары арасындағы байланыс үшін Master-Slave немесе Peer-to-Peer деректер беру моделі қолданылады [13].
Құрылғылар арасында тікелей ақпарат алмасуға негізделген Peer-to-Peer жүйесінде контроллерлер эквивалентті тораптық болып табылады және клиент ретінде де, сервер ретінде де қызмет ете алады. Бұл жұмыс схемасында жүйе тіпті бір бағдарламаланатын контроллерлер істен шыққан жағдайда да жұмыс істей береді [14].
Сонымен қатар, жаңа сериялы бағдарламаланатын барлық құрылғылар инженерлік жабдықты басқарудың тиімділігін арттыру, ақаулық диагнозын, төтенше жағдайлардың алдын-алуды және талдауды қамтамасыз ету үшін жүйені тұрақты адаптивті бақылауды жүзеге асырады.
3.1.2 Klinkmann фирмасының UniStream контроллері
Пайдаланушыларға кеңейтілген байланыс қолдауын, кірістірілген енгізу-шығару конфигурацияларын және виртуалды HMI қамтамасыз ететін қуатты көп функционалды бағдарламаланатын логикалық контроллер (БЛК).
Виртуалды HMI былай жұмыс істейді: бағдарламаланатын логикалық контроллер бағдарламаның логикасын, сонымен қатар HMI пайдаланушы қосымшасын БЛК-де сақтайды және басқарады. Бұл бірегей артықшылық береді: сіз кез-келген ұялы телефон, компьютер немесе кез-келген қашықтағы құрылғы арқылы жабдықты көре және басқара аласыз немесе процесске қол жеткізе аласыз.
Негізгі сипаттамалары: Ethernet IP, MQTT, SNMP, SQL, веб-сервер, FTP, SNMP және басқалар. Үш нұсқада қол жетімді: Classic, Standard және Pro.
PLC:
1) 64 тәуелсіз циклге дейін PID автоматты орнату;
2) деректер кестесі мен үлгісі арқылы деректерді тіркеу және реттеу;
3) MicroSD картасы сақтық көшірме, клондау және тағы басқалар;
4) функционалдық блоктар мен құрылымдар.
3.2-ші сурет - UniStream контроллері
Виртуалды HMI:
1) толық функционалды HMI;
2) түрлі рұқсат түрлерін қолдау;
3) Drag & Drop графикалық кітапханасы;
4) көп тілді дисплей;
5) PDF;
6) парольмен көп деңгейлі қорғаныс, оңай және тез.
Байланыс:
1) ethernet TCPIP;
2) USB host;
3) mini USB for programming;
4) хаттамалар:
5) еtherNetIP;
6) CANopen, CANlayer2, UniCAN;
7) BACnet, KNX and M-Bus via gateway.
Енгізу Шығару (IO):
1) 2048 IO дейін кеңейту;
2) IO нұсқалары сандық, аналогты, жоғары жылдамдықты және температура режимін қамтиды.
3.1.3 Delta Electronics фирмасының AH500 контроллері
Процессор (ЦПУ).
Процессорлар әртүрлі: өнімділігі бойынша, кіріктірілген интерфейстер бойынша, ішкі шина бойынша қолдаушы қаңқалар мен кеңейту модульдерінің саны бойынша.
Бағдарлама көлемі:
1) 32к, базалық қаңқа кеңейту қаңқасы жоқ;
2) негізгі қаңқасы +1 кеңейту қаңқасы;
3) негізгі қаңқасы +3 кеңейту қаңқасы;
4) негізгі қаңқасы +7 кеңейту қаңқасы.
Жылдамдық:
1) LD нұсқаулығын орындау;
2) 1000 қадамға 0,3 мс.
Кеңейту каркасын қосуды ескере отырып, нүктелердің ең көп саны:
1) дискретті кірісшығыс 129782 нүкте;
2) қызметтер аналогтық кіру шығу 4464 нүкте.
3.3-ші сурет - Delta Electronics фирмасының AH500 контроллері
Кеңейту модульдері:
1) дискретті кірушығу модульдері;
2) аналогтық кірісшығыс модульдері;
3) коммуникациялық модульдер;
4) қозғалысты басқару модульдері.
