Б) Функціонально-алгоритмічна структура

АСУ ТП виплавки сталі призначена для підвищення ефективності виробництва рідкої сталі шляхом забезпечення оперативного персоналу інформацією про параметри технологічного процесу на всіх його етапах і у всіх агрегатах установки, розрахунку та видачі рекомендацій оперативному персоналу з управління процесом, автоматичного управління важливими операціями технологічного процесу (подачею кисню на продувку, положенням кисневої фурми, подачею сипучих матеріалів в конвертор і сталерозливних ківш). Для цього система виконує друк документів, що забезпечують подальший контроль і вивчення результатів процесу неоперативним технологічним персоналом, а також паспортизацію продукції, що випускається, формування і передачу інформації про процес виплавки сталі в АСУ ТП безперервного розливання і АСУ виробництвом в цеху.

У відповідності з цими завданнями функціональна структура системи (рис. 4.23) включає в себе наступні групи основних функцій системи: вимірювальні, розрахунку оцінок і прогнозів, розрахунку рекомендацій, управління, діалогу та підготовки даних для інших АСУ.

Вимірювальні функції використовуються для визначення поточних значень параметрів технологічного процесу на основі результатів безпосередніх вимірювань. Алгоритми таких вимірювальних функцій для пери одичну процесів відрізняються від алгоритмів для безперервних функцій, оскільки в більшості вимірювальних функцій у АСУ періодичними процесами необхідно фіксувати не тільки результати вимірювання, але і відповідні їм стани процесу. Наприклад, результат вимірювання ваги чавуну на крані необхідно фіксувати в той момент, коли ківш з чавуном підвішений до крана, кран нерухомий і амплітуда коливань ковша не перевершує певних значень. Наступний приклад: вимірювання температури рідкої сталі в конверторі здійснюється за допомогою термопари, занурюваної після повалення в горловину конвертора; вимір може тривати 1–2 хв. причому за цей час термопара зазвичай згорає. Крива зміни термо-ЕРС на виході термопари наведена на рис. 4.24. Деякий підйом термо-ЕРС в кінці кривої пояснюється тим, що при витяганні термопари з ванни вона проходить шар шлаку, температура якого вища за температуру сталі. Інформативним є значення термо-ЕРС тільки в точці А.

  Рис. 4.23. функціональна структура системи.

Таким чином, майже кожна з вимірювальних функцій потребує додаткових алгоритмах, що враховують миттєве стан процесу та вимірювальної системи. Тому функціональна структура АСУ ТП «Конста» включає в себе такі вимірювальні функції, як визначення початку і тривалості операції в конверторі, визначення маси брухту, чавуну, сипучих матеріалів, сумарного та миттєвої витрати кисню, температури рідкого металу і чавуну в конверторі, чавуновозів і сталерозливних ковшах за допомогою термопари занурення, швидкості окислення вуглецю у ванні конвертора, хімічного складу металу і шлаку з аналізу проб.

  Рис. 4.24. Зміна ЕРС термопари, занурюваної в конвертор.

Функції розрахунку оцінок і прогнозів зводяться до визначення значень спостережених змінних технологічного процесу розрахунковим шляхом, а також до прогнозування зміни змінних процесу в ході плавки Ці функції дозволяють отримати інформацію про значення таких найважливіших технологічних змінних, як температура і хімічний склад металу і шлаку у ванні конвертора, в будь-який момент періоду продувки. Розрахунок оцінок і прогнозів здійснюється за допомогою математичної моделі конверторного процесів та алгоритмів, розроблених на основі теорії фільтрації й екстраполяції неспостережних компонентів випадкового процесу. Математичними моделями цих процесів є системи нелінійних випадкових диференціальних рівнянь, що описують різні фізико-хімічні явища в агрегатах установки. Деякі невідомі константи математичних моделей визначаються періодично шляхом статистичної обробки даних про минулі плавках.

Алгоритми функцій розрахунку рекомендацій і замкнутого управління процесами в установці побудовані за допомогою методу «управління з пророкуванням». Суть зазначеного методу полягає в тому, що при розрахунку керуючих впливів замість випадкових значень змінних стану використовуються значення оцінок і прогнозів цих змінних, отримані розрахунковим шляхом. При цьому завдання управління вирішується як детермінована.

Функції діалогу і протоколювання даних охоплюють обробку запитів і даних, що вводяться, подання інформації та друк технологічних документів. Діалог організовується так, що його можна вести з наступних місць: з постів керування конверторами, з поста майстри виробництва (робоча площадка конверторів), з постів управління дозуванням брухту і чавуну, з квантометричної лабораторії, з поста диспетчера цеху.

Всі основні функції системи володіють тією властивістю, що обов'язково мають безпосередній вихід на об'єкт, до технологічного персоналу або в зовнішню АСУ. Крім основних функцій, АСУ ТП виконує ще ряд допоміжних (забезпечують), призначених для отримання певних характеристик самої системи (надійності, приживлюваності), полегшення роботи персоналу, що обслуговує систему, і контролю його роботи. До цієї групи функцій відносяться перевірка готовності основних функцій системи до роботи, виявлення несправності обладнання системи, друк журналу роботи системи.

Дата добавления: 2015-07-18