Қашықтағы кеңейту шинасы.
AH10DNET-5A және AHRTU-DNET-5A (қашықтан шығару модулі) коммуникациялық модульдері негізінде құрылады. Алыстағы желінің негізінде DeviceNet интерфейсі жатыр.
Қаңқаларды қосуға арналған қосқыш кабельдер 60 см, 1 м, 1.5 м, 3 м.
3.4-ші сурет - Кеңейту шинасының қосылуы
3.1.4 Siemens фирмасының SIMATIC S7-1500 контроллері
Модульдік дизайнының арқасында SIMATIC S7-1500 бірнеше өнеркәсіптік секторларда әртүрлі циклдік процестерді автоматтандыру үшін қолданыла алады. Үнемді шешімдерге модульдік конструкциялар, салқындату және жергілікті және таратылған енгізу-шығару жүйелерін қолдау арқылы қол жеткізіледі [15].
Бағдарламаланатын SIMATIC S7-1500 контроллері төменде келтірілген автоматтандыру жүйелерінде тиімді шешім болып табылады:
1) арнайы мақсаттағы жабдықтар;
2) тоқыма және орау машиналары;
3) машина жасау кешендері, автомобиль саласы;
4) орнату жүйелері және құралдар өндірісі;
5) сумен жабдықтау және су бұру объектілері;
6) тамақ өнеркәсібі және сусындар өндіру кәсіпорындары.
Жеткізудің бірінші кезеңі өнімділіктің әртүрлі деңгейлері бар орталық процессорлардың үш түрін қамтиды. Сондай-ақ, оған түрлі мақсаттағы модульдер кіреді. Модульдің аппараттық жабдықталуы шешілетін міндеттердің әртүрлі талаптарына икемді бейімделеді. Қажет болған жағдайда контроллер сол немесе басқа модульдер жиынтығымен толықтырылады. Жабдық электромагниттік және механикалық әсерлерге жоғары төзімділікпен белгіленген.
3.5-ші сурет - Siemens фирмасының SIMATIC S7-1500 контроллері
3.1-ші кесте - Simatic S7-1500 контроллерінің техникалық сипаттамалары
Қорғау дәрежесі
IEC 60 529 стандартына сәйкес IP20
Жұмыс істеу температурасының диапазоны:
Көлденең орнату
0 + 60°C (50°C дисплей өшеді)
Тігінен орнату
0 + 40°C (40°C дисплей өшеді)
Салыстырмалы ылғалдылық
5%-95%, конденсациясыз
Атмосфералық қысым
1080 - 795 гПа
Оқшаулаудың кернеуі
50 В дейінгі тізбектер үшін
707 В
150 В дейінгі тізбектер үшін
2200 В
250 В дейінгі тізбектер үшін
2500 В
3.2 Температураны реттеуге арналған температура реттеуіштеріне аналитикалық талдау
3.2.1 Autonics TK4S ПИД реттеуіші бар термоконтроллері
Autonics TK ПИД температура контроллері автоматты басқару жүйелерінің бөлігі ретінде кері байланыс тізбектерін құруға арналған. TK сериялы құрылғылардың кең функционалдығы жылу өндіргіштерін әртүрлі өндірістік процестерде белсенді пайдалануға мүмкіндік береді. Autonics TK ПИД контроллері бар жылу контроллері өте дәл. Сондай-ақ, Autonics TK жылу контроллері жоғары жылдамдыққа ие.
3.6-шы сурет - TK4S термоконтроллері
ПИД реттеуішімен Autonics TK4S температура реттегіштерін қолдану мүмкіндігі. Autonics TK4S сериялы жылу контроллері үшін негізгі техникалық сипаттамалар.
ПИД реттеуіші бар Autonics TK4S сериялы жылу контроллері әртүрлі техникалық сипаттамалары бар бірнеше нұсқада қол жетімді:
1) нәтижелерді көрсетуге арналған қос жарықдиодты экран;
2) құрылғы кірісінің бірнеше нұсқасы, оның ішінде аналогтық кіру, сонымен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz